彭東亮,邱 景,張優(yōu)琴,曹宏偉
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·軍事醫(yī)學(xué)·
·短篇論著·
虛擬化技術(shù)在醫(yī)院船信息系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用
彭東亮,邱 景,張優(yōu)琴,曹宏偉
虛擬化;信息化建設(shè);醫(yī)院船
866醫(yī)院船自2008年列裝海軍以來,至今執(zhí)行了多次包括“萬里海疆行”、“和諧使命”等系列重大護(hù)航、演習(xí)、救助任務(wù)。在實(shí)踐中通過了各種考驗(yàn),在醫(yī)療服務(wù)中獲得了很多的贊譽(yù),積累了寶貴豐富的經(jīng)驗(yàn)。醫(yī)院船信息系統(tǒng)在規(guī)范救治流程、高效管理醫(yī)療過程中起到了不可替代的作用。但隨著不斷的實(shí)踐,其使用、管理和維護(hù)中突出的問題和矛盾也逐漸顯現(xiàn)。筆者將從近年來不斷成熟的虛擬化技術(shù)的角度對這些問題進(jìn)行針對性的分析,以探討存在問題的解決辦法。
1.1 醫(yī)院船醫(yī)療信息系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的現(xiàn)狀
醫(yī)院船局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由2臺一級主交換機(jī)和12臺二級用戶交換機(jī)組成,網(wǎng)絡(luò)終端分布于各個(gè)甲板,根據(jù)醫(yī)療系統(tǒng)的艙室布局與戰(zhàn)位設(shè)計(jì),基本覆蓋醫(yī)療救治區(qū)域及相關(guān)輔診艙室[1]。
醫(yī)療信息系統(tǒng)管理系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器模式運(yùn)行,中心服務(wù)器位于院辦信息中心機(jī)房,2臺服務(wù)器互為熱備份。客戶端位于護(hù)士站、醫(yī)生辦公室、檢查檢驗(yàn)科室及檢傷分類區(qū),分別配置加固一體化客戶機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)和臺式機(jī)。
1.2 運(yùn)行中存在的主要問題 (1)每支醫(yī)療隊(duì)登船人員不固定,缺乏一定的計(jì)算機(jī)安全常識、操作系統(tǒng)基本知識、設(shè)備性能知識,致使醫(yī)院船信息系統(tǒng)的安全性問題日益突出。醫(yī)院船信息系統(tǒng)面臨包括人為損壞、計(jì)算機(jī)病毒、服務(wù)器的非法入侵破壞等信息安全隱患。(2)海上潮濕、高溫、高腐蝕等惡劣的環(huán)境下,設(shè)備使用壽命短[2]。中心機(jī)房空間狹小、通風(fēng)差、設(shè)備多、發(fā)熱量大、電磁干擾,海上空氣濕度大,船在航行時(shí)的振動(dòng)都影響整個(gè)信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)臺式機(jī)終端設(shè)備數(shù)量較多,長期暴露在海上惡劣環(huán)境中,損壞幾率高,維護(hù)工作量較大。(3)終端主機(jī)占用空間大,擠占救治病房空間。戰(zhàn)傷救治艙室空間有限,終端主機(jī)和外設(shè)因海上防護(hù)設(shè)計(jì)造成設(shè)備臃腫,擠占了用于傷員救治的艙室空間,導(dǎo)致終端主機(jī)防護(hù)設(shè)計(jì)的防護(hù)鐵甲限位器等拆裝不方便,造成修理困難,影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。(4)日常維護(hù)缺乏有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)信息系統(tǒng)管理人員。目前,醫(yī)院船信息系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)主要由1名技師和 1名衛(wèi)生員負(fù)責(zé),平時(shí)遇到問題缺乏處理經(jīng)驗(yàn),需請廠家專業(yè)人員來維修。(5)服務(wù)器性能缺乏可擴(kuò)展性,無法升級。服務(wù)器一經(jīng)交付就基本定型,不能隨著信息化的發(fā)展擴(kuò)張性能。在近幾年的歷次任務(wù)中,有時(shí)執(zhí)行任務(wù)單位自帶專用服務(wù)器,以保障任務(wù)順利進(jìn)行。
近年來,虛擬化技術(shù)逐漸興起,在IT基礎(chǔ)建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用,在很多行業(yè)有了很好的應(yīng)用,在醫(yī)院信息化建設(shè)中也逐漸占有很大比重。
當(dāng)前,成熟運(yùn)用的虛擬化技術(shù)主要在二個(gè)方面,一是服務(wù)器虛擬化,二是桌面虛擬化。前者主要是用來建立集成數(shù)據(jù)中心,后者主要是用來建設(shè)終端工作站桌面系統(tǒng)。
