医疗行业数据中心资源整合及桌面虚拟化解决方案.docx
《医疗行业数据中心资源整合及桌面虚拟化解决方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医疗行业数据中心资源整合及桌面虚拟化解决方案.docx（52页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
医疗行业数据中心资源整合及桌面虚拟化解决方案
医疗行业数据中心资源整合
及桌面虚拟化解决方案
1摘要
2009年4月国务院正式公布新医改方案，提出3年内各级政府预计投入8500亿元用于医疗改革。
自新医改方案公布以来，各地党委、政府均把医改工作纳入重要工作日程，全面动员部署新一轮医疗改革工作。
信息系统作为“四梁八柱”中的一柱，在新医改中占据重要地位。
新医改目标的实现离不开信息化的支持。
可以确信，信息化作为支撑新一轮医疗改革的支柱，在有利政策驱动下，必将迎来更大的发展。
在当前医院信息化发展历程中，数字化医院系统的平台化融合遇到了巨大的困难，各大国际、国内厂商都想在新的医改政策的巨大利益圈中，建立自己的势力范围；都在探索医院信息化融合的方法。
从业务、架构上改变当前医院信息系统，从而符合新医改中的政策要求，以及医院自身的利益需求。
2信息化系统现状分析
当前，医疗行业的典型应用系统及其特点如下：
通过调查了解，数据安全、管理敏捷性、业务流程优化被医疗行业信息系统的建设者们作为最先考虑的因素，我们还发现医疗行业在信息化建设过程中都存在如下困惑：
2.1数据中心建设
A.投资成本高、运行效率低
随着新业务的不断产生，在传统的一台服务器安装一个操作系统、运行一个应用、为每个应用配置独立的存储设备的部署模式下，IT人员不停地在规划设备采购、新业务上线等一系列工作。
整个信息系统拥有的X86服务器和桌面设备的数量每年都在以惊人的数量增加，与之形成鲜明对比的是服务器的利用率却很低，而随着服务器技术的进步，服务器的利用率每年都还在持续下降；存储设备的数量在不断增加，但存储设备的性能和容量切没有被充分利用。
另外，医院的生产经营越来越依赖信息系统，随着重要生产系统的部署上线，应用的可用性要求越来越高，每一次停机都会带来损失，因此IT管理员都希望将计划内和计划外的停机降低到最低限度。
如何提高应用系统的业务连续性、可靠性及可扩展性，是摆在用户面前的一大难题。
而基于传统技术实现的高可靠性，往往会大大增加成本和系统复杂度。
从4个9至5个9的高可用性背后是巨大的IT投资，企业必须在IT成本与高可用性方面找到一个最佳的平衡点。
B.管理复杂、效率低。
随着服务器的数量的不断增加，IT部门往往需要管理多种设备、多种操作系统平台和多种应用。
维护已有应用系统平台，是一个重大挑战。
如何保护好我们在硬件设备、操作系统、应用软件的重大投资，以及在人员培训方面的投资，都是需要仔细考虑的问题。
另外，每上线一个新业务，都要走一遍相对应的流程，对于IT部门来说，有超过50%的时间用在硬件采购、服务器部署等重复任务上，使得数据中心的工作效率低，而成本切不断上升。
C.维护难度大
医院的运营环境系统需要经常性的系统维护，但是由于运营需要连续不间断的运行，只有很少的时间留给IT管理人员来进行设备维护和升级。
此外，运营系统需要对数据实施定期备份，随着数据量的增长，如何实现快速备份和恢复，成为一个困扰IT管理人员的难题。
这些都使得IT系统的维护难度越来越大。
同时随着设备的和系统的不断上线，所需要的人力成本也将不断增多。
D.运行成本高
对企业来说，不断增加的x86服务器和存储设备，除硬件采购成本增加外，包括机房空间、散热、电源等在内的其他资源的运行管理成本也在大幅增加。
数据中心的能耗逐渐成为IT成本中的一个重头，企业需要控制数据中心的空间使用，需要降低数据中心的能耗，或者抑制数据中心对能耗需求的急剧增加。
E、数据安全无法得到保障
因为病患健康数据被泄漏导致的医患纠纷越来越困恼医疗行业的决策者们，随着未来在电子病例和区域医疗中，病患信息需要进行共享。
由此导致的各种问题如果得不到很好的解决将严重影响到一家医院的医疗信誉。
期间将导致无法估量的损失。
企业需要建立一个对数据高度安全可控的系统。
