虚拟化技术在医疗信息系统整合中的应用研究
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摘 要：随着医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，给运维管理也带来了很大的难度。目前虚拟化技术日渐成熟，虚拟化技术应用到医疗系统的整合中，可以提高资源利用率，降低成本，提高管理效率。
中图分类号：C93 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）22-0214-02
引言
随着医院信息化的发展，医院部署了越来越多的医疗信息系统，为了避免不同信息系统互相影响，传统的解决方案是使用不同的服务器安装不同的应用，同时，医院的服务性决定了医疗信息系统需要7×24小时不间断运行，重要的应用还需安装在多台服务器上，并做好热备，以保证应用的不间断或尽量使应用中断时间缩短，因此医院需要购买相当多的服务器，在上面部署不同的应用系统以满足业务上的需求，并在日常运行中进行维护。这样就造成了医院服务器的数量逐步增加，导致数据中心的规模也日益扩大，需要更多的网络、电源等硬件设备以及物理空间，对能源的消耗也逐步加大，另外服务器数量的增加也对信息系统运维管理人员造成了更大的压力，极大地增加了运维开销。除此之外，在日常运行中，大多数服务器因没有大量的数据请求，很多的时间内其CPU、内存、硬盘等都处于空闲状态，硬件利用率不高。在此情况下，如何降低成本、提高维护效率成为医院信息化发展中一个急需解决的问题。目前虚拟化技术的日趋成熟，如何利用虚拟化应用技术解决医院信息化发展中遇到的这些的问题，成为医院IT运维管理人员的一大挑战。
一、医院现状
笔者所在的东南大学附属中大医院经过十余年的信息化发展，在服务器的运维中也出现了上述的一些问题。
1.随着信息化的不断发展，医疗IT系统越来越完善，服务器数量也越来越多，导致物理空间越来越紧张，服务器耗电量也急剧上升，为了要保证服务器的散热及正常运行，机房的制冷系统需要跟着升级改造，数据中心也需要更大的空间以承载更多的服务器。同时服务器数量的增长也带来了管理上的难度，系统的灾难恢复和数据备份等方案也变得更加复杂。
2.随着医院业务对信息系统的依赖程度越来越大，信息系统需要不间断运行，而硬件或软件等故障导致的停机都会影响到业务的正常运行，这就需要做好服务器的热备，但是基于数据中心空间及成本的考虑，不可能将所有的服务器均纳入热备的行列，因此在出现一些故障的时候就不能及时恢复业务的正常运行。
3.当需要新加一个业务系统的时候，需要经历预算、采购、安装测试、上线等过程，运转周期较长，而且有时仅仅为了测试某些服务就需要增加额外的服务器，在测试结束之后服务器就处于闲置状态，造成严重的资源浪费。
二、虚拟化技术分析
（一）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（Control Program，也被称为Virtual Machine Monitor或Hypervisor），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（Host OS），当然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 VMWARE 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。
（二）虚拟化技术在系统整合中的优势
1.更高的资源利用率——虚拟化可支持实现物理资源和资源池的动态共享，提高资源利用率，特别是针对那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。
2.降低管理成本——虚拟化可通过以下途径提高管理人员的效率：减少必须进行管理的物理资源的数量；隐藏物理资源的部分复杂性；通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务；实现负载管理自动化。另外，虚拟还可以支持在多个平台上使用公共的工具。
3.提高使用灵活性——通过虚拟化可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求。
4.提高安全性——虚拟化可实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分，这些特性可实现对数据和服务进行可控和安全的访问。
5.更高的可用性——虚拟化可在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、升级或改变。
6.更高的可扩展性——根据不同的产品，资源分区和汇聚可支持实现比个体物理资源小得多或大得多的虚拟资源，这意味着可以在不改变物理资源配置的情况下进行规模调整。
7.互操作性和投资保护——虚拟资源可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性。
8.改进资源供应——与个体物理资源单位相比，虚拟能够以更小的单位进行资源分配。与物理资源相比，虚拟资源因其不存在操作系统和硬件方面的问题，能够在出现崩溃后更快地恢复。
三、虚拟化技术在系统整合中的应用
应用虚拟化技术进行系统整合的步骤：
1.准备阶段。对数据中心进行虚拟化评估：对当前环境进行评估、分析，确定需要虚拟化的目标及范围，收集目标服务器配置信息及性能利用率等数据，分析采集的数据并进行虚拟化服务器的整合评估。进行虚拟化的规划设计：以虚拟化的评估报告为依据进行虚拟化的规划设计，编写虚拟化的设计方案，确定服务器是否需要更换，规划存储的分布，当前服务的迁移，预留扩容空间、服务器容灾等工作，同时还要准备虚拟化软件的许可。
2.建设阶段。根据虚拟化设计方案，购置硬件设备及软件许可，安装虚拟机各组件，配置网络及存储，测试虚拟服务，完成测试后迁移现有服务。
3.运维阶段。对虚拟机进行监控、管理虚拟化架构并调优相应的策略。
结束语
虚拟化技术的优点大家是有目共睹，它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研究，希望能给医院IT运维管理人员提供一些参考。
参考文献：
[1] 鲁松.计算机虚拟化技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2] 虚拟化与云计算[M].北京：电子工业出版社，2009.[责任编辑 王晓燕]