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基于虚拟化的医院信息系统构建 收藏

1    引言


随着我院医疗业务的增多和医疗服务质量的提升,各种医疗信息系统也在不断的增加,大幅度提高了数字医疗的建设速度,方便了医院内部业务管理。与此同时,各种系统为信息化建设发展带来益处的同时,也存在着两个方面问题:建设成本较高,信息部门的支出和收益不成正比。数据安全性、系统稳定性和业务持续性得不到很好的保障,日常管理维护难度较大,对信息系统维护人员各项要求较高。


综上所述,必须引入一种新的概念、新的模式、新的技术来解决当前医院信息化发展所面临的问题。


2   云平台发展概况


2.1 云平台定义 由于云平台技术和产品的多样性,因此对于云平台虚拟化技术概念内涵与架构也将随着信息技术的不断发展而不断丰富,大体按照服务类型来分,有广义与狭义两大类。广义分为:基础架构即服务(IaaS),平台即服务(PaaS),软件即服务(SaaS) 。


狭义的虚拟化云平台仅指信息化的基础架构云。本文探讨的云平台专指狭义的医院虚拟化云平台,即医院虚拟化基础架构云平台的构建。


2.2 国内外现状 随着科学技术的不断发展,硬件、软件、网络等基础资源的不断提高,云平台虚拟化这一概念逐步走入了我们的视野。 国外,美国哈佛大学医学院在世界上最早建立了自己的私有云计算中心;国内,IBM成立了无锡云计算中心,发布了基于云计算网络环境的智慧医疗方案。


2.3 研究意义 传统的医疗信息化发展模式和管理模式已经不再适应数字化医院发展要求,引入云平台概念,能够为医院信息化在现代化形势下带来新的建设和管理模式,是数字化医院发展的未来趋势,也是建设数字化医院的必经之路。


3   我院云平台虚拟化现状


3.1 基础架构 构建平台设计之初,充分参考了当今主流较为成熟的四层设计理念,即基础资源层,虚拟资源层,平台管理层、服务应用层。
 

3.2 软硬件的选择。


3.2.1 虚拟平台软件 业界较为流行的虚拟化产品主要包括VMware的vSphere、Citrix 的XenServer、微软Windows Server 2008 Hyper-V等。我院选择了VMware vSphere5.5虚拟化组件,并配合VMware 自带的Vcenter管理服务实现的整个虚拟化平台实现统一的管理。


3.2.2 虚拟平台硬件 采用了较为成熟的VCE平台(即vmware+cisco+emc架构)
 
3.2.2.1 物理服务器 选择了Cisco UCS统一架构服务器作为平台的物理服务器。 UCS简化了当今服务器和网络部署的方式,采用FCOE技术实现三网融合。根据统一计算的原则,将系统的BIOS、UUID、固件、网卡配置、HBA配置等方面从硬件中抽象成配置文件,从而实现快速定义配置
 

UCS采用Service Profile和无状态计算概念,使得动态调整计算资源成为可能,以Service Profile为中心将某个配置文件关联到“服务器资源池”,定义了服务器的物理参数,无需在网络和SAN设备上做任何重新设置。我院采用了B200 M3 16台和B420 M3 3台作为虚拟化平台物理基础服务器。


3.2.2.2 物理存储 选择了EMC VPLEX 存储虚拟平台+VNX 5500存储磁盘阵列(2+2模式)作为虚拟化平台的存储介质。


EMC存储虚拟化VPlex用于解决数据中心内、跨数据中心和在数据中心之间进行信息虚拟化、访问、共享和迁移,我院采用的为metro分布式部署方式,利用VPlex的 AccessAnywhere 功能实现跨远距离共享、访问, 打破了数据中心的物理壁垒,实现在数据中心之间透明地应用负载。


4   院虚拟化平台实现


4.1 服务器虚拟化 对于整个虚拟化平台,服务器计算资源的虚拟化是核心部分,我院采用VMware vSphere5.5虚拟化组件,使物理服务器成为ESXi主机。为了加强对整个虚拟化平台的管理,单独设置安装VMware Vcenter平台控制软件以及MS sql数据库的服务器,统一接口进行管理

 

Vmware Vcenter 是VMware提出的一个可伸缩、可扩展平台。它通过vSphere VMotion、 Distributed Resource Scheduler和High Availability等特性提高在虚拟平台基础架构上的集中控制,实现了对集群、主机、虚拟机、存储、客户操作系统和其他关键组件等的统一集中管理。


Vsphere Vmotion是指虚拟机在多台EXSi主机之间进行实时迁移,在迁移过程中,虚拟机的活动内存、准确的实时执行状态和终端设备对虚拟机虚拟磁盘的I/O访问通过网络迅速的迁移到其他主机上,无需停机,不中断业务,实现无缝迁移。


Vcenter为所有ESXi主机安装HA代理并自动选择主从服务器,进行实时主机监控。当ESXi主机在特定的时间内没有发出心跳信号,则Vcenter会认为该主机已经出现故障,自动的将该服务器上的虚拟机迁移至其他主机上,无需任何人工干预。


DRS (Distributed Resource Scheduler,分布式资源调度) 基于静态资源配置、动态资源利用率来为虚拟机分配资源,根据业务需要和优先级的预定义规则,随时智能的在多台ESXi进行虚拟机的切换迁移,灵活性强,减少了虚拟机系统出现问题的几率。


4.2 存储虚拟化 我院将两台EMC VNX 5500存储作为存储虚拟化的后端存储设备,通过Vplex Metro 技术对磁盘内的逻辑卷组进行镜像操作。Vplex把底层的存储资源整合起来,创建了中间的一层叫做DISTRIBUTED volume 的分布式逻辑卷组,使得前端服务器同时只会识别到一个分布巻,并同时向互为镜像的卷组进行数据的读写动作,实现了Active-avtive的双活存储模式。


4.3 虚拟化平台效果 通过对计算资源、存储资源等资源进行虚拟化统一,我院成功构建了高效、可靠、具有良好扩展性的虚拟化云计算平台。充分利用平台优势,达到了信息资源统一管理、分配,业务的便捷部署、动态扩展,运行成本和管理难度得以降低的建设目的。


5    结语


随着医疗信息化的不断深入,云平台虚拟化带来了新的技术手段和管理模式。通过对服务器资源和存储资源进行虚拟化和“池”化重新部署,实现了物理资源的自动调配、重要服务的自动迁移、核心业务的可靠保障,进一步加强了医院信息化建设的安全性和高效性,从而确保了医院医疗管理业务的正常稳定运行。

 


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