1、醫(yī)院信息系統(tǒng)數據中心現狀分析
傳統(tǒng)的醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)數據中心由于多種技術和業(yè)務并行且彼此之間相對孤立，使得數據中心硬件設備各異、網絡結構復雜。醫(yī)院的數據中心既包含HIS、電子病歷(EMR)、移動護理、影像存儲與傳輸系統(tǒng)(PACS)、檢驗信息系統(tǒng)(LIS)等重量級應用系統(tǒng)，也包含設備耗材、手術麻醉、病理、輸血等相對較小的系統(tǒng)，同時含納了OA、財務、科研、教學等外網系統(tǒng)。
隨著醫(yī)院信息化建設的如火如荼，加之業(yè)務量的逐年遞增，數據中心的規(guī)模日益龐大。由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，各個應用系統(tǒng)隨業(yè)務需求逐一規(guī)劃建設，采用的技術平臺也五花八門。每個應用系統(tǒng)部署獨立的物理服務器和存儲體系，造成分散的系統(tǒng)架構。
大量分散的服務器和存儲造成了采購和運維成本的增加；同時，分散的系統(tǒng)架構使信息管理人員疲于應對醫(yī)院越來越嚴格的正常運轉的要求。任何軟硬件故障，甚至計劃維護所導致的系統(tǒng)停機都會影響醫(yī)院正常業(yè)務運轉。隨著各醫(yī)院對數據中心的效率、可靠性、穩(wěn)定性和擴展性的需求不斷提升，服務器整合的需求也日益得到重視，而虛擬化技術以其獨有的特點和優(yōu)勢為上述問題的解決提供了高效便捷的途徑。
2、虛擬服務器配置方案
2.1 物理服務器選擇
虛擬機在為需求分配硬件資源時，是以CPU的核和內存GB為基本分配單位，最大的分配上限是單個物理服務器。因此，要保證虛擬機有充足的運算資源，每臺虛擬服務器最少CPU資源需求是2 核，最少內存需求是4GB。每臺物理服務器最小需要1Gb網口。應用虛擬服務器對機房布線的要求是放置虛擬服務器的機柜至少要配置24個千兆端口或2個萬兆網口。
物理服務器數量可選擇2臺、4臺或6臺。物理服務器的選擇又分為機架式PC 服務器和刀片PC服務器2種。
(1)機架式PC服務器。物理服務器一般配置為：4顆CPU芯片、128GB內存、2個萬兆網卡。HIS 由于對服務器資源的需求較大，所以機架式PC服務器更加適合。
(2)刀片PC服務器。刀片物理配置比較低，適合比較小的系統(tǒng)。使用刀片構成虛擬服務器時分配資源比較方便。另外，使用刀片服務器可以充分緩解對于機房服務器部署密度以及布線存在壓力的情況。
2.2 物理服務器組織形式
組織形式可分為應用服務器和數據庫服務器分開和統(tǒng)一兩種方式。
(1)構建虛擬服務器時可以將數據庫服務器與應用服務器分開。應用服務器包括中間層服務器、時間服務器、病毒庫服務器、管理服務器以及小的應用軟件服務器等。
數據庫服務器與應用服務器分開模式下，數據庫服務器單獨構建虛擬機，其他應用服務器構建虛擬機。
(2)將數據庫服務器與應用服務器統(tǒng)一構建虛擬服務器。數據庫服務器與應用服務器在統(tǒng)一模式下共享1套虛擬機。
另外，也可考慮將虛擬服務器中的控制部分單獨占用1臺服務器，其余服務器構成虛擬服務器。
2.3 按項目組織虛擬服務器
構建虛擬服務器時可按照信息系統(tǒng)的項目進行組織。建議三級等保要求的項目不采用虛擬服務器技術。依據本醫(yī)院的實際情況，既可單純按項目組織虛擬服務器，也可以重要項目為主組織虛擬服務器。選擇目前物理服務器資源利用率較低而運維成本較高的服務器進行整合。對于物理服務器本身已經使用超過4個CPU，且內存使用已超過16G的系統(tǒng)，可暫時不考慮加入虛擬整合的范圍。
2.4 虛擬服務器配置模式
虛擬服務器配置可分為單虛擬服務器模式和類似鏡像模式。
