蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院 信息科，甘肅 蘭州 730050

服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用與研究

王玉珍，王志強(qiáng)，趙正軍，王健

蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院 信息科，甘肅 蘭州 730050

目的對于日趨復(fù)雜的醫(yī)療信息系統(tǒng)，采用虛擬化技術(shù)搭建服務(wù)器集群平臺，能有效提高醫(yī)療信息系統(tǒng)的部署能力和管理水平，降低運(yùn)營成本。方法以Vmware vSphere虛擬化平臺為例，探討應(yīng)用于醫(yī)療信息系統(tǒng)的VMware虛擬化技術(shù)解決方案，并詳細(xì)介紹了虛擬化平臺的實施過程。結(jié)果成功建立服務(wù)器集群平臺，實現(xiàn)了30多個應(yīng)用系統(tǒng)的遷移。結(jié)論服務(wù)器虛擬化技術(shù)有效整合了資源、改善了資源分配、提高了資源利用率、減輕了管理的負(fù)擔(dān)。

醫(yī)院信息系統(tǒng)；服務(wù)器；服務(wù)器虛擬化

0 前言

傳統(tǒng)服務(wù)器是每臺一個操作系統(tǒng)，軟硬件緊密結(jié)合，同一臺主機(jī)上運(yùn)行多個應(yīng)用程序通常會遭遇沖突，中央處理器（CPU）資源浪費(fèi)嚴(yán)重。隨著信息系統(tǒng)日趨復(fù)雜，對系統(tǒng)架構(gòu)的安全性、容災(zāi)性、穩(wěn)定性提出了更高的要求，虛擬化技術(shù)（Virtualization Technology）是實現(xiàn)這一要求的一個途徑。虛擬化技術(shù)將少量的物理服務(wù)器整合，共享硬件空間，使各類應(yīng)用及用戶共同使用這些資源，顯著降低運(yùn)營成本，提高管理靈活性[1]。傳統(tǒng)架構(gòu)和虛擬化技術(shù)結(jié)構(gòu)對比，見圖1。

圖1 傳統(tǒng)架構(gòu)和虛擬化技術(shù)結(jié)構(gòu)對比

1 總體設(shè)計思路

1.1 目前我院醫(yī)療信息系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前我院醫(yī)療信息系統(tǒng)主要包括面向臨床的醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）、檢驗信息系統(tǒng)（LIS）、影像管理系統(tǒng)（PACS）、體檢系統(tǒng)、手術(shù)麻醉及重癥監(jiān)護(hù)、感染控制系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)等。運(yùn)行這些系統(tǒng)的服務(wù)器近50臺。隨著醫(yī)院規(guī)模的擴(kuò)大,各項醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)對信息系統(tǒng)的依賴越來越緊密，新版電子病歷系統(tǒng)、移動醫(yī)護(hù)工作站、銀醫(yī)一卡通、數(shù)據(jù)集中管控平臺將陸續(xù)建設(shè)，對服務(wù)器的需求會不斷的增長。每部署一套新的應(yīng)用都要觸發(fā)一次設(shè)備采購，部署周期長。同時，一個應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)1臺物理服務(wù)器，中央處理器（CPU）資源浪費(fèi)嚴(yán)重，單臺物理機(jī)對服務(wù)器冗余無法解決，當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時，應(yīng)用系統(tǒng)即癱瘓，單點故障隱患嚴(yán)重。如果雙機(jī)運(yùn)行，服務(wù)器的數(shù)量要翻1倍，資源浪費(fèi)情況更嚴(yán)重，而且為了實現(xiàn)高可用性雙機(jī)配置，還必須要有外置的磁盤陣列。

1.2 總體設(shè)計思路

服務(wù)器數(shù)量劇增和平臺依賴性等因素成為醫(yī)院信息化發(fā)展的障礙，虛擬化技術(shù)可以通過整合硬件來提高服務(wù)器利用率，從而降低IT成本。目前，虛擬化技術(shù)有Virtual Server 2005 R2和VMware vSphere。Virtual Server 2005 R2，最大優(yōu)勢在于簡便的人機(jī)交互界面、Windows資源管理器類似的簡便操作方式以及微軟自家產(chǎn)品高度整合的特性[2]。VMware vSphere可以聚合和全面管理大型基礎(chǔ)架構(gòu)池，使之成為一種無縫、靈活、動態(tài)的操作環(huán)境，構(gòu)建跨越多個數(shù)據(jù)中心及云服務(wù)提供商的私有云環(huán)境[3]。根據(jù)醫(yī)院實際情況，采用VMware vSphere虛擬平臺的VMwareESXi數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案架構(gòu)圖，見圖2。

圖2 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案架構(gòu)圖

通過部署多臺存儲系統(tǒng)，擴(kuò)展整個存儲空間，將整個數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)整合到EMC VPLEX存儲引擎下，在虛擬引擎的統(tǒng)一管理和配置下，構(gòu)建一個虛擬化存儲平臺。在虛擬化存儲平臺后端的數(shù)據(jù)存儲采用2臺EMC VNX，通過虛擬化引擎在2臺存儲之間進(jìn)行數(shù)據(jù)鏡像。備份方式采用EMC Networker備份軟件實現(xiàn)。

2 具體實施過程

2.1 硬件配置

配置EMC VPLEX虛擬存儲引擎1臺，MD9124光線存儲交換機(jī)2臺，EMC VNX5500核心存儲1臺，和現(xiàn)有CX4-120存儲1臺構(gòu)成存儲空間，DD160虛擬帶庫1臺作為備份，帶HBA卡的IBM X3850 X5 PC服務(wù)器6臺。

