虚拟化平台在医院放射科的应用

周毅

湘潭市中心医院 信息科，湖南 湘潭411100

虚拟化平台在医院放射科的应用

周毅

湘潭市中心医院 信息科，湖南 湘潭411100

我院于2015年对放射科信息系统进行了升级改造，引入了虚拟化平台。本文对虚拟化平台硬件和软件环境的搭建、虚拟机的布署、平台特点及实际应用效果进行了阐述，并与改造前的系统进行了比较，总结了其在提高资源利用率、保持业务连续性、容灾等方面的优点。

医院信息系统；放射信息系统；虚拟化平台；PACS

0 前言

我院是本地区唯一的一家三甲综合医院，于2005年开始在放射科进行信息化建设，建立起了放射信息系统（RIS），医学影像存档与通讯系统（PACS）。经过10年的发展，放射科的业务量大幅增长，仪器设备也不断地更新换代，2005版的信息系统及硬件已经不能满足放射科现在的工作需要。为此，我院决定对放射科信息系统进行全面的升级换代。

当今的医院信息化建设都以高性能、高可用性和冗余容灾为目标。为实现此目标，我科室和放射科一起进行了双机热备和虚拟化[1]平台两个方案的探讨。由于2011年我院医院信息系统（HIS）建立了IBM小型机双机热备，所以医院从整体上考虑近两年信息化发展的动态和新技术，参照沿海经济发达地区的经验，结合放射科本身的业务特点，决定启用虚拟化平台建设方案。

1 虚拟化平台的搭建

我院引进3台IBM X3850 X5机架式服务器用于虚拟机平台（VMware Platform）[2]，Brocade300E作为存储区域网络交换机（SAN Switch）。虚拟化软件采用当前应用最为广泛的VMware vSphere 5.5，该软件直接安装于计算机硬件平台之上，作为硬件和虚拟机操作系统的中间层，打破了原有物理资源之间的隔断，把物理资源转变为逻辑资源，最大限度地提高物理资源的利用率[3]。vSphere（虚拟硬件装置）主要组件包括ESXi，将其分别安装在3台IBM X3850 X5上，以便能够将物理主机的CPU资源、内存资源、存储资源等虚拟成多个虚拟机[4]资源；vSphere Client，将其安装在局域网的另外1台Windows2008 Server服务器上，作为连接到vCenter Server和ESXi主机[5]的工具；vCenter Server作为管理虚拟化环境的数据中心。通过vSphere Client创建数据中心，在ESXi-1、ESXi-2、ESXi-3组成的集群上分别创建Dc、Pacsweb、vCenter、Ris、Pacs、Selfprint 6台虚拟机，并分配相应的CPU资源、内存资源、存储器资源以及网络访问类型。其中最消耗资源的PACS应用，分配给16个CPU和32 G的内存，最小的应用Dc分配给2个CPU和8 G内存。分配完资源后，在6台虚拟机上安装操作系统Windows2008 Server R2、应用程序和VMware Tools增强工具包。搭建完成的虚拟化架构，见图1。

图1 虚拟化平台架构图

2 虚拟化平台的特点及应用效果

虚拟化的特点之一就是将物理资源的利用率最大化。按照传统的方法，一般是有多少个应用就配置多少个服务器[6]，如果加上冗余容灾的规划还需再添加若干服务器。应用虚拟化平台，不但可以节约服务器的数量、机柜的数量、UPS和电能，而且改善了以往服务器资源利用率不高和不平衡的情况。参照以往应用对资源的消耗，在ESXi-1上分配了Dc虚拟机、Selfprint和vCenter（虚拟化产品）；在ESXi-2上分配了Pacs和Pacsweb；在ESXi-3上分配了Ris。ESXi-1内存使用量大约维持在44%，ESXi-2内存使用量大约维持在48%，ESXi-3内存使用量大约维持在25%。这样分配是考虑一旦3台主机有任意一台出现物理故障甚至宕机，其它的虚拟机都可直接在线迁移[7]至另外的主机上，将来如果还有应用需要加载，可以在ESXi-3上创建虚拟机和分配资源。虚拟化的第二大特点即为热迁移。实际应用中，为了验证其特点，将ESXi-2上的最为繁忙和消耗资源的PACS虚机迁移至ESXi-3上，整个迁移过程使用ping命令，从迁移开始至结束的过程中，出现了非常短暂的中断现象，大约丢失了5个左右的数据包，放射科的工作站几乎没有察觉到变化。通过真实环境下的测试，证明了虚拟化技术确实为应用服务的高可用性提供了强有力的保障。通过操作vSphere Client，还可以将虚拟机存为模板，将当前虚拟机的正常运行状态存为快照实现系统恢复，甚至可以克隆[8]虚拟机以实现新服务器及应用的快速部署。

