虛擬化技術(shù)在數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)中的應(yīng)用

杜娟

摘 要 由于醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展，為了解決醫(yī)院服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)利用率低，投入成本高，可擴(kuò)展性差以及業(yè)務(wù)故障切換和災(zāi)難保護(hù)不足等問題，醫(yī)院經(jīng)過多方調(diào)研論證，在新址的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，我們引入了服務(wù)器虛擬化技術(shù)。以此來搭建除主業(yè)務(wù)以外的其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。在虛擬化技術(shù)的支持下，實現(xiàn)服務(wù)器的自動化高效運帷，在一定程度上大量的節(jié)省了精力和時間。很大程度上降低了運營成本，并且整體架構(gòu)滿足高可靠、彈性擴(kuò)展的需求。

【關(guān)鍵詞】虛擬化技術(shù) 數(shù)字化醫(yī)院 服務(wù)器

天津市兒童醫(yī)院是天津唯一一所三級甲等綜合性兒科醫(yī)院。由于醫(yī)院面積小患者逐年增多，2015年兒童醫(yī)院搬遷至新址。新院除了原先的HIS、LIS、電子病歷、殺毒、桌面管理等系統(tǒng)，還引進(jìn)了自動化藥房項目和檢驗生化自動化流水線設(shè)備。由于醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展，在新址的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，我們引入了服務(wù)器虛擬化技術(shù)，這項技術(shù)為我們在新舊服務(wù)器的處理問題上提供了更好的解決方案。曾經(jīng)使用時間較長的服務(wù)器可以根據(jù)醫(yī)院內(nèi)部的管理制度報殘銷賬不再投入使用，較新的服務(wù)器使用虛擬化技術(shù)重新搭建有效的提高了資源的使用率，節(jié)約了新設(shè)備的投入成本，并且節(jié)約了機(jī)房的用電量，更加節(jié)能環(huán)保。使得機(jī)房空間利用率有效提高。很大程度上減少了服務(wù)器的維護(hù)流程及時間，使整個信息系統(tǒng)架構(gòu)更加彈性化易于管理。

1 原先核心機(jī)房X86服務(wù)器架構(gòu)的缺點

（1）基礎(chǔ)架構(gòu)利用率低，投入成本高，可擴(kuò)展性差：典型的 x86 服務(wù)器部署平均達(dá)到的利用率僅為總?cè)萘康?10% 到 15%。通常在每臺服務(wù)器上僅運行一個信息系統(tǒng)，硬件資源固定在每個系統(tǒng)上，隨著系統(tǒng)的應(yīng)用，對硬件資源的需求越來越高，導(dǎo)致原采購設(shè)備幾年就需要換代才能不影響系統(tǒng)性能。

（2）為保證醫(yī)院關(guān)鍵業(yè)務(wù)的連續(xù)性，還需配備另一臺服務(wù)器和磁盤陣列組成雙機(jī)備份系統(tǒng)，致使硬件設(shè)備的采購?fù)度氤杀炯哟蟆?/p>

（3）支持硬件基礎(chǔ)架構(gòu)運行的其他配套設(shè)施及維護(hù)成本不斷上升：隨著智能數(shù)字化醫(yī)院的發(fā)展建設(shè)不斷深入，使服務(wù)器和其他相關(guān)設(shè)備數(shù)量增加，這需要花費更多的時間和資源配置維護(hù)其相應(yīng)的備份、容災(zāi)任務(wù)，管理難度增大。并且能源消耗也會不斷上升，其中包括空調(diào)制冷的耗電量也越來越大。

（4）故障切換和災(zāi)難保護(hù)不足：隨著信息化的不斷發(fā)展，醫(yī)院服務(wù)器應(yīng)用程序停機(jī)造成的影響越來越大，這使得對桌面和服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)連續(xù)性規(guī)劃顯得更為重要。

（5）業(yè)務(wù)上線時間長：硬件、軟件上線前采購環(huán)節(jié)多，耗時長到位慢。安裝、調(diào)試過程復(fù)雜制約進(jìn)度。

因此，醫(yī)院經(jīng)過多方調(diào)研論證，決定使用虛擬化技術(shù)來解決信息化建設(shè)所出現(xiàn)的上述問題。

2 服務(wù)器的選擇

原先核心機(jī)房全部配置使用X86機(jī)架式服務(wù)器，由于機(jī)架服務(wù)器內(nèi)部空間限制，因此服務(wù)器本身擴(kuò)展性差。與機(jī)架式服務(wù)器不同，刀片服務(wù)器許多部件都可以共享，在空間密度上較機(jī)架服務(wù)器更節(jié)省約50%的空間。它可以對所有服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一的管理，從而簡化了布線、存儲和維護(hù)的成本，在更小的空間里提供更多的處理能力，節(jié)省空間且花費更少。

