徐州传染病医院信息化建设方案.docx

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徐州传染病医院信息化建设方案

徐州传染病医院信息化建设方案

2016年5月

徐州电信

第一章医疗云平台相关概念及其发展趋势

一.1项目背景及相关概念

“医疗云平台”是指以SaaS（软件即服务）的方式向云计算产业基地所在区下属所有医院和相关医疗机构提供医院管理和居民健康档案管理应用服务。

2009年国家提出加快医疗卫生信息花系统建设。

完善以疾病控制网络为主题的公共卫生信息系统，提高预测预警和分析报告能里。

以建立居民档案为重点，构建乡村和社区卫生信息网络平台。

以医院管理和电子病历为重点，推进医疗体系信息化建设。

徐州市传染病医院位于徐州市东郊甸子工程兵指挥学院西侧，迄今己有五十余年的历史。

是一所集医、教、研为一体的市级传染病专科医院，是徐州市唯一法定传染病归口收治单位，是徐州医学院教学医院、徐州市医保定点医院、徐州六县（市、区）农村合作医疗定点医院。

作为徐州的重点医院，旨在为群众提供优质便捷的医疗服务。

一.2建设医疗云平台的必要性

1.2.1促进信息化项目的集约建设和运维，降低信息化投资成本

医疗云平台平台采用统一建设、统一运维、统一管理的建设模式，以“平台整体服务”的方式向贵单位交付，实现了机房、计算资源、存储资源、网络资源等和运维人员的高度共享，可以极大地节约建设成本，促进节能降耗，并提高中心运营的安全性、可靠性。

对于减少信息化投入、提高信息化项目投资效益，效果十分显著。

1.2.2促进信息资源共享和开发利用，提高城市管理和服务水平

云计算具有共享资源池、按需自服务、弹性快速部署、服务可计量等特征，可以为医疗信息建设提供强大的技术支撑。

通过医疗云平台平台的建设，发挥云计算的信息整合共享能力，可以满足医疗单位对医疗健康信息共享交换的需求，促进业务协同，有效解决。

1.2.3强化电子医疗安全保障体系，提升电子医疗安全保障水平

医疗云平台平台的容错机制结合有效的控制、配置与管理,使之具有更好的可靠性、安全性和可用性。

集中化、全局性的安全管理、安全配置、安全设施部署等都将有效提升城市建设的整体安全保障水平。

第二章云计算技术优势

二.1云计算概述

2.1.1什么是云计算

云计算是一种基于网络的计算服务供给方式，它以跨越异构、动态流转的资源池为基础提供给客户可自治的服务，实现资源的按需分配、按量计费。

云计算导致资源规模化、集中化，促进IT产业的进一步分工，让IT系统的建设和运维统一集中到云计算运营商处，普通用户都更加关注于自己的业务，从而提高了信息化建设的效率和弹性，促进社会和国家生产生活的集约化水平。

2.1.2云计算基本特征

云计算的基本特征图

基于网络。

云计算是从互联网演变而来，云计算本质通过网络将计算力进行集中，并且通过网络进行服务，如果没有网络，计算力集中规模、服务的种类和可获得性就会受到极大的限制，如集群计算虽然也是基于网络的计算模式，但是不能提供基于网络的服务，还不能称之为云计算。

支持异构，包括异构的硬件软件资源。

云计算可以构建在不同的基础平台之上，即可以有效兼容各种不同种类的硬件和软件基础资源。

硬件基础资源，主要包括网络环境下的三大类设备，即：

计算（服务器）、存储（存储设备）和网络（交换机、路由器等设备）；软件基础资源，则包括单机操作系统、中间件、数据库等。

支持资源动态伸缩和流转。

支持资源动态伸缩，实现基础资源的网络冗余，意味着添加、删除、修改云计算环境的任一资源节点，亦或任一资源节点异常宕机，都不会导致云环境中的各类业务的中断，也不会导致用户数据的丢失。

