淺論醫院資訊管理系統中虛擬技術的應用論文

利用虛擬技術可以將一臺物理機劃分爲多個虛擬主機，當不同的用戶使用或者執行不同的應用程序時，每個虛擬機都有一套各自專屬的虛擬硬件，用來加載各自的操作系統，執行相應的應用程序。各虛擬機的執行和管理與一臺物理主機幾乎完全相同，均可獨立享有自己的用戶、系統函數庫、訪問權限、網絡地址、應用程序以及配置檔案等。

1、醫院應用資訊系統存在的問題

應用系統及服務器數量衆多，軟硬件資源無法實現動態調配，資源浪費嚴重。很多業務系統的軟件架構和執行環境各不相同，對服務器的配置要求也不相同，爲減少各系統的相關影響，保證其獨立性， 就需要將各系統相互隔離，通常採用的辦法是採用一個物理服務器只執行單個應用， 造成資源浪費，某些服務器的負載多數時候只有30%左右，另一些服務器卻硬件資源嚴重不足。由於物理服務器之間彼此獨立隔離，閒置資源無法實現動態調配和充分利用。另外由於一些重點應用系統穩定性、安全性要求較高，還採用了雙機熱備技術，也增加了服務器數量。以上情況都會造成硬件及執行成本提高、管理及維護難度增大，而且導致電力、製冷壓力大、機房空間飽和等一系列問題。

醫院業務的特殊性對資訊系統的業務連續性、各種軟硬件故障響應速度的要求很高，而龐大雜亂的物理服務器集羣難以達到相應要求。醫院的HIS、 PACS、電子病歷等系統是在資訊化建設過程中的不同時期分批建成的，各系統分散在不同的物理服務器上，這種分散式佈局和存儲架構造成運營維護不便、備份方案複雜;發生災難時需重新安裝服務器、配置執行環境，恢復週期長。

2、虛擬技術在醫院的應用

2.1虛擬化架構設計

1)虛擬化主機程序的設計：虛擬化主機程序是整個系統虛擬化架構的.基礎及核心部分，其採用的軟件技術基於底層硬件系統，直接在物理服務器裸機上安裝虛擬化主機程序，然後再創建出滿足各種應用的虛擬服務器。

2)存儲系統的設計：在虛擬化架構的服務器系統中，由磁盤檔案與配置檔案兩部分共同構成了虛擬服務器，這些檔案有本地存儲和共享存儲兩種類型，存放於數據存儲系統中的虛擬存儲空間內。

3)集中管理平臺的設計：爲高效管理虛擬化架構系統，並更好的監控其性能，設計搭建專門平臺用以集中管理所有安裝了虛擬化主機程序的服務器，該平臺需在中心機房獨立配置一臺集中管理獨立服務器。透過該平臺，共享數據存儲配合虛擬化主機程序可以實現許多進階功能，例如虛擬服務器故障切換與動態遷移、虛擬資源的動態調度與分配等。在相互連接構成網絡的物理服務器之間，該平臺還可以透過共享存儲設備，進而共享各服務器的硬件資源，實現資源的動態調度與分配;管理平臺還能對中心機房進行不間斷地實時監測，甚至可以在出現硬件故障和問題，或各物理服務器任務量差異過大時，實現故障機上的或負載過大的虛擬服務器跨物理服務器動態遷移，實現自動化的故障切換和負載均衡。

2.2虛擬化的實施

1)存儲整合：採用SAN(Storage Area Network，存儲區域網絡)存儲架構。組建SAN後，將所有存儲資源進行整合，優化成一個存儲池，可實現服務層中的物理服務器與虛擬服務器同時對不同陣列上的磁盤空間進行訪問，從而避免了因存儲設備相互獨立造成的不可共享等問題。在此基礎之上，還可將不同陣列上的存儲空間進行整合，供同一臺虛擬服務器使用，從而在存儲級別實現資源整合與優化。

2)服務器整合：物理服務器的虛擬化整合，採用VMware公司的vsphere套件進行。首先進行分類整理，利用性能較好的服務器作爲虛擬平臺服務器，並安裝配置VMware公司出品的虛擬架構套件vsphere，經過相應的配置，就可以在單個物理服務器上生成多臺相互獨立的虛擬服務器。在每臺虛擬服務器上，都可以安裝配置各不相同、獨立執行的操作系統，執行各種應用軟件，實現業務系統的整合。利用與物理機連接的SAN存儲，還能爲每一臺虛擬服務器分配諸如計算和存儲等各種資源。

