虚拟化技术在医疗信息化平台中的应用
林晓怡①
①佛山市中医院禅城高新区医院（原禅城张槎医院）
摘 要 本文结合我院实际情况与社会发展形势的，通过简单介绍虚拟化技术概念以及优势，并且举例说明了它在医院信息平台中的应用，给我们加快医院信息化步伐提供参考。
关键词 虚拟化技术 医院 信息化平台
随着我院信息化的不断发展，服务器的数量急剧增加，使得数据中心的机架资源、电力资源、冷却系统日趋紧张，给运营管理也带来了很大的难度，目前虚拟化技术日渐成熟，虚拟化技术应用到我院的医疗系统中，不仅提高资源利用率，降低成本，还提高管理效率，整体的工作效率，加速了我院医疗事业的快速发展步伐。
1 虚拟化技术概念
1.1 什么是虚拟化 虚拟化是一个广义的术语，对于不同的人来说可能意味着不同的东西，这要取决他们所处的环境，在计算机科学领域中虚拟化，代表着对计算资源的抽象，而不仅仅局限于虚拟机的概念，例如对物理内存的抽象产生了虚拟内存技术，使得应用程序认为，其自身拥有连续可用的地址空间(Address Space)，而实际上应用程序的代码和数据可能是被分隔成多个碎片页或段，甚至被交换到磁盘、闪存等外部存储器上，即使物理内存不足应用程序也能顺利执行。
我们通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化技术通过使用控制程序(Contrd Program也被称为Virtual Machine Monitor或Hypervisar)，隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境(称为虚拟机)，虚拟机中运行的操作系统被称为客户机操作系统(Guest OS)，运行虚拟机监控器的操作系统被称为主机操作系统(Halt OS)，某些虚拟机监控器可以脱离操作系统直接运行在硬件之上(如VMWAR E的ESX产品)。随着近年多核系统、集群、网格，甚至云计算的广泛部署，虚拟化技术在商业应用上的优势日益体现，不仅降低了IT成本而且还增强了系统安全性和可靠性，虚拟化的概念也逐渐深入到人们日常的工作与生活中。
1.2 虚拟架构环境的集中管理、自动化及优化运行 在VMware vSphere主机测试基础上，为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，利用vCenter Server，可以从单个控制台统一管理数据中心所有主机和虚拟机，同时，控制台聚合了群集、主机、虚拟机、存储、客户操作系统和其他关键组件等所有信息。
VMware vCenter Server可让管理员使用标准化模板迅速部署虚拟机和主机，并利用自动修正确保与vSphere主机配置以及主机和虚拟机补丁程序级别的遵从性。VMware vCenter Serve还可以让管理员控制关键功能，例如VSphere vMotion、Distributed Resource Scheduler（DRS）、High Availability（HA）和Fault Tolerance(FT)(图2)
图2
利用上述功能，利用vCenter Server建群集，并将两台主机填充该群集，利用vCenter Server提供的VMware HA VMware DRS功能来保证系统的高可用性。
1.2.1 VMware HA 在建立故障切换保护之前配置VMware HA设置。创建VMware HA群集时，必须配置许多可决定功能如何运行的设置。在此之前，首先确定部署群集的节点。然后应当确定如何互相连接这些节点，以及如何将这些节点连接到虚拟机数据所驻留的共享存储器。在建立好网络架构后，可以将主机添加到群集并完成UM ware HA配置。
假设某台ESX主机在连续三个时间间隔后都还没有发出心跳信号，那么该主机就被默认为发生了故障或者与网络的连接出现了问题。此时，该主机上运行的虚拟机就会自动被转移到群集中的其他主机上。其工作原理示意图如（图3）所示：
图3
VMware HA通过以下两种方式保护应用程序可用性:通过在群集内的其他主机上自动重新启动虚拟机，防止服务器故障。通过持续监控虚拟机并在检测到故障时对其进行重新设置，防止应用程序故障。由VMware HA提供基础架构，并使用该基础架构保护所有工作负载，即可用统一的技术管理，所有医院信息子系统的双机备份问题。