这里的资源节点可以是计算节点、存储节点和网络节点。

而资源动态流转，则意味着在云计算平台下实现资源调度机制，资源可以流转到需要的地方。

支持异构多业务体系。

在云计算平台上，可以同时运行多个不同类型的业务。

异构，表示该业务不是同一的，不是已有的或事先定义好的，而应该是用户可以自己创建并定义的服务。

这也是云计算与网格计算的一个重要差异。

支持海量信息处理。

云计算，在底层，需要面对各类众多的基础软硬件资源；在上层，需要能够同时支持各类众多的异构的业务；而具体到某一业务，往往也需要面对大量的用户。

由此，云计算必然需要面对海量信息交互，需要有高效、稳定的海量数据通信/存储系统作支撑。

按需分配，按量计费。

按需分配，是云计算平台支持资源动态流转的外部特征表现。

云计算平台通过虚拟分拆技术，可以实现计算资源的同构化和可度量化，可以提供小到一台计算机，多到千台计算机的计算能力。

按量计费起源于效用计算，在云计算平台实现按需分配后，按量计费也成为云计算平台向外提供服务时的有效收费形式。

2.1.3云计算层次架构

云计算层次架构如图所示，可分为硬件、操作系统和云应用软件，在PaaS方案中操作系统和云应用软件之间，还会有一层云软件开放和运行平台。

硬件设备位于云计算架构的底层，是云计算平台的基础。

由于数据中心常会同时采购不同厂家的多种设备，且新老设备共存，所以该领域的显著特点就是会存在大量异构的设备资源。

云计算中心操作系统，是负责云计算数据中心基础软件、硬件资源管理监控的系统软件。

通过基础软硬件监控、分布式文件系统和虚拟计算，云计算中心操作系统实现了云基础设施即服务层，通过安全管理中心实现资源多用户共享的数据和信息安全，通过节能管理中心，有效实现基础资源的绿色、低碳运维。

而通过业务与资源调度中心，则实现了云平台即服务层的部分内容。

云计算层次架构示意图

2.1.4云计算的服务模式

云计算平台的操作系统、平台软件和云应用软件三个技术层次，分别对于云基础设施即服务（IaaS）、云平台即服务（PaaS）、云软件即服务（SaaS）是云计算的三种服务模式。

二.2云计算的价值

云计算（CloudComputing）是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算模式。

如果把一个计算的资源，比如一台服务器，看成一个小水滴，当很多资源汇聚在一起的时候，它就形成了计算的云，正如我们不关心水滴是怎么产生的，用户也不需要关心计算资源位于哪台物理的服务器上。

用户关心的是需要什么样的计算能力，需要什么时刻拥有这些计算能力。

云计算管理平台可以为用户提供“按需计算”服务。

1）从资源共享方面。

在整合贵单位信息中心现有软硬件资源基础上建设云计算平台。

充分发挥云计算平台虚拟化计算、按需使用、动态扩展的特性，为贵单位各个部门提供计算、存储和信息资源服务，实现软硬件集中部署、统建共用、信息共享，避免重复投资。

2）从管理工作方面

医疗工作的本质就是服务。

如果各部门的业务应用子系统都是按照“医疗云计算”的统一标准进行开发实施、注册部署，可以方便的对机关各类业务工作进行标准化管理，从统一管理的的角度对系统进行规范管理，而不是各扫门前雪，在大大降低管理成本的同时，也大量的节约系统的运行成本。

3）从安全保密方面

建设医疗云服务平台可以按照公安部等级化安全保护的三级建设统一的安全支撑环境，涉及企业正常运行的公共服务的公共数据都按标准存储在“云”端，内置完整的安全保密相关功能组件，并对外提供接口，各业务子系统在“医疗云平台”的安全机制的保护之下，从而使整个企业IT信息中心的安全性得到全面的提升，也极大方便各子系统的扩展。

用户可以使用虚拟化终端或者云终端通过加密的信道直接访问服务，即使终端丢失也不会泄密，最大程度的保证数据的安全性，有效的防止数据泄密以及损坏丢失。

4）从技术实现方面

基于云计算的医疗公共服务平台可以按照SOA的松耦合方式来建设，模块间通过标准协议实现相互调用和消息传递，这种技术架构较为成熟，具有较好的扩展性，可以确保信息系统技术层面可持续发展，更有助于企业不同服务业务之间的信息共享，提高企业各部门业务之间的协同。

