周广清

医院信息系统虚拟服务器构建方案及应用分析

周广清

目的：使用虚拟服务器以节约能耗，节省机房空间，简化应用软件部署，减少因硬件故障导致的应用软件停用。方法：通过VMware将物理服务器、交换机、磁盘柜组成虚拟系统，在虚拟系统之上部署虚拟服务器。结果：虚拟服务器部署方便，运行安全快速，易扩展升级、保障应用软件的高可用性。结论：虚拟服务器解决了物理服务器目前的主要弊端，改变了服务器的部署方式，在信息系统建设中将成为首选方案。

虚拟服务器；VMware；光纤通道-存储局域网络；HIS

0 引言

随着医院信息化建设的快速发展，越来越多的应用软件投入使用。有些应用软件需要单独的服务器和数据库，甚至需要备份和容灾，使得机房的服务器和机柜越来越多，线路越来越复杂，不间断电源（uninterruptible power supply，UPS）的负载越来越重甚至需要增加或更换UPS，机房的耗电量和产热量也越来越大。

虚拟服务器[1]方案不但很好地解决了上述问题，而且比物理服务器有更多优势，因此逐渐成为主流。

目前，发布服务器虚拟化软件的公司主要有VMware、微软、思杰（Citrix）、红帽（Redhat）、甲骨文（Oracle）。本文采用 VMware发布的 VMware vsphere5构建虚拟服务器。

1 VMware虚拟系统

VMware vsphere5能将存储交换机和多达32台的独立物理服务器组成一个虚拟系统，存储是虚拟系统的公共资源池，每台物理服务器的CPU、内存形成一个个相对独立的资源池。利用这些资源池，VMware vsphere5可以部署多达512台虚拟服务器。对于网络中的客户机来说，虚拟服务器和物理服务器没有区别[2]。

2 VMware虚拟系统构建

2.1 硬件安装和软件配置

（1）硬件设备安装如图1所示。

图1 虚拟系统构建示意图

（2）在2台惠普DL580G7服务器上，祼机安装vsphere5的核心组件VMware ESXi5，并设置管理员用户和密码、管理IP地址，2台惠普DL580G7服务器成为虚拟系统的ESXI主机。

（3）将2台P4500 G2存储配置为镜像的网络RAID 10的磁盘卷，并被ESXI主机识别，格式化为VMFS5文件系统。

（4）在任意一台已接入局域网的计算机上，安装Vsphere Clinet组件。通过Vsphere Clinet、ESXI主机的管理员用户和密码、管理IP，连接ESXI主机，配置虚拟系统的端口组、vmotion、FT，并创建一台虚拟机，在其上安装vCenter组件，作为vCenter服务器。此后，Vsphere Clinet即可通过vCenter服务器管理整个虚拟系统：建立数据中心和具有高可用性的ESXI主机集群；设置资源分配规则，监控虚拟系统资源利用、运行状态、查看事件和报警等；增加、删除、克隆虚拟服务器；设置虚拟服务器的CPU个数和核数、内存大小、硬盘大小、网卡数量；安装虚拟服务器的操作系统和应用软件；配置虚拟服务器的计算机名称和IP地址；启动、关闭虚拟服务器；快照（snapshot）[3]、备份虚拟服务器。

2.2 系统特点

（1）高效率、低传输故障：物理服务器、存储交换机、磁盘柜组成光纤通道（fibre channel，FC）及存储局域网络（storage area netnork，SAN）[4]双路冗余网络FC-SAN，提高数据传输效率，避免网络单点故障。

（2）可支持多块CPU及大容量内存：惠普DL580G7是高性能物理服务器，可以支持4块CPU、1 TB内存。物理服务器至少2台，是实现虚拟系统的高可用性（HA）的必要条件。

（3）存储量大、数据安全：P4500 G2是磁盘柜，可插入12块1 TB硬盘，raid5冗余，2台磁盘柜再镜像冗余，避免因存储造成的单点故障。服务器间的共享存储也是实现虚拟系统高可用性的必要条件。

（4）易扩展性：为现有服务器添加CPU、内存或服务器、磁盘柜。

（5）高可用性（HA）[5]：如果某台物理服务器因故障意外停机，基于这台物理服务器资源的虚拟机会自动转移到其他物理服务器上，并重新启动。

（6）不停机迁移（VMotion）[6]：如果某台物理服务器需要维护，就将其置于维护模式，其上的虚拟机会自动迁移到其他物理服务器，而虚拟服务器不需停机。

（7）分布式资源调度（DRS）[7]：VMware持续监控虚拟服务器的运行状态和资源池的利用，当某虚拟服务器负载过重时，VMware根据设定的资源分配规则为它分配额外的资源。当虚拟服务器所在的物理服务器资源不足时，依靠VMotion将这台物理服务器的一些虚拟服务器迁移到其他负载较轻的物理服务器上。DRS可以配置为以自动或手动模式操作。在自动模式下，DRS自动在不同的物理服务器之间分配虚拟服务器，使虚拟系统以最优状态运行。在手动模式下，DRS提供一个把虚拟机放到最佳位置的建议，由系统管理员决定是否进行操作。