(1)單虛擬服務器模式下，虛擬服務器的資源和配置信息統(tǒng)一存儲在存儲設備上。在1 臺物理服務器發(fā)生故障時，該物理服務器上的虛擬機關閉，這時控制器根據存儲器上存儲的資源和配置信息在其他物理機上重新建立虛擬服務器并啟動，這個過程稱為漂移。單虛擬服務器模式下，1臺物理機發(fā)生故障后，漂移的時間會較長。
(2)類似鏡像模式。類似鏡像模式下，在1臺虛擬機建立后，同時在其他物理服務器上建立該臺虛擬機的鏡像虛擬機，一旦物理服務器發(fā)生故障，鏡像虛擬服務器立即啟動。這種模式的優(yōu)點是漂移速度較快，缺點是占用系統(tǒng)資源較多。
3、虛擬服務器構建步驟
可按照整合、虛擬化和自動化3個階段進行虛擬服務器構建。
(1)整合。該階段主要目的是對虛擬化整合進行評估。收集目前醫(yī)院在用的各系統(tǒng)平臺服務器的配置及CPU、I/O、內存、網絡和磁盤存儲資源等性能使用情況，并對收集的數據進行分析整理，以便確定虛擬化范圍和目標，并對服務器虛擬化進行可行性分析，準備整合的計劃配置方案。在整合過程中，充分考慮網卡、網絡流量及VLAN的需求，確定網絡和存儲是否需要做相應的調整和改造。
(2) 虛擬化按照上面準備的方案，設計服務器虛擬化的整體架構和策略，包括網絡策略、備份策略、安全策略、遷移策略、整合策略等，根據實際情況選擇虛擬化的軟硬件，保證硬件的兼容性以及對各系統(tǒng)平臺的支持。制定虛擬化整合的工作規(guī)范，安裝虛擬機各組件，對管理流程和管理平臺進行改造和整合。正常運轉過程中，關注每個虛擬服務器的平均CPU使用率、平均CPU 隊列長度以及平均內存的利用率，同時關注服務器飄移的時間等一系列虛擬服務器運行的數據，并對數據進行分析和比對，觀察整合后的資源調度的效率，并及時做出配置參數等調整。對整體系統(tǒng)的可用性、可恢復性、可管理性、靈活性和可擴充性進行綜合評定。
(3) 自動化。高度整合和虛擬化后的自動化建設，將虛擬化的資源以最優(yōu)的策略進行調度。通過區(qū)分資源的優(yōu)先順序并隨時隨地能將服務器資源分配給最需要的工作負載來簡化管理和提高效率。實現虛擬化管理平臺、梳理管理流程、建立新的運維規(guī)范。
4、我院服務器虛擬化建設的嘗試
我院自2012年開始，嘗試進行部分系統(tǒng)的虛擬化建設。采用4臺IBM X3850服務器，每臺宿主機配備4路6核CPU、內存為128G、10個千兆網口。統(tǒng)一掛8T 磁盤陣列作為存儲。目前已經虛擬整合了40個小系統(tǒng)，包括殺毒、系統(tǒng)準入、手麻系統(tǒng)、輸血系統(tǒng)、以及多個web service 接口、人事管理、桌面管理等。工作日期間，平均CPU占用率30%，內存使用率50%左右，完全滿足日常的工作要求，大大提升了資源的利用率。
5、總結
數據中心是HIS的核心。隨著云計算和虛擬化技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的數據中心逐漸向虛擬化數據中心(Virtual Data Center，VDC)轉化。通過上述服務器虛擬化方案的選取和實施，能夠實現醫(yī)院VDC的初步建立。VDC可利用虛擬化技術將物理資源抽象整合，增強服務能力；通過動態(tài)資源分配和調度，提高資源利用率和服務可靠性；通過提供自動化的服務開通能力，降低運維成本，實現投資收益最大化；通過有效的安全機制和可靠性機制，滿足醫(yī)院信息系統(tǒng)日常運維的安全需求。
隨著虛擬化技術的發(fā)展，虛擬存儲、虛擬網絡和虛擬桌面應用都將逐漸參與到醫(yī)院VDC的建設中。最終實現云調度系統(tǒng)對各種資源進行統(tǒng)一、合理、動態(tài)調配。
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本文標題：醫(yī)院虛擬化建設中的服務器配置方案
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