服务器虚拟化在医院信息系统中的效果观察

【摘要】在医疗信息化发展趋势下，我国多数医院在信息化建设方面取得良好的成果，但现代化医院应用的医疗系统软件种类繁多，在信息安全防护、计算资源高效利用等方面存在一定的不足与缺陷。而服务器虚拟化技术在医院信息系统中的应用，有利于提升医院信息化建设水平。虚拟化技术是近期IT领域之中，较为重要的新技术，服务器的虚拟化可以进一步帮助其节省资源，提升利用率。更有效地降低实际运营成本，并且可以提高维护工作的实际效果。基于此，本文从医院信息系统建设方面，对服务器虚拟化技术的应用效果进行叙述，目的在于促使医院可持续发展。

【关键词】服务器虚拟化；医院；信息系统；医疗系统

随着国内经济建设的高速发展，人们越来越重视身体健康及关注生活的质量。对医疗服务的需求也不仅仅满足于疾病治疗，而是对健康的全面关注，这无非是给医疗服务带来挑战[1]。从医院信息化建设的角度看，如医院信息管理系统、电子病历系统、体检系统等各类信息系统的建立，虽然能够为医院的业务工作带来有效的便利，为其开展提供支持，但同样也带来一些困扰，会使医院信息系统的软硬件环境变得更加复杂，使服务器资源不足、操作系统存在差异等问题暴露出来[2]。在医疗信息化的过程中，使医院与医疗活动的相关信息实现数字化管理和综合性的利用，进一步提高有关工作的实际效果。从现阶段IT技术的实际情况来讲，虚拟化是达到发展要求的重要方式，在医疗行业之中，虚拟化技术可以为其实际发展提供更大的帮助，降低运营成本，并且能够提高其灵活性。为了进一步提升医院信息系统的完善性，采用服务器虚拟化技术对其进行改造，是当前医院信息化建设的一个重点方向[3]。

1、信息化建设状况分析及需求

医院的各业务系统都非常关键，对于业务的连续性要求非常高，需要确保其不间断运行，但目前的系统配置尚缺，且带来一定的弊端，如：服务器硬件发生故障后，可能会导致运行的业务系统出现故障，使其无法正确使用，给医院的运行带来困扰及危害[4]。然而传统的标准应用部署方式，是一个应用占用一台硬件服务器，因此需要配备多台低端服务器，而服务器数量增多也引起各行问题发生，如：无备用系统：部分医院信息系统发生障碍时，没有备用系统可以快速部署来启用此应用系统。成本高：各系统硬件成本较高，运营和维护成本也较高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。可用性低：因为每个服务器都是单机运行，且单套系统的硬件性能要求均较低，如果都配置为双机模式成本更高，系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，会造成应用中断。缺乏可管理性：服务器数量太多难以管理，不但新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间，而且硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口[5]。

为了更好地解决上述传统单一物理服务器部署应用方式所造成的弊端，采用服务器虚拟化，可保我院信息系统安全可靠稳定运行。

2、虚拟化技术

虚拟化属于一种广义的概念，一般是出现于计算机领域内，在计算机中应用虚拟化技术，有利于拓展硬件的具体容量，优化软件的重组方法，借助中央处理器达到系统稳定运行的目的，提高计算机工作质量。一般来讲，虚拟化技术涉及以下几方面要点。其一，操作系统的虚拟化。结合操作系统的虚拟化现象，可以将硬件中具备的功能相互分离，以此增强操作环节自身的兼容性。其二，服务器的虚拟化。当处于不同操作环节时，应当采取分割的形式处理以往的服务器，以此确保管理工作稳定开展。其三，桌面的虚拟化。当应用客户端实行操作工作时，应当将系统内的物理硬件相互分离，提高系统运行效率。其四，应用虚拟化。在操作期间，应当对两者的类型进行划分，体现功能。其五，配置文件的虚拟性。在此阶段中，按照自身的要求实行操作工作，完善界面的个性化。虚拟化技术是指将一台物理的计算机软件环境分割为多个独立分区，每个分区均可以按照需求模拟出一台完整计算机。模拟出来的计算机称为虚拟机。虚拟化技术的实质是通过中间层次实现计算机资源的管理和再分配，实现资源利用的最大化[6]。其特征：①保证业务的连续性。受硬件维护和备份产生的计划内停机现象影响，使诸多服务出现了中断现象，服务器以及桌面能够避免计划内停机，保护数据，经由服务器虚拟化改善业务的连续性。②增强应用服务器的控制力。应用服务器控制中心能够管理各类服务器、提高基础架构的智能性和自动化水平。

3、虚拟化技术应用于医疗信息系统中的优势

在医疗信息系统核心层的部署上，涉及多种类型的服务，这些服务涉及各种不同平台，也涉及不同的资源需求，这些不同层级的系统整合，必然造成不稳定性。同时，由于医院日常管理和诊疗流程、患者信息资源等，对医疗信息系统日益依赖，一旦系统崩溃或宕机，将影响到医院的日常运作[7]。因此考虑采用目前主流的服务器虚拟化技术来实现医疗信息系统核心层的整合，主要优势如下：

