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随着网络的快速发展,医疗机构的业务系统日益复杂化,面对庞大的医疗系统,提高系统的运维效率成为目前的一大难题.而采用灵活高效的虚拟化技术不仅能够帮助企业打造高效信息化平台,还可实现成本控制,支持企业的业务连续性,带来管理效能和业务效率的大幅提升.
始建于1959年的青海大学附属医院（又名“青海医学院附属医院”）,是一家集医疗、教学、科研、急救、保健等多功能为一体的大型综合性医院.1993年被国家卫生部批准为“甲等”医院,1999年跻身于全国“百佳医院”行列.全院开放床位1300张,是青海省医疗卫生行业的龙头单位.
多年来,青海大学附属医院坚持走“科技兴院”的道路,对医疗信息化建设高度重视,先后引进了大批先进的设备,对提高医疗水平发挥了重要作用.随着业务需求迅速增长,青海大学附属医院对整个医院的信息化管理提出了更高的要求,围绕“打造数字化医院、促进医院现代化建设”这一总体目标,计划打造：一个中心：以各类医疗信息为基础的运行管理、网络控制、信息交换、数据采集和安全中心；二个保障：安全保障,管理保障.三个平台：硬件平台、软件平台、数据交换和二次开发平台；九大应用系统：“医院信息系统”、“医疗影像存储与传输系统”等九大核心医疗业务系统.
业务激增带来系统建设桎梏
医疗机构的规模在扩大,在床位增加的情况下,病床的使用率也仍然保持逐年提高,公众医疗需求的增速超过了医疗资源的增速,医疗机构处于高负荷运转中.
在传统的医院信息化建设模式中,HIS、PACS、LIS、RIS、电子病历等系统是在不同时期分批建成的,各系统的数据处于分散存储状态,存储方式与存储介质也各不相同.这种分散式布局的服务器和存储架构维护不便且维护成本高昂,不同业务系统之间在资源利用上也难以实现共享与平衡.因此,青海大学附属医院迫切需要搭建一个可持续发展的基础平台,既有利于数据安全和系统稳定,又能大幅度地降低数据中心运营成本和总体拥有成本,从而更好地承载医院的应用.
同时,随着医院信息化进程的加快,新的应用不断部署,意味着服务器数量的增加,随之而来的高功耗使数据中心在电源布线、机房通风等方面面临更大压力.
此外,随着应用的深入,医院在未来还将持续发展其他应用,系统必将不断扩容.如果购买新设备进行扩容,新的应用系统如何在新设备上稳定运行是异常棘手的问题.因此,如何实现应用的灵活配置并最大限度地缩短部署新应用的时间,同样是构建新一代数据中心面临的挑战.
建设新一代数据中心
随着门诊量的增多,青海大学附属医院不得不对现有信息系统进行升级改造,经过缜密细致的前期规划、评估和论证,青海大学附属医院决定采用虚拟化技术来缓解现有数据系统带来的运维管理等诸多压力.
“基于虚拟化基础架构建设新一代数据中心,是我院整体信息系统重构的不二选择.虚拟化技术可以在保证原有信息系统正常运转的前提下,减少基础设施建设的投入,同时也减轻了运维人员的工作强度.对整个医院的信息系统的改造起到了至关重要的作用.” 青海大学附属医院信息网络管理中心主任赵小辉表示.
信息中心整个网络设计采用高可靠的双网环境,使用两套刀片中心,分别放置两地.采用HP EVA4400光纤磁盘阵列进行基于SAN网络环境的数据存储,所有刀片服务器均使用虚拟化软件建立各个业务的虚拟机,并通过虚拟中心进行集中控制,实现资源自动调配、虚拟机的自动迁移、核心业务的高可用性等.
为实现最先进的服务器虚拟化、自动化应用模式和可视化远程管理,青海大学附属医院根据应用规模和需求,配置了12台高性能的刀片服务器.其中8台服务器用于构建生产站点,作为虚拟化的业务平台,共同承担HIS、PACS、RIS、LIS等主要应用的日常运行.另外4台服务器通过虚拟平台实现业务的异地在线容灾.