2.2桌面应用
A.桌面应用环境复杂
随着医疗行业的快速发展，和国家政策的倾斜，医疗行业的规模快速扩大，许多大型医院还在各地建设分支机构，随着医院规模的不断扩大，桌面终端数量和类型迅速增加，另外，医疗行业的桌面应用涉及RIS系统、CIS系统、PACS系统、CMS系统、OA系统，电子病历、LIS系统等。
每个系统的应用需求与应用环境存在较大的差异，如HIS系统中的医生、护士工作站就对终端的可靠性、适用性等提出了更高的要求，因此应用环境变得更加复杂。
B.医院IT运维的人员相对较少，但工作量巨大
和其他行业不一样的是，医疗行业的医院有非常多的院内系统需要维护。
作为医院信息化的核心--HIS系统更是每一家医院IT的主抓工作，其维护工作在医院的IT运维中占在最重要的地位。
目前我国大多医院的HIS系统采用的是PB＋Oracle开发的C/S架构,传统C/S两层架构由于其技术成熟、稳定可靠，依然在大量使用，但C/S架构也给IT运维带来挑战。
医院的IT人员维护HIS系统一般有两方面：
其一是后台HIS核心，包括数据库、后台应用、服务器自身硬件、操作系统；其二是前台HIS工作站，包括普通PC、打印设备、医疗外设等。
医院的IT管理员很难有时间和精力兼顾两方面的管理工作，而C/S结构下一些基础硬件的日常维护工作量非常大。
很多医院每天光是处理HIS工作站的电脑及打印机的一些小故障就得花去很多人力和时间，且大多数问题都是由于操作系统不稳定或自身安全问题引起的，管理人员的大量时间和精力都消耗在事务性工作上，没办法花更多时间在后台核心系统上。
C.医疗系统繁多，需要更高效的部署维护手段
医疗系统大部分由几家不同的软件开发商设计，很多医院都会有多家长期在院内服务的供应商，这也意味着不同的系统会有各自独立的部署和维护手段。
同时，随着医疗系统软件的不断开发、不断升级，其中包括版本更新、功能升级，基本上每年都会有很多大大小小的升级版本出现，管理员进行软件系统部署升级时工作变得越来越复杂。
有的医院单是安装一个基础的医生工作站软件就要花费20分钟以上时间--因为所开发的软件不是一键傻瓜安装方式，而是需要进行复杂的手工操作。
如果平均每台电脑都安装3~4个基本医疗应用，安装软件的时间就已经非常长，甚至超过安装一个基本的操作系统。
所以说，如何简化现有复杂的医疗软件部署和升级工作，是医院IT管理的重中之重。
D.多医师、护士共用一机，需要配合桌面标准化策略增强安全
一般医生或护士工作站都是多人共享一台主机工作的，因为当班的门诊医生可能每天都不同，专家门诊更是一周才工作1~2次，护士也是早中晚轮班。
这些医院特有的工作制对IT管理提出了更高的要求。
对于不同的使用者，策略太松容易引发安全问题，策略太紧又会影响医生、护士们的正常使用。
因此，医院的IT管理者需要能够灵活定制的桌面标准化策略，既能保证多人使用同台主机的安全问题，又能给使用者带来便捷的使用感受。
而且，轮换的使用者使得主机的在线时间不定，有的主机一周只开机几次，一次才1～2小时。
对于这样的情况，需要有强制手段同步安全策略，自动在机器上线时进行同步管理。
E.需要适合医疗行业的远程管理平台来提高支持效率
国内的医院目前发展得很快，经常会看到医院扩容或者建立分院。
作为医院的组成部分，分院的IT通常是采用总院集中式管理，也就是说，医院的IT人员通常要兼顾多个分院的IT运维工作。
在人手紧张的情况下，他们需要便捷高效的远程维护平台。
同时，考虑到管理员通常要同时兼顾几个地方的系统运维，使得他们在远程支持的需求上，除了要满足远程桌面维护的需要，还要满足远程多主机同时维护的需要，在一个界面中展现多个被管理界面，以便管理员主动对客户端发生的异常状态及时响应。
F.IT发展水平不一，需要整体多层次安全管理
医院IT信息化发展的重心一直以来都以HIS等为主，而对安全考虑得不够全面，特别是系统补丁管理以及计算机接口管理，这却困扰着医院的IT管理员：
系统补丁多而繁琐，人工维护工作量巨大，且无法进行有效的全局统一部署。
特别是医疗行业拥有众多的医疗系统，这些系统对补丁更新后的兼容性有待考证，经常会遇到由于误升级IE而致医疗软件无法正常显示的情况--因为开发商的软件版本往往不支持最新版的浏览器，所以医院的补丁管理不能简单的以修补为主，而要重视兼容性、稳定性、分发的及时和高效性。
