存储虚拟化技术在医院信息系统平台中的作用

马锡坤，于京杰，杨国斌

南京军区南京总医院 a.信息科；b.医务部，江苏 南京 210002

存储虚拟化技术在医院信息系统平台中的作用

马锡坤a，于京杰a，杨国斌b

南京军区南京总医院 a.信息科；b.医务部，江苏 南京 210002

利用存储虚拟化技术，构建医院存储虚拟化平台。将医院现有的存储系统整合成一个完整的资源池，为前端业务系统提供一个安全、快速、高可用的信息系统平台，保障了医院信息系统的安全运行。

“军字一号”存储虚拟化技术；高性能存储系统；医院信息系统

医院的各种应用系统，如医院信息系统（HIS）、检验信息系统（LIS）、影像存储与传输系统（PACS）等已日臻完善，建设安全、快速、高可用的信息系统平台在医院的信息化建设中具有特别重要的意义，以保障整个业务系统7×24h不间断地高效平稳运行[1]。用系统的数据从主存储实施同步复制到备用存储，进行数据镜像保护，杜绝存储系统单点故障，从而保证没有任何数据丢失，实现数据容灾。整个信息系统平台架构，见图1。

1 信息系统平台现状

我院核心服务器已升级为小型机。为提高服务器性能，增强数据库系统运行的稳定性、可靠性和安全性，将2台小型机进行分区，分别用于“军字一号”系统和门急诊系统。将数据库升级为Oracle 10g，每对分区实施Oracle RAC，保证应用的高可用性，同时自动实现并行处理及均分负载；实现数据库在故障时的容错和无断点恢复。采用2台光纤通道协议交换机与存储设备连接，构建一个全冗余的SAN存储区域网络，配合主机上的双HBA卡和多路径管理软件，实现路径的失效切换和负载均衡，实现数据访问通道的高可用。数据库数据文件、重做日志等存放在网络存储设备上，实现高性能的数据统一存储[2]。通过基于存储的数据复制软件MirrorView，将HIS、LIS、电子病历系统（EMR）等核心应

图1 信息系统平台架构

在信息系统平台建设过程中，为了满足各种需要而添置的各种存储系统，发挥了各自的作用，但是无法得到整合和充分合理利用，主要存在以下问题：

（1）各存储平台各自为政，HIS、LIS、PACS、EMR、电子病历归档系统、数字化病案缩微系统等使用了不同的设备或不同的盘阵，但是无法整合成一个完整的资源池来为医院的整个信息化应用系统服务。

（2） 在 VMware、Autostart、HACMP 等主机层面的系统软件保护之下，应用系统有着良好的可用性，在各主机平台出现故障时自动切换或者实现各种负载均衡。但是在存储平台上，出现故障时可以满足数据零丢失，但是无法实现自动的故障切换来确保整个容灾系统的实时可用。

（3）在提高资源整合方面，如果由于业务的需要，要将原来放置在性价比高的SATA磁盘上的数据迁移到性能较高的FC磁盘上，或者为了对存储系统进行重新规划而对数据进行跨存储系统做迁移时，则需要做大量的工作和大量的停机时间。

（4）对于以前购买的性能相对较低的存储系统，必须投入资金提升该存储系统的型号来提升该存储系统的整体性能，没有一个不改变原有架构、原有环境而大幅度提升老旧存储系统的解决方案。

2 存储虚拟化技术的应用

2.1 存储虚拟化平台的构建

存储虚拟化是按照一定的虚拟存储体系结构，将不同的物理存储设备（RAID、JBOD、磁带库等）通过不同的接口协议（SCSI、ISCSI、IFCP等）整合成一个虚拟的存储池，为用户提供统一的数据服务，实现资源共享[3-5]。通过虚拟化实现物理存储设备和服务器所见的存储设备视图分开，并提供给服务器一个统一的逻辑存储空间（服务器所能看到的是一个逻辑的存储空间），而不知道实际物理存储设备的位置、路径和每个设备的具体特点。存储虚拟化还能动态地改变逻辑空间到物理存储设备的映射，不需要改动任何服务器程序设置和应用设置，存储虚拟化实现对物理存储进行透明访问[6-8]。

图2 存储虚拟化平台

通过对存储系统的虚拟化，借助存储虚拟化平台V-plex，对所有的存储卷进行虚拟化改造，通过SAN架构提供给主机系统的虚拟卷，在主机系统看来仍然是一个正常的物理卷。该卷的位置是可以按需随时移动和迁移。此平台能够解决当前面临的问题，把存储系统整合成一个完整的资源池，为前端业务系统提供一个安全、快速、高可用的存储虚拟化平台（图2）。