在服務(wù)器彈性發(fā)展架構(gòu)方面，刀片服務(wù)器可以通過在機(jī)架式機(jī)箱內(nèi)插裝新的單處理器或多處理器的刀片服務(wù)器即可實現(xiàn)硬件設(shè)備的彈性擴(kuò)展。滿足未來醫(yī)院業(yè)務(wù)增長需求。

因此在此次虛擬化技術(shù)中我們選用了刀片服務(wù)器來運行除主業(yè)務(wù)以外的其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3 虛擬化的概念及優(yōu)勢

虛擬化是一個一個抽象概念的術(shù)語，它是指運算資源不是在確切存在的硬件基礎(chǔ)上運行而是在一個虛擬出的環(huán)境中運行。運用虛擬化技術(shù)，我們可以在一臺實際的服務(wù)器上啟動多個虛擬服務(wù)器，利用虛擬化軟件讓操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序認(rèn)為虛擬服務(wù)器是真實的硬件設(shè)備。

和傳統(tǒng)IT資源分配的應(yīng)用方式相比，虛擬化具有以下優(yōu)勢：

（1）虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)資源的動態(tài)分配從而有效提高資源利用率。在使用虛擬化技術(shù)之前，醫(yī)院信息中心在部署每一項新業(yè)務(wù)時都會重新購買一臺單獨的服務(wù)器，服務(wù)器的規(guī)模通常是針對其上業(yè)務(wù)運行所需的峰值進(jìn)行配置的，但在實際運行中大部分時間業(yè)務(wù)處理都處于平均甚至空閑狀態(tài)。運用虛擬化技術(shù)能夠靈活動態(tài)地調(diào)用服務(wù)器上的空閑資源，更有效的提高服務(wù)器空閑資源的利用率。滿足不同業(yè)務(wù)靈活多變的需求。

（2）提供相互獨立、安全、高效的業(yè)務(wù)應(yīng)用環(huán)境。通過虛擬化技術(shù)將一臺計算機(jī)虛擬為多臺邏輯計算機(jī)，部署安裝多個不同的操作系統(tǒng)，在虛擬環(huán)境下的各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)相互獨立，即使其中一個系統(tǒng)或者業(yè)務(wù)程序崩潰，也不會對其他系統(tǒng)及業(yè)務(wù)造成影響。配合備份機(jī)制，可以做到子系統(tǒng)及業(yè)務(wù)漂移并快速恢復(fù)。避免了單點故障并降低了硬件投入成本。

（3）采用虛擬化技術(shù)可以更方便的管理系統(tǒng)資源，提高了硬件設(shè)備安裝維護(hù)及管理上的便捷性。更便于資源更新升級。不但大大提高了工作效率而且還能降低運營成本。

4 兒童醫(yī)院服務(wù)器存儲解決方案

通過搭建高可用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器存儲節(jié)點冗余架構(gòu)，避免單點故障。并采用虛擬化搭配負(fù)載均衡技術(shù)達(dá)到虛擬機(jī)故障漂移、存儲故障切換，實現(xiàn)服務(wù)器自動化高效運帷。

HIS系統(tǒng)：部署在小型機(jī)P750，裝載Oracle數(shù)據(jù)庫；

電子病例系統(tǒng)：APP部署在VMware上，數(shù)據(jù)庫部署在物理節(jié)點上；

其它應(yīng)用系統(tǒng)：部署在刀箱VMware上；

5 總結(jié)

在虛擬化技術(shù)的支持下，醫(yī)院全面構(gòu)建虛擬化技術(shù)，實現(xiàn)服務(wù)器的自動化高效運帷，在一定程度上大量的節(jié)省了精力和時間。很大程度上降低了成本，并且整體架構(gòu)滿足高可靠、彈性擴(kuò)展的需求，可以滿足未來5年應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展對于基礎(chǔ)架構(gòu)的需求。

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作者單位

天津市兒童醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)信息科 天津市 300134endprint