此外，一般的医院都已实现医疗系统的内外网隔离，但由于计算机接口是通用的，USB等外设端口往往成为安全短板，一些病毒通过USB的使用交叉传播，成为医院内网与外网的间接接口，也就成为安全隐患。
虚拟化与云计算技术是近几年来业界最具创新的IT技术，完全可以解决上述问题，数据中心资源整合与桌面虚拟化技术已经在医疗行业得到了广泛的应用。
从虚拟化投入情况看，2010-2014年维持60%增长率，到2015年市场规模将达到10240万元人民币；
在中国医疗行业虚拟化市场产品结构中，服务器的虚拟化占到64%，桌面虚拟化28%，应用虚拟化占到8%；
G.软件承载平台的异构，需要开发相应的软件版本
先前的医疗软件产品都是基于windowsxp和windows2000，甚至window98等平台开发的，在当前这些平台逐渐退出市场，缺乏相应的补丁升级机制，会给应用带来安全威胁。
如何将现有的软件迁移到新的平台上呢，如果开发基于新的平台的软件，可能存在周期长，软件源代码和开发人员流失等情况。
而且重新开发需要相当大的人力、物力、财力投入。
3用户需求分析
基于对客户的需求调研所获取的数据来看，当前客户面临以下方面的需求：
（1）改进其查房业务流程中，对于病患综合信息获取不畅，无法实时录入病患医嘱信息，减少医嘱、病程在转抄录入过程中引发的医患纠纷。
（2）弱化医护人员对于终端设备、桌面的可操作性。
减少因为终端设备、桌面故障引起的业务持续性中断问题。
（3）提高单点的高管理性，优化其IT架构的运维管理。
（4）量化的IT运维管理架构、业务执行架构的最大可拥有成本。
4建设原则
4.1.1开放性原则
开放性是当今技术发展的一个共同特点。
系统的开放性包括结构的开放性，连接的开放性、网络协议的标准性以及应用的开放性，开放性原则应贯彻于系统的整个规划、设计过程中。
只有开放性才能保证系统长久的生命力，保证系统能长久持续发展；相反，技术封闭、保守的系统是没有出路的。
4.1.2高性价比原则
在进行方案设计时，要充分考虑用户业务系统当前的运行状况，尽量利用当前资源，保护用户原有的IT投资。
在一个用户能够承受的社会综合成本内，尽可能系统性能最大化。
4.1.3可持续发展原则
信息化建设一般具有较长的时间跨度，都要经历系统规模从小到大，应用功能从弱到强，系统结构从简单到复杂的发展过程。
从另一个角度来看，应用系统与网络环境不可能永远一成不变，它需要变化和发展，以适应其应用发展和技术发展的要求。
这个过程应该是一个持续发展的过程。
在进行系统规划设计时，应充分考虑到系统今后变化发展的要求，站在发展的高度上规划和组织系统的结构模式、应用操作方式以及管理模式，以适应当前应用和今后发展的要求。
持续发展并不是指系统、设备不更新，而是指系统基本结构不变，基本原则不变，是系统完善和扩充，而不是全盘否定、推倒重来。
要保证系统能持续长久发展，必须确定合理、科学的系统设计原则和总体规划设计方案。
4.1.4弹性原则
系统设计还应遵循可伸缩性的设计原则。
系统可以根据实际应用要求对系统进行方便的裁减和灵活的扩充，使系统能应变、适用用户在不同阶段的不同实际情况而产生的不同需求。
4.1.5安全可靠性原则
作为面向实际业务和管理的应用系统，其安全可靠性是非常重要的。
应用系统首先是一个安全可靠的系统，然后才可能是一个先进实用的系统。
安全可靠性包括两个方面的内容，一是系统的健壮性，二是系统信息处理和信息存储的安全保密性。
根据系统应用特点以及通讯、处理负载分析，进行合理的结构配置、负载均衡和设备选择，保持一定的处理冗余，并从硬件、软件和网络构件、通讯介质、布线、电源供给等多方面考虑系统的可靠性。
另外，在系统设计时，应当从多个层次、多个级别上保证系统的安全可靠性。
4.1.6易管理、易维护
为了保证整个系统稳定、高效地运行，减少系统运行维护的压力和维护支持队伍的投入，所构建的系统必须具有易管理、易维护，避免复杂的人工设置和配置，并提供易用的管理工具进行管理。
5建议方案
医疗虚拟化方案产品由两个部分组成，数据中心平台的建设和规划、医院桌面应用的建设和规划。
ØØ数据中心平台的建设和规划：