3)應用擴展：基礎架構虛擬化整合完畢後，可以獲得靈活快捷的應用擴展，各種應用不需重新進行安裝部署，就能夠直接對其進行計算、存儲資源的擴展。並且當基礎計算或存儲資源難以滿足需求時，只需購買新的服務器或SAN陣列，並將其加入現有虛擬服務器羣集或者SAN網絡就可增加計算、存儲資源，滿足不斷增長的應用需求。

2.3運用虛擬技術的優點

1)高效整合和充分利用資源：美國能源部的統計數據顯示，電力資源輸送到數據中心後，大部分被消耗在照明、冷卻、監控等設備上，資訊設備所使用的平均只有45%左右;而這其中大部分又被用於內存、硬盤和風扇等，只有30%被CPU使用。而CPU很多時候又處於閒置狀態，平均負載只有 5%～20%。在這個前提下，若一臺服務器僅僅就只部署一個業務應用系統，必然會導致能源、軟硬件、資金等資源的大量浪費。透過虛擬化技術，利用強大的虛擬化架構，能夠在一臺物理服務器上構建多個虛擬服務器，或把多個分散的物理服務器整合爲一個邏輯虛擬服務器，從而實現對多個操作系統和應用服務的高度整合。虛擬化整合之後，還可以按實際需求自動進行資源調配，從而實現資源利用最大化，大幅提升服務器硬件資源的平均利用率。採用虛擬化技術還可以縮減醫院在硬件採購中的開支，並大幅減少物理服務器的配置數量。綜上所述，虛擬技術的採用，不僅能夠大大的降低能源消耗，更能爲醫院節約大筆資金和機房空間。

2)動態遷移超強容錯：由於醫療行業的極其特殊性，某些重要服務的短暫中斷也會導致極其嚴重的後果，這是必須要杜絕出現的。然而傳統服務器通常需要幾天的籌備期以進行硬件維護，維護視窗期還另外需要數小時，且由於硬件故障導致的非計劃停機也無法避免。而採用虛擬化技術後，可以根據需要在服務器羣集中創建安裝部署不同系統和應用的主從虛擬機，能夠在發生故障的時候自動進行動態遷移，將整個服務無縫轉移到無故障的物理服務器上，從而能在不中斷業務的前提下，對出現故障的服務器和硬件進行維護，在維護過程中用戶絲毫不會受到任何影響，既能降低管理維護工作量，又大大提高系統執行連續性。運用虛擬技術之後所獲得的高連續可用性能夠爲醫療行業的特殊應用需求提供可靠保障，是傳統服務器所無法比擬的。

3)集中管理平臺實現高效的數據維護與管理 管理控制平臺透過友好可視、功能強大的介面，不僅可以對物理服務器及各虛擬機的執行情況進行實時監控，還能方便地對系統中的全部虛擬資源進行管理、部署以及維護。透過配置檔案和模板，可以快速將主機的標準化配置和虛擬機模板批量部署在需要的物理服務器和虛擬機上。動態資源分配能根據預先定義的調配規則和業務需求的變化，在互聯互通的虛擬機之間動態智能調配資源，併合理調整優先級，實現內置負載的智能平衡，高度的自我管理和優化。分佈式的優化電源管理透過動態監控系統資源和能量消耗，可以實現工作負載的優化整合，既確保服務達到要求，又減少能耗，節約資金。在整合服務器的同時，虛擬化還提供管理工具，能夠減少管理維護人員在以太網路、電線網絡以及軟硬件維護等方面的工作量，使其節省出更多的時間和精力，用於推動工作創新和業務增長，爲醫院帶來實際的效益。

3、結語

未來醫院的資訊化建設，“虛擬化”必將是大勢所趨。虛擬化技術能夠幫助醫院提高資源利用率，可進行多種異構資訊系統的有效整合，提升資源調配和管理靈活性、且節能環保，已成爲資訊化技術發展的一項具有戰略意義的新技術。構建高效、高可控的虛擬化資訊系統應用基礎架構和虛擬化集中管理平臺，可使醫院掌握資訊系統發展的主動權。引入虛擬化技術，構建系統資源池，實現資訊系統資源的按需分配和動態共享，是未來實現雲計算的基礎。