5）从标准化实现方面

基于云计算的医疗公共服务平台可以提供一种标准化的建设模式，可以统一制定共性办公业务标准、管理工作实现标准、技术安全标准、保密安全标准、软硬件技术实现标准等，这对智慧医疗硬件基础平台建设标准的实施和推广具有重要意义。

第三章徐州传染病医院信息系统建设调研

调研信息建设情况总结：

一、信息系统分散，医院现有系统分散，由不同时期分布建设。

整体系统建设分散，没有做资源整合，也没有统一的管理平台；

二、设备老旧，许多服务器设备为多年前采购，过保已久，目前仍在运行，存在安全隐患；

三、维护人员不足，缺少专业的运维人员；

四、机房排风、空调、不间断电源等机房设施不足或缺失，无法保障整体信息系统安全稳定运行。

第四章徐州传染病医院信息系统建设方案

四.1徐州传染病医院建设目标

按照徐州传染病医院对于信息系统规划建设的需求，以及对于数据、平台稳定性、安全性的高要求，本次建设目标总结如下：

1、建设徐州传染病医院集成系统的软硬件运行平台，包括服务器、磁盘阵列、光纤交换机等

2、按照目前徐州传染病医院智能化系统所有子系统的需求进行安装和部署备份业务中心。

包括备份业务中心系统搭建、、数据整理和导入等相关工作。

3、建设徐州传染病医院集成系统综合应用平台与互联网之间的安全数据交换，防范来自互联网的安全威胁。

4、建立徐州传染病医院集成系统综合应用平台的使用和运行维护工作机制，定期开展平台运行安全检查和测评工作。

四.2医院信息化建设方案

4.2.1方案实施架构拓扑

本次方案规划在徐州电信机房搭建生产环境，具体拓扑情况如下：

4.2.2架构说明

⏹本次信息系统搭建在徐州电信机房。

⏹徐州传染病医院访问云平台通过两端相连的专线访问

⏹电信侧平台使用机架式服务器、存储构建业务和应用软件的定制云环境，其中3台2路机架式服务器作为高性能资源池，为HIS、病理、数据中心等性能要求高的业务应用提供高计算能力。

⏹本次规划20T存储资源，用于存放诊疗、电子病历、影像等数据。

平台所有业务数据做统一存储、统一管理。

⏹利用P2V技术，逐步的把医院的应用迁移到云中心进行管理和维护。

⏹云中心对整个医院信息系统的生产环境提供7*24小时的环境和平台设施监控，提供7*24小时的服务热线，保障平台的稳定运行。

4.2.3架构原则

（1）统筹考虑计算资源、存储资源、网络资源、信息资源、应用支撑和信息安全等要素，建立一个公共的、安全的、灵活的、供各医院部门广泛接入和使用的信息云平台系统架构；

（2）新建标准机房配置，设计在一个云平台下多个系统结合的云结构，统一构建应用支撑软件服务；统一开发通用型应用程序、应用功能组件，构建应用功能服务；

（3）构建逻辑集中、实时高效、共建共享的信息资源目录和交换、共享体系；

（4）设计统一的信息安全保障基础设施、技术措施和管理制度，保障云平台安全可靠运行。

四.3方案设计整体说明

本次方案逐步整合业务资源，搭建统一管理云平台，建设本地容灾机制，搭建本地双中心的业务平台全方面保障数据各个节点安全可靠为最终目标。

4.3.1虚拟网络设计

vSphere的企业增强版的虚拟交换机将会是分布式交换机，我们可以便用分布式交换机的配置进行统一管理配置，考虑到各个业务系统对于网络的的要求比较高，在方案中我们将网卡进行了聚合使用，能充分保证业务系统的网络带宽的需求，另外考虑到各个系统的独立性，我们会使用Vmware的虚拟交换机，把各个虚拟的服务器进行罗辑隔离，而Vmware的虚拟交换机是支持802.11Q的VLan技术，只需要把Vlan号设置在虚拟的交换机内，所有通过这个交换机的数据包都会自动在IP包头附加上Vlan号，从而实现Vlan的技术支持。

