服务器虚拟化技术的应用与研究

兰州军区兰州总医院 信息科，甘肃 兰州 730050

服务器虚拟化技术的应用与研究

王玉珍，王志强，赵正军，王健

兰州军区兰州总医院 信息科，甘肃 兰州 730050

目的对于日趋复杂的医疗信息系统，采用虚拟化技术搭建服务器集群平台，能有效提高医疗信息系统的部署能力和管理水平，降低运营成本。方法以Vmware vSphere虚拟化平台为例，探讨应用于医疗信息系统的VMware虚拟化技术解决方案，并详细介绍了虚拟化平台的实施过程。结果成功建立服务器集群平台，实现了30多个应用系统的迁移。结论服务器虚拟化技术有效整合了资源、改善了资源分配、提高了资源利用率、减轻了管理的负担。

医院信息系统；服务器；服务器虚拟化

0 前言

传统服务器是每台一个操作系统，软硬件紧密结合，同一台主机上运行多个应用程序通常会遭遇冲突，中央处理器（CPU）资源浪费严重。随着信息系统日趋复杂，对系统架构的安全性、容灾性、稳定性提出了更高的要求，虚拟化技术（Virtualization Technology）是实现这一要求的一个途径。虚拟化技术将少量的物理服务器整合，共享硬件空间，使各类应用及用户共同使用这些资源，显著降低运营成本，提高管理灵活性[1]。传统架构和虚拟化技术结构对比，见图1。

图1 传统架构和虚拟化技术结构对比

1 总体设计思路

1.1 目前我院医疗信息系统现状

目前我院医疗信息系统主要包括面向临床的医院信息系统（HIS）、检验信息系统（LIS）、影像管理系统（PACS）、体检系统、手术麻醉及重症监护、感染控制系统和办公自动化系统等。运行这些系统的服务器近50台。随着医院规模的扩大,各项医疗业务系统对信息系统的依赖越来越紧密，新版电子病历系统、移动医护工作站、银医一卡通、数据集中管控平台将陆续建设，对服务器的需求会不断的增长。每部署一套新的应用都要触发一次设备采购，部署周期长。同时，一个应用系统对应1台物理服务器，中央处理器（CPU）资源浪费严重，单台物理机对服务器冗余无法解决，当主机发生故障时，应用系统即瘫痪，单点故障隐患严重。如果双机运行，服务器的数量要翻1倍，资源浪费情况更严重，而且为了实现高可用性双机配置，还必须要有外置的磁盘阵列。

1.2 总体设计思路

服务器数量剧增和平台依赖性等因素成为医院信息化发展的障碍，虚拟化技术可以通过整合硬件来提高服务器利用率，从而降低IT成本。目前，虚拟化技术有Virtual Server 2005 R2和VMware vSphere。Virtual Server 2005 R2，最大优势在于简便的人机交互界面、Windows资源管理器类似的简便操作方式以及微软自家产品高度整合的特性[2]。VMware vSphere可以聚合和全面管理大型基础架构池，使之成为一种无缝、灵活、动态的操作环境，构建跨越多个数据中心及云服务提供商的私有云环境[3]。根据医院实际情况，采用VMware vSphere虚拟平台的VMwareESXi数据中心建设方案架构图，见图2。

图2 数据中心建设方案架构图

通过部署多台存储系统，扩展整个存储空间，将整个数据中心的存储系统整合到EMC VPLEX存储引擎下，在虚拟引擎的统一管理和配置下，构建一个虚拟化存储平台。在虚拟化存储平台后端的数据存储采用2台EMC VNX，通过虚拟化引擎在2台存储之间进行数据镜像。备份方式采用EMC Networker备份软件实现。

2 具体实施过程

2.1 硬件配置

配置EMC VPLEX虚拟存储引擎1台，MD9124光线存储交换机2台，EMC VNX5500核心存储1台，和现有CX4-120存储1台构成存储空间，DD160虚拟带库1台作为备份，带HBA卡的IBM X3850 X5 PC服务器6台。