2.1 服務(wù)器虛擬化 是指將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源,讓一臺服務(wù)器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務(wù)器,不再受限于物理上的界限,而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”,從而提高資源的利用率,簡化系統(tǒng)管理,實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合,讓IT對業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力。
從虛擬化技術(shù)的特性上來看,首先,虛擬化技術(shù)具有分區(qū)、隔離特性,即在一個(gè)物理服務(wù)器上可以運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī),且每個(gè)虛擬機(jī)之間是相互隔離的;其次,虛擬化技術(shù)具有封裝特性,即每個(gè)虛擬機(jī)都以文件的形式保存,從而可以通過復(fù)制、移動(dòng)文件的方式對虛擬機(jī)進(jìn)行相關(guān)操作;最后,虛擬化技術(shù)中各個(gè)虛擬機(jī)相對于物理硬件來說具有相對的封裝獨(dú)立性,不需附加條件即可在任意服務(wù)器上運(yùn)行虛擬機(jī)。
2.2 桌面虛擬化 也稱作云桌面,是指將計(jì)算機(jī)的終端系統(tǒng)進(jìn)行虛擬化,以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性??梢酝ㄟ^任何設(shè)備,在任何地點(diǎn),任何時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)訪問屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng)。
桌面虛擬化依賴于服務(wù)器虛擬化,在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上進(jìn)行服務(wù)器虛擬化,生成大量的獨(dú)立的桌面操作系統(tǒng)(虛擬機(jī)或者虛擬桌面),同時(shí)根據(jù)專有的虛擬桌面協(xié)議發(fā)送給終端設(shè)備。在虛擬化環(huán)境里,采用瘦終端設(shè)備,終端不存數(shù)據(jù),不做運(yùn)算處理,只顯示從服務(wù)器推送的桌面,所有東西如操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、文件數(shù)據(jù),都放在遠(yuǎn)端。用戶終端通過以太網(wǎng)登陸到虛擬主機(jī)上,只需要記住用戶名密碼及網(wǎng)關(guān)信息,即可隨時(shí)隨地的通過網(wǎng)絡(luò)訪問自己的桌面系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)單機(jī)多用戶。
2.3 虛擬化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)提高可用性,帶來具有透明負(fù)載均衡、動(dòng)態(tài)遷移、故障自動(dòng)隔離、系統(tǒng)自動(dòng)重構(gòu)的高可靠服務(wù)器應(yīng)用環(huán)境,減少服務(wù)器或應(yīng)用系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間;(2)支持異構(gòu)操作系統(tǒng)的整合,支持老應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行;在不中斷用戶工作的情況下進(jìn)行系統(tǒng)更新;支持快速轉(zhuǎn)移和復(fù)制虛擬服務(wù)器,提供一種簡單便捷的災(zāi)難恢復(fù)解決方案;(3)通過集中快速執(zhí)行桌面的IT管理工作,大大提高了IT管理效率。安裝軟件、升級、補(bǔ)丁、恢復(fù)、擴(kuò)展等工作桌面管理都可由后臺快速、統(tǒng)一地執(zhí)行,簡化服務(wù)器的部署、管理和維護(hù)工作,降低管理成本;(4)桌面虛擬化加強(qiáng)了工作桌面的安全性。所有的工作桌面和應(yīng)用數(shù)據(jù)完全保存在后臺,本地終端只是工作桌面影像的顯示。拷貝、下載、存盤、非法外設(shè)連接等操作都加以管控;(5)桌面云終端的功耗一般是普通PC的10%,能夠大幅降低能耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。通過降低空間、散熱以及電力消耗等途徑減少數(shù)據(jù)中心資源消耗[3]。
3.1 虛擬化的封裝特性,提高了系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性 醫(yī)院船工作終端使用了虛擬化桌面云,將極大提高工作桌面的安全性。所有的工作桌面和應(yīng)用數(shù)據(jù)完全保存在后臺,本地終端只是工作桌面影像的顯示。拷貝、下載、存盤、非法外設(shè)連接等操作都被管控; 對任務(wù)人員流動(dòng)性大,人為損壞系統(tǒng)的問題有了很好的解決方案,一旦出現(xiàn)系統(tǒng)問題,迅速部署新的虛擬桌面即可。