探讨服务器虚拟化在医院信息化建设中的应用

朱伟德

（福建省职业病与化学中毒预防控制中心，福建 福州 350001）

服务器虚拟化能够满足现阶段医院信息化发展所需的大部分可用功能，完成服务器集中管理[1]。虚拟化意味着物理资源被定义为逻辑资源，从而拓宽物理结构界限。在这种模式下，物理平台应该具有一种逻辑形式的资源透明性，优化资源配置自动性。科学发展促进了虚拟化技术的完整性与应用性增加，例如高容量海量存储系统的虚拟化以及资源和系统管理。随着医疗数据量的增加，医院信息系统面临着数据管理有待升级。大部分应用程序功能均为独立运行，若硬件一旦出现故障，就可能导致数据缺失[2]。服务器虚拟化可增加修复硬件故障的概率，并使用虚拟化技术整合服务器保证医院信息资源安全性和高可用性。同时，降低人财物等资源占有率，加快其信息化步伐。本文对医院服务器虚拟化实施深刻研讨，观察其可行性。

一、服务器虚拟化概述

在服务器虚拟化中，服务器物理资源被抽象为逻辑资源，这样一台服务器就被转换成几个甚至几百台互相隔离的虚拟服务器，成为一个资源池，可不受物理边界限制从而实现CPU、内存、磁盘I/0、网络资源等动态管理，这提高了资源利用率，简化了系统管理，并允许服务器整合。使用虚拟机，可在一台物理计算机上模拟两台或两台以上虚拟机。同时，可运行Linux、Windows等操作系统来安装应用程序、访问网络资源等。在操作系统之间切换不需要重新启动计算机。虚拟化是有效过程，可降低成本和改进设备使用，将服务器资源、网络存储资源、软件应用程序资源和其他组织整合到虚拟机集群中，将物理资源转换为虚拟机面向需求资源池，分配适当数据处理和存储资源以满足业务需求。服务器虚拟化大幅度降低了在医院建立信息成本，提高了服务器稳定性，并减少了在创建服务器集群时对硬件资源限制。这大幅度改善了医院信息结构。

二、医院引进虚拟化技术必要性

医院信息系统（HIS）是企业信息系统中最复杂、最复杂的系统之一。在医院中必须建立多个应用系统如：门诊系统、电子病历系统、电子文书系统、体检系统、医学图像传输系统（PACS）、实验室系统（LIS）等，为协调每个系统的运行需要不同服务器和内存的支持，而不同服务器的在日常工作中必定需要面临更多问题[3]，这也是现阶段综合医院亟待解决的问题之一。

成本密集性服务器不但成本高、风险大，且占用物理空间，还需增加网线、电力、线缆、维护人员等后续运维成本。有些服务器甚至达到其使用期限后仍继续运行，导致故障率增加和多个应用服务器的独立运行。若出现故障修复难度较大，从而面临数据丢失、宕机等风险。

三、服务器虚拟化在医院信息化建设中的应用

1.服务器虚拟化的必要性

受互联网信息化的影响，医院也将信息化发展列为其主要发展方向。医院更依赖于各种医疗信息系统。现阶段，大部分医院均有由于磁盘故障而导致数据丢失的经历，究其原因是仍沿用传统服务器集成硬盘数据存储导致，这不仅影响服务器正常程序性能，同时，也大幅度增加了硬件维护成本，阻碍建立医院进行信息处理进程。因此，在医院信息建设服务器虚拟化十分必要。

2.虚拟机技术在医疗领域实现不间断运行

使用虚拟化技术来充分监控各个虚拟主机运行情况可减少使用故障。如物理服务器突然出现故障，由于资源不足在动态资源平衡基础上自动确定虚拟架构，检测出故障服务器并快速迁移到其他物理服务器上，保证医院系统平稳运行。虚拟化集群平台可用于医院信息系统（HIS）、电子病历系统、体检系统、医学图像传输系统（PACS）、实验室系统（LIS）等应用程序资源。确保医院信息系统最佳可用性，确保医院信息系统结构高可用性。

3.整合服务器并优化医院资源

医院信息系统通过虚拟基础设施来整合服务器。多个信息系统应用在虚拟化平台架构上，增加服务器系统资源利用效率。首先，服务器虚拟化运用一对多运行结构，其中1台服务器可运行多个虚拟机，在医院信息构建过程中，可在虚拟服务器上运行多个应用程序系统，从而显著提高服务器使用效率。其次，服务器虚拟化可动态调整服务器资源和使资源更有效地分配。再次，在新老服务器交叉使用时，通过虚拟化平台简化新旧服务器的资源使用配置，提高资源利用率。最后，服务器虚拟化的基本特性是基于医院运营中不同场景的业务“优先级”来分配资源，这不仅能确保主要业务平稳运行，且增加资源利用效率[4]。