2.2 实施步骤

（1）在6台IBM PC服务器上部署Vmware ESXi 5.0主机虚拟化软件，安装Vcenter管理端，安装应用测试环境，数据放在本地硬盘上。

（2）安装VNX5500存储，进行微码升级，上架MD-9124光交换机，配置交换机ZONE，对VPLEX进行初始化测试，挂载VPLEX和VNX5500。

（3）将老存储CX4-120的数据迁移到VNX5500上，对老存储CX4-120扩容、升级微码、重新规划配置。

（4）上架安装DD160，配置VTL虚拟带库。

（5）创建集群Vmcluster，加入6台服务器，配置冗余网络。

（6）创建虚拟机Win2003_32bit和Win2008_64bit模板。

（7）挂载VNX5500到服务器虚拟环境中，使虚拟机可以识别到存储磁盘，迁移本地硬盘的虚拟机数据到挂载的新存储VNX5500上。

（8）PACS数据的迁移。搭建迁移数据的虚拟机，安装迁移软件Vmware vCenter Converter Standalone Client，建立RIS应用所需虚拟环境，迁移原PACS刀片服务器数据和“syanpse”。

（9）迁移各类应用，包括临床路径、手术麻醉、军队财经、绩效考评等20多个应用。

2.3 实施效果

利用虚拟化中的群集技术，解决服务器单点故障问题[4]。虚拟机对应的数据集中存放共享的核心EMC存储上，保证数据安全性并提高了I/O性能，彻底解决数据存放服务器内置硬盘上导致的性能低下与安全问题，实现所有虚拟化应用的高可用性。虚拟机管理界面图，见图3。

图3 虚拟机管理界面图

2.4 数据中心虚拟化方案的实施建议

数据中心实施虚拟化技术，需要从以下方面加以考虑[5]：

（1）合理安排应用系统虚拟化。HIS的安全性和运维的延续性是医院最高级别的，暂时未纳入虚拟化服务器，另外视频服务类应用需要占用大量I/O，不适合采用虚拟化技术。应该根据数据中心实际应用情况来具体分析。

（2）分步实施虚拟化工作。虚拟化的实施步骤应该根据医院现有资源及资源的使用情况，制定系统的实施规划，确定需要纳入虚拟化管理的应用，分步实施数据中心虚拟化工作。

（3）注重虚拟化管理工作。在实施数据中心虚拟化的过程中，在完成物理资源虚拟化的同时，要加强虚拟环境的管理，数据中心专人专管，逐级分配权限，规范各类操作，保证系统使用的安全可靠。

3 结束语

服务器虚拟化技术有效整合资源，降低了购置成本，改善了资源分配，提高了资源利用率，减轻了管理的负担。高效的服务部署，方便数据备份和灾难恢复，增强了应用系统的可移植性，具有很好的技术领先性和性价比。

[1] 江代有．云计算技术综述[J]．计算机与现代化,2012,(5):71-74．

[2] 焦磊．基于虚拟化技术的Virtual Server在我院的应用[J]．电脑知识与技术, 2012,8(4):776-777．

[3] 缪一峰．医院虚拟化服务器部署[J]．计算机应用与软件,2011, 28(8):206-208．

[4] 李先锋,凯芸．三甲医院虚拟化技术的研究与实践[J]．中国医院,2012,16(2):12-14．

[5] 韩寓．服务器虚拟化技术研究与分析[J]．电脑知识与技术, 2012,7(7):1654-1655．

[6] 张巍．企业虚拟化实战-Vmware篇[M]．北京:机械工业出版社, 2009．

[7] 韩晟,陈衍,彭红波,等．虚拟机在医院信息系统中的应用[J]．中国医疗设备,2012,27(5):35-37．

Application and Research of Server Virtualization Technology

WANG Yu-zhen, WANG Zhi-qiang, ZHAO Zheng-jun, WANG Jian
Department of Information, Lanzhou General Hospital of Lanzhou Military Region, Lanzhou Gansu 730050, China

ObjectiveDue to rapid development of medical information system, using virtualization technology into server cluster platform can effectively improve the ability of deployment and the level of management.MethodsTaking Vmware vSphere virtualization platform as example, this paper discusses about the solution of VMware virtualization technology in medical information system and introduces the process of building virtualization platform.Results The server cluster platform has been build successfully and more than 30 application systems have been moved.ConclusionVirtualization technology integrates resources effectively, improved resource allocation, ensures high available performance, and reduces the burden of the management.

hospital information system; server; server virtualization technology

TP393.01

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.010

1674-1633(2013)09-0031-02

2013-01-14

2012年全军医药卫生科研基金课题（CLZ12JB01）。

本文作者：王玉珍，高级工程师，硕士。

作者邮箱：yuzhen_jinge@163．com