4.3.2服务器设计

本次在计算资源池是部署在徐州电信机房，主要是做服务器的虚拟化。

在本方案中我们使用的虚拟化平台软件来作为服务器虚拟化的主要底层的支撑系统，安装在高性能服务器上，服务器之间做心跳连接。

角色分配：

ESXi服务器，在这次的架构中在电信侧生产环境中我们使用ESXi服务器用于支撑我们的业务系统的正常运行，当其中任意一台出现故障，上面运行的虚拟机都可以自动切换到另一台的ESXi上面，保证业务系统在几分钟之内就可以恢复下常的运行。

VC服务器，在这次的架构中我们设置一台集中管理服务器（以虚拟机的形式），负责管理所有的ESXi与虚拟机。

监控服务器，在本次架构中我们设置一台集中监控服务器（以虚拟机的形式），负责监控平台内计算节点、存储节点和网络设备的运行情况，确保平台的正常运行。

4.3.3存储设计

本次存储采用双控制器的高性能存储设备，电信侧业务中心的FC-SAN存储用光纤连到光纤交换机。

VMwareESX可以支持管理多通道的负载均衡与失效转移，不需要安装额外的多通道管理软件，为以后的升级带来的方便。

另VMwareESX使用的是VMFS磁盘格式可以支持新型分布式服务虚拟机完全封装在虚拟磁盘文件中，这些文件集中存储在共享的SAN存储中。

集中存储方式在企业环境中更为常见，这样，其他ESXi也可以使用共享的SAN来集中访问各个虚拟机。

这种配置的功能要强大得多，因为它允许资源池中包含的多个ESX并行访问若干相同的文件来引导和运行虚拟机，并能够对虚拟机存储进行有效的虚拟化。

4.3.4虚拟化平台管理设计

本次电信侧的业务中心，采用的是服务器弹性云平台架构。

统一云平台系统软件基于虚拟化管理软件，由虚拟化管理软件提供，云管理平台包括以下的管理功能。

●资源池管理：

所有的计算资源和存储资源可以根据需要组织成不同的资源池，用以提供给不同配置的资源给具体的客户或者是应用。

●虚拟机模板管理：

针对基础架构及服务（IaaS），提供基本服务构件的管理能力。

●自动化引擎：

实现对服务器、存储、网络、虚拟机镜像的配置，进行配置过程的标准化和自动化，提升管理效率。

●服务器资源池管理：

⏹计算资源池：

基于服务器虚拟化技术，集成搭建统一资源管理；为生产系统提供非关键业务和测试业务系统提供资源配置；从而对医院业务IT系统实现基础架构即服务云计算服务能力。

⏹存储资源池：

规划统一的共享存储，为整个云计算环境中运行的系统提供动态迁移和部署的支撑。

考虑到未来的扩容，可以分步考虑实现存储虚拟化，方便未来的存储扩容和存储数据的迁移。

⏹网络资源池：

考虑到高可用性设计，实现网络资源虚拟化，统一动态调配。

整体方案提供异构IT资源和设备的开放性，随着业务的不断增长，逐步实现其它硬件的资源扩展。

4.3.5统一监控设计

统一监控是云计算管理平台中重要的功能，统一监控系统主要能够实现对物理设备、虚拟主机以及应用系统的监控，对云计算中心的所有计算资源提供统一的监控机制，从管理角度看，所有的计算资源之间是没有区别的。

在本次方案中，使用监控软件，提供7x24小时全程监控服务，确保平台稳定运行。

监控软件能监视各种网络参数，保证服务器系统的安全运营；并提供通知机制以让系统管理员快速定位/解决存在的各种问题。

具体监控内容如下：

✓监控资源主机的主要参数，如CPU、内存、磁盘、网络、整体性能；交换空间的利用率、虚拟内存的利用率、消息队列的情况等。

✓监控特定的进程，监控任意关键进程的运行情况和状态变化情况，利用该功能可跟踪操作系统、数据库及用户应用系统的进程，并这些重要进程因意外原因终止时，可根据需要自动重启，并将报警信息写入事件日志。

✓通过SNMP协议监控平台内所有网络、物理服务器、存储及其它管理节点，做到故障预判，先于客户知道问题所在，快速对应。

✓支持MIB库导入，完全监控物理服务器所有硬件状态，包含电源、风扇及其他。

✓支持用户定义相关参数的告警阀值，便于用户针对不同的安全级别定制不同的告警阀值，确保平台的正常运行。