2.2 實施步驟

（1）在6臺IBM PC服務(wù)器上部署Vmware ESXi 5.0主機(jī)虛擬化軟件，安裝Vcenter管理端，安裝應(yīng)用測試環(huán)境，數(shù)據(jù)放在本地硬盤上。

（2）安裝VNX5500存儲，進(jìn)行微碼升級，上架MD-9124光交換機(jī)，配置交換機(jī)ZONE，對VPLEX進(jìn)行初始化測試，掛載VPLEX和VNX5500。

（3）將老存儲CX4-120的數(shù)據(jù)遷移到VNX5500上，對老存儲CX4-120擴(kuò)容、升級微碼、重新規(guī)劃配置。

（4）上架安裝DD160，配置VTL虛擬帶庫。

（5）創(chuàng)建集群Vmcluster，加入6臺服務(wù)器，配置冗余網(wǎng)絡(luò)。

（6）創(chuàng)建虛擬機(jī)Win2003_32bit和Win2008_64bit模板。

（7）掛載VNX5500到服務(wù)器虛擬環(huán)境中，使虛擬機(jī)可以識別到存儲磁盤，遷移本地硬盤的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)到掛載的新存儲VNX5500上。

（8）PACS數(shù)據(jù)的遷移。搭建遷移數(shù)據(jù)的虛擬機(jī)，安裝遷移軟件Vmware vCenter Converter Standalone Client，建立RIS應(yīng)用所需虛擬環(huán)境，遷移原PACS刀片服務(wù)器數(shù)據(jù)和“syanpse”。

（9）遷移各類應(yīng)用，包括臨床路徑、手術(shù)麻醉、軍隊財經(jīng)、績效考評等20多個應(yīng)用。

2.3 實施效果

利用虛擬化中的群集技術(shù)，解決服務(wù)器單點故障問題[4]。虛擬機(jī)對應(yīng)的數(shù)據(jù)集中存放共享的核心EMC存儲上，保證數(shù)據(jù)安全性并提高了I/O性能，徹底解決數(shù)據(jù)存放服務(wù)器內(nèi)置硬盤上導(dǎo)致的性能低下與安全問題，實現(xiàn)所有虛擬化應(yīng)用的高可用性。虛擬機(jī)管理界面圖，見圖3。

圖3 虛擬機(jī)管理界面圖

2.4 數(shù)據(jù)中心虛擬化方案的實施建議

數(shù)據(jù)中心實施虛擬化技術(shù)，需要從以下方面加以考慮[5]：

（1）合理安排應(yīng)用系統(tǒng)虛擬化。HIS的安全性和運(yùn)維的延續(xù)性是醫(yī)院最高級別的，暫時未納入虛擬化服務(wù)器，另外視頻服務(wù)類應(yīng)用需要占用大量I/O，不適合采用虛擬化技術(shù)。應(yīng)該根據(jù)數(shù)據(jù)中心實際應(yīng)用情況來具體分析。

（2）分步實施虛擬化工作。虛擬化的實施步驟應(yīng)該根據(jù)醫(yī)院現(xiàn)有資源及資源的使用情況，制定系統(tǒng)的實施規(guī)劃，確定需要納入虛擬化管理的應(yīng)用，分步實施數(shù)據(jù)中心虛擬化工作。

（3）注重虛擬化管理工作。在實施數(shù)據(jù)中心虛擬化的過程中，在完成物理資源虛擬化的同時，要加強(qiáng)虛擬環(huán)境的管理，數(shù)據(jù)中心專人專管，逐級分配權(quán)限，規(guī)范各類操作，保證系統(tǒng)使用的安全可靠。

3 結(jié)束語

服務(wù)器虛擬化技術(shù)有效整合資源，降低了購置成本，改善了資源分配，提高了資源利用率，減輕了管理的負(fù)擔(dān)。高效的服務(wù)部署，方便數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)，增強(qiáng)了應(yīng)用系統(tǒng)的可移植性，具有很好的技術(shù)領(lǐng)先性和性價比。

[1] 江代有．云計算技術(shù)綜述[J]．計算機(jī)與現(xiàn)代化,2012,(5):71-74．

[2] 焦磊．基于虛擬化技術(shù)的Virtual Server在我院的應(yīng)用[J]．電腦知識與技術(shù), 2012,8(4):776-777．

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[4] 李先鋒,凱蕓．三甲醫(yī)院虛擬化技術(shù)的研究與實踐[J]．中國醫(yī)院,2012,16(2):12-14．

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[6] 張巍．企業(yè)虛擬化實戰(zhàn)-Vmware篇[M]．北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2009．

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Application and Research of Server Virtualization Technology

WANG Yu-zhen, WANG Zhi-qiang, ZHAO Zheng-jun, WANG Jian
Department of Information, Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Region, Lanzhou Gansu 730050, China

ObjectiveDue to rapid development of medical information system, using virtualization technology into server cluster platform can effectively improve the ability of deployment and the level of management.MethodsTaking Vmware vSphere virtualization platform as example, this paper discusses about the solution of VMware virtualization technology in medical information system and introduces the process of building virtualization platform.Results The server cluster platform has been build successfully and more than 30 application systems have been moved.ConclusionVirtualization technology integrates resources effectively, improved resource allocation, ensures high available performance, and reduces the burden of the management.

hospital information system; server; server virtualization technology

TP393.01

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.010

1674-1633(2013)09-0031-02

2013-01-14

2012年全軍醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金課題（CLZ12JB01）。

本文作者：王玉珍，高級工程師，碩士。

作者郵箱：yuzhen_jinge@163．com