2.2 存储虚拟化平台的主要功能

（1）数据自由流动。数据可在存储系统或者不同类型的磁盘之间自由流动，当应用系统性能需要提升时，可以将这部分数据从性价比高的SATA磁盘迁移到FC磁盘或性能更高的固态磁盘，还可迁移到性能更高的存储系统上去。

（2）提升存储性能。通过存储虚拟化平台，提供一个统一的高速访问平台，大幅度增加整体存储系统的性能。以前购买的存储系统一般缓存较低、性能低下，在虚拟化平台上增加大量的缓存，数十GB甚至上百GB的缓存，可以大幅度增加存储系统的可用性，有利于老旧存储系统的利用。

（3）提供容灾系统。存储系统提供的虚拟卷，可以构建在2个或者多个存储系统上，利用虚拟化平台对不同存储系统平台提供的物理卷进行镜像，从而在后台存储系统出现故障时不仅能够保障完整的数据存在，而且可以保证前端业务系统不会受到任何的影响，保证业务的连续性。提供了应用级的容灾系统。

（4）多存储系统连接。存储系统虚拟化平台，能够提供多存储系统连接。对于PACS这种大数据量的应用系统而言，要连接多台存储系统，甚至多个品牌的不同性能的存储系统，会带来非常大的麻烦，如不同厂家软件的兼容性问题。在采用存储虚拟化平台以后，能够对存储系统提供一个统一的接口，提供一个性能稳定的存储空间，从而大大减少了主机与存储系统的摩擦。

（5）整体联合服务。V-plex存储虚拟化解决方案通过分布式缓存吻合性功能，有效地解决了本地联合和远程联合的问题。以最小的互联带宽，解决缓存一致性的问题；在多节点共同提供服务的情况下，多点联合，使得整套系统的可用性更强。缓存部分也并非简单地增加，而是整体联合提供服务，真正实现了每增加1个节点系统整体缓存都会相应地增加，从而使系统更加灵活、更加高可用。

3 小结

通过构建存储虚拟化平台，将所有存储系统放置于一个存储池中，使存储空间资源和性能资源得到了整合，使存储系统的性能得到了优化了。当前，存储系统仍面临着诸多挑战，存储虚拟化技术乃是未来一段时间发展的主流，在现代化的医院信息系统平台中将发挥重要作用。

[1] 翁锦阳,何萍,朱铁兵.大型医院信息系统的容灾设计和应用[J].中国医疗设备,2011,26(1):59-60.

[2] 马锡坤,杨国斌,袁波.构筑信息网络基础平台 保障人财物科学管理[J].中国数字医学,2010,5(8):20-22.

[3] 李树全,吴跃,陈志飞.SAN存储虚拟化研究[J].微电子学与计算机,2009,26(1):39-41.

[4] 杨宗博,郭玉东.提高存储资源利用率的存储虚拟化技术研究[J].计算机工程与设计,2008,29(12):3224-3226.

[5] 张国喜.虚拟化存储在图书馆数字化建设中的应用[J].情报探索,2009,(10):100-102.

[6] 谢锋,陈俊阳.PACS整体数据管理平台的设计[J].中国医疗设备,2009,24(7):52-54.

[7] 谢长生,李晓钰,刘小龙.统一存储网中的虚拟存储技术研究[J].计算机工程与应用,2003(34):151-154.

[8] 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,2009,15(9):2-4.

Effect of Storage Virtualization on the Platform of Hospital Information System

MA Xi-kuna, YU Jing-jiea,YANG Guo-binb
1. Mdical Department Planning Divsion,PLA Navy General Hospital,Beijing 100048,China 2.The 309th Hospital of Chinese People's Liberation Army, Beijing 100010, China

We built the platform of storage virtualization with the technology of storage virtualization, and put all the storage systems in our hospital into one storage pool in order to satisfy the needs of security, speed and high availability for the information systems. It ensures the safe operation of the HIS.

No.1 military project storage virtualization; high-performance storage system; HIS

TP333.96；TP309.2

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.10.011

1674-1633(2011)10-0039-02

2011-05-16

2011-06-22

本文作者：马锡坤，高级工程师。

杨国斌，教授，主任医师，医务部主任。

作者邮箱：maxikun@163.com