利用虛擬技術(shù)可以對虛擬機(jī)進(jìn)行區(qū)分和隔離,這樣既可以有效實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的整合,又可以保證整個(gè)信息系統(tǒng)的安全性,防止一個(gè)程序的崩潰對整個(gè)系統(tǒng)造成影響,從而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,因其特性,即使在原本系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下,也能保證程序在隔離狀態(tài)下安全運(yùn)行?;谝陨咸匦裕究梢员WC醫(yī)院船工作人員在進(jìn)行信息系統(tǒng)的相關(guān)操作過程中整個(gè)系統(tǒng)免于被其中的程序意外或崩潰影響。同時(shí),虛擬技術(shù)可以將操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為文件形式,從而對其進(jìn)行更為便捷的操作,同時(shí)能夠?qū)⑵溥M(jìn)行很好地備份,減小意外損失。在系統(tǒng)崩潰后,由于虛擬資源不存在硬件等方面的問題,因而能夠更快地恢復(fù)使用。
3.2 簡化終端設(shè)備,減少運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn) 提高資源可用性和虛擬資源可擴(kuò)展性 通過虛擬技術(shù)可以對多個(gè)操作系統(tǒng)和程序以及 虛擬主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理,加之進(jìn)行桌面虛擬化,更有利于對資源管理進(jìn)行簡化操作,并且在一定程度上簡化了硬件結(jié)構(gòu),通過虛擬化桌面終端技術(shù)可以將各個(gè)醫(yī)院船上工作站終端由原來臃腫的傳統(tǒng)主機(jī)加外設(shè)轉(zhuǎn)變成只有瘦客戶端甚至零客戶端,減少了主機(jī)這種有大量電子電路元器件的設(shè)備的使用,避免了在海上惡劣環(huán)境下的損壞風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)管理,維修時(shí)只需更換瘦客戶端(顯示器大小)。從而很好地解決了長期維護(hù)難的問題。
3.3 節(jié)省寶貴艙室空間,更好服務(wù)醫(yī)療救治 由原來的鐵甲防護(hù)裝置,變成只有一個(gè)簡單如顯示器般大小的終端,只需簡單桌面固定即可,而且沒有了胖主機(jī),沒有了防護(hù)裝置,節(jié)約了空間,真正體現(xiàn)了一切為了救治的原則。
3.4 簡化部署,減少對信息管理維護(hù)的依賴 虛擬技術(shù)的集中化管理的優(yōu)勢可以使醫(yī)院船的技術(shù)人員安排更加合理,充分提高資源和人員的利用效率并減少資源和人員的調(diào)配時(shí)間。由于虛擬化桌面的高度的部署彈性和便利性,使得客戶端的維護(hù)變得極其方便和簡單,系統(tǒng)軟件的安裝,升級,配置,完全可以在控制中心實(shí)現(xiàn),減輕了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度,提高了維護(hù)管理的效率。
3.5 有效利用服務(wù)器資源,提高服務(wù)器管理利用水平 通過虛擬化技術(shù)可以將多個(gè)操作系統(tǒng)整合到一臺性能較高的物理服務(wù)器上,從而解決中心服務(wù)器CPU和內(nèi)存普遍利用率較低的現(xiàn)象,虛擬技術(shù)的使用可以使醫(yī)院信息系統(tǒng)在不改變物理資源的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行較大規(guī)模的內(nèi)部調(diào)整,因?yàn)樘摂M機(jī)可以對其內(nèi)部資源進(jìn)行較大的調(diào)整配置,從而為醫(yī)院船信息系統(tǒng)的規(guī)模調(diào)整提供了更大的虛擬資源支持,若對同系統(tǒng)進(jìn)行升級配置,則可以進(jìn)一步擴(kuò)展虛擬資源。
同時(shí),規(guī)劃調(diào)整可以文件化,虛擬機(jī)等各項(xiàng)實(shí)戰(zhàn)中需要的配置,在隧行任務(wù)時(shí),可根據(jù)需要,預(yù)先在上船前定制好策略,形成策略文件,待登船后可迅速部署實(shí)行,做到任務(wù)心中有數(shù)。
目前虛擬化技術(shù)日趨成熟,對于醫(yī)院信息系統(tǒng)的虛擬化平臺搭建也將越來越成熟可靠。在醫(yī)院船信息系統(tǒng)的中,針對醫(yī)院船信息系統(tǒng)使用管理過程中的問題,虛擬化技術(shù)的使用有了較好地解決之道,虛擬化技術(shù)的應(yīng)用無疑將極大地簡化管理維護(hù)使用的難度,提高快速部署能力,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠的運(yùn)行,較好的適應(yīng)了醫(yī)院船獨(dú)特應(yīng)用場景對信息系統(tǒng)的要求,并且極大的提高醫(yī)院船信息系統(tǒng)的資源利用率,在資源分配上更加合理化。虛擬化技術(shù)方案的使用將對今后醫(yī)院船信息系統(tǒng)基礎(chǔ)建設(shè)的加改裝,及未來醫(yī)院船的信息系統(tǒng)建設(shè)具有重要的參考價(jià)值。
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(本文編輯:甘輝亮)
200081 上海,解放軍第四一一醫(yī)院信息科
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R839
B [DOI] 10.3969/j.issn.1009-0754.2016.05.007
2016-03-15)