4.实现系统高可用功能，排除单点故障影响

服务器虚拟化用于医院，可提高整体信息系统的可用性。系统高可用性为虚拟机上应用程序提供的高可用性解决方案。此外，高可用性在设置操作系统时提供更大便利，并对优化成本有积极影响。在传统服务器集成模式中，应用系统中断通常将对医院发展产生较大影响。服务器虚拟化实现医院信息系统高可用功能，消除传统模式下单点故障影响。因此，如果医院服务器出现故障，虚拟化服务器将通过高可用性群集自动切换，默认服务器就可将迁移到另一台虚拟机，确保服务器故障最小化，且无数据丢失问题[5]。

5.集中式服务器管理，提高维护效率

现阶段医院使用数据量持续增加，给设备稳定运行和管理产生诸多问题。服务器虚拟化不仅大幅度减少了物理机数量且对服务器集中管理的问题进行优化，提供平台情况监控和提升维护效率。此外，硬件升级还可实现快速硬件替换，并为信息系统提供高效不间断的平台服务。

四、医院信息化建设虚拟机构架

由于光纤寿命长，接入传输范围广，传输数据量大，容量大，通过简化三层交换机可降低网络投资和维护成本。基于虚拟机体系结构，计划在虚拟机集群中物理系统上逐步迁移业务系统，以便在专用网络存储设备上存储和保护业务系统数据。使用网络存储设备自动备份功能来执行基于实时和异构策略备份。为虚拟机群集中每个业务系统虚拟机创建单独备份虚拟机。如果其所在原始虚拟机或服务器出现故障，备份虚拟机将立即接管业务，并在另一台物理服务器上执行，以确保业务连续性和内存高可靠性。由于医院数据高数据保留率和长期存储性，在购买存储设备时，应注重设备性能，确保数据保持完整、图像分辨率高、数据量大。在设计远程位置和三层交换场景时，应关注网络提供和数据维护安全方案[6]。

五、服务器虚拟化特点分析

1.整合服务器资源

医院信息系统可分为核心业务系统和非核心业务系统，均有着严格要求，有专用服务器，实现双机热备。非核心业务系统可放置在虚拟服务器上，通过虚拟化进行服务器整合，根据需要自动分配资源，提高服务器性能和可用性，通过强大VCenter管理界面实时监控服务器状态，并根据需要自动提供动态资源，以实现高效资源管理。

2.迁移虚拟机和存储

迁移主要是指将虚拟机从一个主机或存储位置迁移到另一个主机或存储位置，通常通过vMotion实现热迁移，在不中断虚拟机工作情况下迁移到新主机。

3.VSAN数据区域创建

确保数据安全软件定义内存优化虚拟机，聚合虚拟机监控程序体系结构，可在任何标准服务器上执行，虚拟化软件在逻辑内存资源池中组织一组物理内存，并根据配置需求分配资源，不断改进硬件设备，优化资源可用性。VSAN值确保在发生硬盘故障时不会丢失任何数据，并允许通过同步复制和扩展群集功能实现完全的位置故障，从而为重要的业务应用程序提供可靠的保障[7]。

六、医院虚拟化思路及策略

因为医院现在运营着来自不同公司的不同应用程序，数据库也不同。早期数据库可能存储在现有数据库以外服务器上。要访问早期数据，必须启动旧服务器，这直接影响现有程序执行。根据医院实际情况，开发了服务器虚拟化解决方案，通过虚拟化程序调用早期HIS数据，安装虚拟服务器，方便快捷地查询患者信息和数据。医院计划使用虚拟化实现将关键服务器（包括医院中心数据库，如HIS、EMR和PACS）迁移到虚拟机环境中。通过整合现有资源，确保业务连续性和提高服务器利用率来减轻资源压力[8]。

结语

服务器虚拟化为医院创建一个服务器虚拟化平台，将整个服务器集群统一到一个资源池中。高效地整合数据，改进设备，降低整个体系结构的成本。集中式虚拟管理平台简化了服务器管理，提高了信息系统的效率，降低了管理的复杂性。此外，服务器虚拟化提供的高可用性与动态资源配置，确保所有应用系统的不间断运行，提高医院信息系统的整体安全性。随着信息技术的发展，虚拟化技术的重要性与日俱增，对医院的发展至关重要。