用于构建生产站点的8台刀片服务器均配置了虚拟架构平台,在单个物理服务器实体上利用强大的处理能力生成了多个虚拟服务器,每个虚拟服务器从功能、性能和操作方式上都等同于传统的单台物理服务器.
为实现集中管理和监控虚拟服务器、实现刀片系统自动化及简化资源调配,还在一台服务器上安装了虚拟中心软件,集中管理所有物理服务器和虚拟服务器,使虚拟环境更易于控制和管理.作为是一个经过生产验证的虚拟层,监控软件直接安装在物理服务器的裸机上,可将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络等资源抽象到多个虚拟机中,是实现动态、自动化数据中心的基础.通过跨虚拟机共享硬件资源,能有效提高硬件利用率并降低成本和运营费用.
异地灾备确保业务连续性
对于医院的业务系统而言,高可用性与连续性至关重要.一旦数据系统遭遇灾难损坏或服务器设备发生故障,将给医院和患者带来诸多不便甚至影响患者生命.如何确保医院业务的不间断,对服务器和容灾备份系统提出了更为严格的要求.
利用站点容灾技术,青海大学附属医院实现了业务异地在线容灾备份,确保在各种灾难损害发生后,依然能够最大限度地保障提供正常应用服务.
异地组建的容灾数据中心采用了4台服务器,配置第二台EVA4400光纤存储作为容灾数据中心的数据存储,通过Site Recovery Manager实现生产站点与恢复站点之间的业务切换,切换方式可采用手动和自动方式.
它通过自动执行恢复过程来加快恢复的速度,并将灾难恢复作为虚拟基础架构管理的集成要素,从而简化灾难恢复计划的管理工作.这样部署省去了复杂的手动恢复步骤,支持无中断的恢复计划测试,确保了恢复过程的安全性与可靠性.
利用构建的虚拟平台,青海大学附属医院不仅可以管理从生产数据中心到灾难恢复站点的故障切换,还可以管理两个互为恢复站点且具有活动工作负载的站点之间的故障切换.同时,虚拟平台还可以自动执行及简化故障切换至新数据中心的过程,从而让所计划的数据中心故障切换（如数据中心迁移）变得更加顺畅.
效率提升,确保24*7不宕机
青海大学附属医院采用虚拟化基础架构之后,通过服务器整合有效控制和减少了物理服务器数量,大幅度地降低了TCO及硬件成本,单个物理服务器的利用率由原来的5%～15%提高到60%～80%.同时,还有利于降低运营和维护成本,包括数据中心空间占用、机柜、耗电、制冷和人力成本等.
医院能够主动地提前规划资源增长以快速响应客户和应用的需求,不必再经过长时间的采购流程.同时,进行硬件维护不再需要数天乃至数周的变更准备和1～3小时的维护窗口,可以立即进行快速的硬件维护和升级,大大提高了管理效率.
利用虚拟化技术,医院依靠业务连续性消除了执行维护时的计划内停机,并通过可靠、经济高效的灾难恢复解决方案有效应对计划外停机.通过虚拟化平台可持续监控所有资源池的利用率,并根据业务需求在多个虚拟机之间智能分配可用资源,实现了资源优化.
此外,异地灾备系统使得青海大学附属医院构建了高可靠性的灾难恢复系统,免灾难恢复带来的风险并解除后顾之忧,帮助医院应对传统灾难恢复方法的各种挑战,满足恢复时间目标（RTO）、恢复点目标（RPO）以及法规遵从的要求.
搭建一个可持续发展的基础平台,既有利于数据安全和系统稳定,又能大幅度降低数据中心运营成本和总体拥有成本,这是医院信息化的始终需求.通过构筑业务连续性信息架构消除执行维护时的计划内停机以及利用其可靠、经济高效的灾难恢复解决方案应对计划外停机,满足了医院对于关键业务系统高可用性与连续性的苛刻要求.”
――青海大学附属医院信息网络管理中心主任赵小辉