（8）分布式电源管理（DPM）：如果整个虚拟系统的资源空闲到设置的值时，VMware会关闭或重启一些物理服务器，以降低能耗。DPM需要较为复杂的设置和管理，目前不常用。最好根据自己的需要手工关闭或添加物理服务器。

3 应用

我院按照如图1所示构建的虚拟系统配备了2台惠普DL580G7物理服务器，每台服务器配4块 Intel Xeon E7540 CPU、128 GB内存，磁盘柜镜像冗余后为10 TB。目前已运行1 a，陆续在虚拟系统上部署了19台虚拟服务器：化验（LIS）、感染控制（NIS）、护士长平台、护理基础理论网络考试平台、医生基础理论网络考试平台、合理用药（PASS）、临床药学工作站、用药不良反应系统、医院网站、干休所远程医疗、体检系统、节假日值班报告系统、5台EMRS中间件、2台EMRS数据库服务器。虚拟系统、虚拟服务器及其500多个客户端运行安全、快速。虚拟系统的CPU使用率在10%以下，内存使用率在30%以下，存储使用率在15%以下，就目前的资源利用情况，还能再部署20台左右虚拟服务器。

4 结语

虚拟系统不但适用于医院信息系统，而且适用于其他性质的信息系统。在信息化建设的初期，采用虚拟服务器方案更加合适。

但虚拟系统仍有以下限制之处[8]：

（1）因保密要求，有些应用系统需要在网络上与医院局域网隔离，如医保前置机，这些应用系统不易采用虚拟服务器。

（2）设备和虚拟化软件在初期建设中投入较大。要在虚拟系统上部署20台虚拟服务器才能获得较好的性价比。

（3）虚拟系统分配给某台虚拟服务器的资源不能跨越物理服务器，使得虚拟服务器的最高性能不会超过虚拟系统中最高性能的单台物理服务器。因此，为使一些虚拟服务器获取高性能，虚拟系统应采用性能较高的物理服务器。

（4）如果物理服务器采用的CPU厂家不同或厂家相同但型号差异太大，在这些物理服务器之间将不能实现VMotion功能。

[1] 黄影，孙立淼.浅谈虚拟化技术在医院信息化建设中的应用及其发展趋势[J].医疗卫生装备，2012，33（8）：98-100.

[2] 朱海涛.VMware虚拟化系统在高校图书馆中的构建与应用[J].现代图书情报技术，2012，28（1）：68-72.

[3] 陈彬，蔡志平，肖侬，等.虚拟机管理器中面向虚拟块设备的一种通用快照扩展机制[J].计算机工程与科学，2011，33（5）：54-58.

[4] 吴婷.SAN网络数据存储在数字化校园网中的设计和应用[J].电脑知识与技术，2012，8（5）：999-1 001.

[5] 赵志云，杨宏桥，刘震.基于VMware的高可用集群在HIS中的应用研究[J].医疗卫生装备，2008，29（6）：37-38.

[6] 石磊.服务器虚拟化技术在数据中心建设中的应用[J].医学信息学杂志，2012，33（12）：28-31.

[7] 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.

[8] 周波.服务器虚拟化的优缺点分析及趋势[J].微型电脑应用，2012，28（9）：56-58.

（收稿：2013-07-18 修回：2013-10-24）

Configuration scheme and application of virtual server in HIS

ZHOU Guang-qing
（The 401st Hospital of the PLA,Qingdao 266071,Shandong Province,China）

ObjectiveTo lower energy consumption,save space,simplify application software deployment and to reduce software failure due to hardware by using virtual server.MethodsVMware was used to develop the virtual system with server,switch and disk array,then the virtual server was deployed on the system.ResultsThe virtual server was easy to deploy,operate and extend,and the high availability of software was enhanced.ConclusionThe virtual server conquers the deficiencies of the physical server and changes its deployment mode,and will be the first choice in the construction of information system.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：137-138]

virtual server;VMware;FC-SAN;HIS

R318；TP309.2

A

1003-8868（2014）09-0137-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.09.137

周广清（1969—），男，副主任，主要从事网络信息方面的研究工作，E-mail：zhougq401@sina.com。

266071山东青岛，解放军401医院（周广清）