3.1提高资源利用率，降低能耗

医院信息系统需要的服务器种类、数量较多，但在不同时间段上不同服务类型的需求并非固定。因此普遍存在服务器CPU、内存利用率偏低的问题。而服务器虚拟化技术可以很好地利用低利用率的问题，这是因为其可将原有的多台服务器整合到一台物理服务器上，提高代理服务器使用率，同时可以在应用程序负载低时，减少运行的代理服务器数量减少各单元的耗电量，达到绿色节能的目的[8]。

3.2提高应用兼容性和加速应用部署

现阶段，医院信息系统处于发展、上升阶段，部分应用需要被更新替换是常有的事，同时也可能会有一些相同的应用需要被部署到相关的医院的信息系统中。服务器虚拟化部署一个应用就是部署一个封装好的操作系统和应用程序的虚拟机，不需要重新进行各种应用的底层配置，相对于传统的应用部署方式，不需要人工干预，缩短了部署时间，降低了部署成本。[9]

3.3降低运营成本

服务器虚拟化可以减少物理服务器的数量，从而降低了购买服务器的投资和电能的消耗，也可使医院的IT管理员摆脱大量繁重的与代理服务器、操作系统、中间件及兼容性问题相关的管理工作，相对地减轻工作量，更加专注于应用的管理。

3.4提高容灾性能

通过采用虚拟化层监视技术，包括在线热迁移、在线克隆等技术，实现对医院核心服务器系统的高可用性和容灾性能。

4、服务器虚拟化技术在医院信息系统中的应用

4.1建立服务器虚拟化平台

在医院信息系统建设中，要实现对服务器虚拟化技术的有效应用，首先必须将服务器虚拟化平台建立起来，以实现对物理服务器的虚拟机，并完成各信息系统服务器的整合。而对于服务器虚拟化平台的建设，则需要以主机资源、光纤交换机、高性能存储设备为基础。

4.2虚拟化平台功能开发

虚拟服务器整合等医院信息系统建设需求，对平台各项功能进行开发，充分发挥服务器虚拟化平台的优势。例如为实现同一物理服务器上多个虚拟服务器的共同运行，虚拟化平台应具备集成整合功能，根据物理服务器特点完成整体逻辑服务器的虚拟，为操作系统、应用服务的整合提供支持。而从信息系统运行的角度考虑，由于当前很多医院的信息系统都缺少备用系统，在服务器单机运行的情况下，一旦出现故障或需求维护、升级、扩容，必然会对系统正常运行造成影响，因此虚拟化平台还需具有虚拟机动态迁移功能，在发现服务器故障或需要维护、升级时，立即对虚拟机进行在线迁移，使其虚拟机能够迅速切换至另一服务器，这样即便原服务器无法继续承载虚拟机，信息系统也同样能够保持正常运行[10]。

同时，在代理服务器资源相对有限的情况下，虚拟化平台的架构还需对动态资源调度技术进行应用，根据各信息系统的资源需求对服务器资源进行动态化调配与统一管理，尽可能满足同一主机上所有信息系统的服务器资源需求，实现服务器资源调配效率的最大化。另外，根据不同应用服务的重要性，还可以确定相应的服务器资源分配优先级，使系统能够在服务器资源不足的情况下，优先支持重要应用服务的运行。

虚拟化平台不仅需要为虚拟服务器整合与信息系统运行提供支持，同时也要满足医院对服务器、虚拟机乃至各信息系统、应用服务的管理需求。这意味着虚拟化平台还需具有可视化界面，能够对物理服务器、虚拟机的运行情况进行监测与显示，并提供虚拟资源管理、部署、维护等操作功能。

4.3存储系统设计与部署

医院信息系统作为其开展各项业务工作的基础支撑，其每天需要处理的数据非常多， 对于存储系统的性能要求较高，因此，需要建立虚拟化存储池，对存储设备进行整合。这样就算，某台存储设备出现故障，另一台存储设备也同样可以将数据准确记录下来，并继续提供数据服务。

4.4备份系统建设

存储设备的同步镜像虽然能够保障应用系统数据得到有效存储，却难以防范因逻辑错误、人为操作失误所导致的数据安全风险,因此医院在利用服务器虚拟化技术进行信息系统建设时，还需以备份一体机设备为基础，建立备份服务端，并为其安装专门的备份软件，负责对整个备份系统进行管理,将业务系统产生的各项数据直接从客户端传输至备份一体机中，以实现对业务系统数据库中数据的实时、安全备份。

5、小结

服务器虚拟化的技术在医疗行业的广泛应用，大大降低了服务器宕机的频率，提高了服务器的承载能力，使医院信息化技术的发展迈上了新的台阶。服务器虚拟化，从成本上来说，能耗更低。从经济效益上来说，使用虚拟化技术可以最大程度地利用服务器的硬件资源。从运维管理上来说，一个虚拟化的数据中心能明显地降低运维成本。它在防范系统意外宕机、病毒感染和系统升级方面的能力非常强大。从扩展性来说，服务器虚拟化之后，可以横向扩展，可以方便部署容灾机房，可以在线更换服务器，所有这些操作，都不需要暂停业务。服务器虚拟化技术在医疗行业的应用，为医疗大数据的发展提供了强大的基础平台，是医院信息系统可持续发展的重要支撑平台。

【参考文献】

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[10]俞凯. 医院云计算环境下的容灾体系探索与实践[J]. 现代信息科技,2022,6(23):95-97,102.