3 虚拟机较传统部署的优势

3.1 易于移动和复制

虚拟机的实质就是存储在主机上的文档，虚拟机的所有配置封装在文件中，不依赖于物理硬件。虚拟机迁移的过程其实就把这些文档从一台服务器复制到另一台服务器并重新加载的过程。相比较以前部署服务器要先安装操作系统再安装应用程序的过程，具有不可比拟的优势，极大地提高了响应速度。

3.2 易于整合和管理

医院的信息系统涉及到不同类型的服务，有的服务可能部署在Windows平台上，而有的服务部署在UNIX平台上。而虚拟化优势在于虚拟机之间的相互隔离[9]，主机上可同时存放不同操作系统的多个虚拟机，且不受硬件变化的影响，从而使虚拟化的整合能力大大提高。虚拟化通过管理资源，提供可视化的界面，直观且易于理解，方便操作，为其将来的广泛应用打下了基础。

3.3 融入云运算

安装后即创建一个虚拟基础架构，VM主机在此基础架构中运行，VMware vCloud Director（虚拟云基础架构工具）可创建云运算环境，通过VMware云运算，可以在私有云或公共云中运行虚拟机，满足大型的业务需求，可见虚拟化是当今信息化发展的一个方向。

4 结论

自虚拟化平台在我院的放射科建成以来，一直稳定运行中。目前放射科新引进了3.0T菲利普核磁共振仪，加上之前的1.5T西门子核磁仪，16排和64排2台CT机，所有的普放DR设备和床旁摄片机均接入了虚拟化平台上的PACS和RIS系统，并且还在排队登记处加上了自助胶片打印机，门诊病人可以利用打印条码在自助打印机上扫描打印所需的胶片。放射科信息系统经过此次升级换代，使我院放射科的信息化水平向前迈出了一大步。利用虚拟化技术，很好地保持了信息系统业务的连续性[10-11]，消除了以前计划内的维护停机；虚拟化的灾难恢复方案也有效地应对了计划外停机，由此提高了放射科工作人员的工作效率，同时也为病人提供了更加高效的服务。在今后的工作当中，我们还将根据医院信息化发展的需要，对虚拟化平台不断地进行资源优化，以期达到更好的效果。

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Application of the Virtualization Platform in the Radiology Department in the Hospital

ZHOU Yi
Information Department, Xiangtan Central Hospital, Xiangtan Hunan 411100, China

In 2015, the radiology information system in our hospital was upgraded. Meanwhile, the virtualization platform was introduced. This paper describes the construction of hardware and software environment of the virtualization platform, deployment of virtual machine, features of the virtualization platform and its effect in the practical application, as well as comparing with the before modification system and summarizing the advantages of the virtualization platform in increasing resource utilization rate, maintaining the consistency of performance, increasing capacity in disaster recovery, and others.

hospital information system; radiology information system; virtualization platform; picture archiving and communication system

TP391.9

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.01.025

1674-1633(2016)01-0089-02

2015-06-01

2015-06-10

本文作者：周毅，高级工程师，主要从事数据库、软件开发及网络维护工作。

作者邮箱：cmd_ocp2015@163.com