1.2.2 VMware DRS VMware DRS是一种有助于改善所有主机和资源池中的资源分配及功耗状况的功能。DRS收集群集(Cluster)中所有主机和虚拟机的资源使用情况信息，并在初始虚拟机放置位置及负载平衡两种情况之一时给出建议(或迁移虚拟机)(图4)。
图4
2 虚拟化技术的优势
2.1 有利于计算机服务器的在线迁移 计算机的虚拟化技术中用户可以根据自己的实际需要来对计算机内的文件进行复制、备份或者是迁移，因为计算机技术能够将每一个虚拟机变成一个目录或者是文件，这样就能使系统进行在线升级，保障了计算机数据的连续性。
2.2 大大的提高了计算机服务器的利用率和可靠性 随着计算机业务量的增长和信息化的提高给计算机服务器的应用带来了更高的要求和新的挑战。所以计算机的相关人员就必须对计算机服务器进行增加来支持和保障计算机的新的应用。但是这种方法造成了大量资源的浪费，大大的增加了网络的成本。
2.3 降低成本 计算机虚拟化技术的应用不仅仅整合了各个分散的计算机服务器，提高了服务器的利用效率，而且还使得计算机数据中心的面积大大的减少了，计算机物理机器的使用数量也减少了，同时减少了计算机电缆、电源、制冷等组件以及计算机存储的空间。
2.4 为计算机提供了安全的、相互隔离的执行环境 计算机虚拟化系统下的各种子系统能够彼此之间相互的独立，当计算机的一个子系统崩溃或者是遭受到攻击的时候，保证其他的计算机系统不会受到任何影响，如果能够使用备份，子系统很快就会得到恢复。
3 虚拟化技术在医院的应用
3.1 医院概况 广东省佛山市中医院禅城高新区医院（原禅城张槎医院） 创建于1958年，是一家具有二级医院规模、集医疗、教学、预防、保健、康复于一体的非营利性综合医院，是张槎社区卫生服务中心，是广东省百家文明医院和佛山市文明窗口单位，是禅城区医疗保险定点医院， 2005年通过ISO9001质量管理体系认证，2008年被批准加入佛山市120急救网络，年门诊量达76万人次。现使用如HIS、PACS、LIS、EMR等各类信息系统近20多个，拥有企业级服务器10台，部门级服务器20台，SAN磁盘阵列柜总容量约为20TB。
3.2 面临问题 本院原HIS系统采用两台服务器，利用Wildows2003 Enterprise群集技术实现服务器高可用性。数据库采用0racle10g,存储采用单台SAN存储(图1)。
图1
3.3 服务器虚拟化实施步骤 在保证满足相关政策法规对医疗信息化的安全性、保密性的要求的前提下，实施服务器虚拟化之前首先要观察目前如何使用服务器，其次考虑未来信息化子系统上线的可能性及所需要硬件大致数量及能否提供合理的投资回报率，再次考虑是否是要采取其他的大规模技术实施以满足虚拟化的需求。VMware服务器虚拟化实施的参考步骤（见图2）：
图2
3.4 服务器虚拟化评估 利用VMware Capacity Planner对目前10台X86架构服务器进行
表1：虚拟化评估结果
表2：虚拟化的估算成本布约资金汇总
表3：投资回报率(ROI)分析
TC0计算的时间周期为3年。这些成本是按四台ESX Serve主机上总共运行16个虚拟服务器计算得出:界面简单直观、易于维护、对医疗减少了运营成本。
3.5 服务器控制 预计将在4台ESX Serve主机上调配共计15个虚拟机，并且这4台主机中不包括为服务器整合保留的ESX Serve主机。如果不进行虚拟化，我们将假设所有的16台服务器都是物理服务器，而不是经由调配实现的虚拟机。对于现运行服务器中，由于HIS系统存放数据是以财务为核心的子系统，具有一定保密性及安全性要求，目前不考虑对其进
总之，虚拟化技术的优点大家是有目共睹，不仅能增加系统整体的可靠性和安全性，还能减少资源浪费降低成本，本文对虚拟化技术在医疗系统整合中的应用做了简单的分析，希望能给医院IT运营管理人员提供一些参考。
参考文献
[1]李轶.虚拟化技术在医疗信息化平台中的应用[J].中国卫生信息管理杂志,2013,02:171-176.
[2]严格.云计算在区域医疗信息化中的应用研究[D].北京交通大学,2011.
[3]杨国良.虚拟化技术在构建数字化医院中的应用[J].当代医学,2009,09:2-4.