A、基于医院桌面云的服务器规划与整合
B、基于桌面云的存储规划与整合
C、基于桌面云的管理系统规划
D、基于桌面云的备份与恢复规划
ØØ医院桌面应用的建设和规划：
针对医院中的临床诊疗应用、医院管理应用、综合管理应用和医护岗位、行政管理岗位、后勤维护岗位等不同业务特性和岗位工作特性，设计合适的桌面应用解决方案。
5.1数据中心资源整合
5.1.1概述
针对医疗行业的IT现状，对于还未启动数据中心资源虚拟化整合的企业，我们建议先从两个方面对IT基础架构进行虚拟化整合，分别为：
A、存储整合；
B、服务器整合。
在对服务器与存储进行整合时，建议采用就近原则将企业总部及各分支机构的服务器、存储整合到一个或两个集中的位置，在可能的情况下建立两个数据中心，实现两个数据中心间的异地灾备。
5.1.2存储整合
•按照集中、整合的方式统一构建医院信息系统需要的存储资源;
•将存储资源划分为在线存储区、近线存储区、离线存储区及桌面端备份区;
•使用SAN方式构建核心存储网络;
•满足异构基础架构的存储整合需求;
•提供数据级和关键业务应用系统级备份;
•各个存储区域内，允许设备的增加和调整;
•由整合的架构向容灾的平滑过渡。
为了避免存储设备相互独立，不可共享等问题，建议将现有的存储集中到数据中心后，为了实现存储的共享，建议对新增的存储采用SAN存储架构，如上图所示，组建SAN后，所有存储被整合成一个存储池，服务层中的物理和虚拟服务器可同时访问不同阵列上的磁盘空间。
考虑对医院的各种存储的有效整合，通过对企业存储的合理整理，解决以往存储设备孤立、利用率低、扩展难、建设周期长、管理复杂等问题。
对医院的LIS系统、PACS系统、电子病历系统、综合管理系统、医生护士工作站系统、财务管理系统、OA系统等核心业务系统的特点及数据读写，分析其对存储的的压力，并针对各种不同应用的特性与压力设计能满足当前需求且能满足企业规模扩大需求的方案。
另外，借助下文介绍的“服务器整合”，还可实现将分散在不同阵列上的存储空间整合后提供给同一台虚拟服务器使用，实现存储级别的整合。
对于已有的非SAN架构的存储，则可通过下文介绍的服务器整合方案共享给同一物理服务器群上的虚拟服务器。
5.1.3服务器整合
方案主要考虑X86服务器平台的建设，解决以往服务器“以应用为单位”建设所存在的服务器孤立、利用率低、扩展难、建设周期长以及管理复杂等问题，除考虑对现有服务器的合理利用与整合外，还要为将来扩展的应用提供一致的平台。
通过对医疗应用中的EMR电子病历系统、LIS实验室信息系统、医生护士工作站系统、财务管理系统、医院综合管理系统、OA系统、商业智能分析系统等核心业务系统的分析，提出可行的方案，如对系统的数据库服务器、中间件服务器、WEB服务器等服务器的特性与压力分析，并针对各种不同角色服务器的压力情况设计能满足当前需求且能满足企业规模扩大需求的方案。
服务器按照角色分主要有：
IT基础服务器：
如活动目录服务器、文件和打印服务器、WEB服务器、DHCP服务器等；
应用服务器：
医院主中心由核心主机处理群（PACS主机群、HIS主机群、RIS主机群、LIS主机群、办公自动化主机、Web主机、安全控制主机、管理服务器群（备份管理服务器、网络管理服务器等）、ERP主机、CRM主机等。
A、IT基础服务器整合
调查结果显示，当前运行IT基础应用的服务器大多数是X86构架的服务器,虽然大多数服务器系统资源的利用率不到10%-15%，但是构架、安全和兼容性方面的问题切使用多个应用不能运行在同一台物理服务器上，只能在不同的物理平台来运行它们。
这使得IT管理人员需要花费大量的时间来管理、安装补丁和添加安全策略等。
另外还导致设备、人力和散热方面的成本上升。
因此，利用率低的IT基础服务器是进行虚拟化整合的首选候选者。
B、应用服务器整合
当前，医疗行业中的应用服务器大部分为X86构架的服务器,虽然这部分服务器的资源利用率较IT基础服务器高，但同样存在资源利用率不足等问题，因此已经有相当一部分的企业通过服务器虚拟化整合来降低建设和运营成本。
在虚拟化整合过程中，建议在将物理服务器集中到数据中心后，先对现有物理服务器进行分类整理，并充分利用现有的较高档次的服务器作为虚拟平台服务器，在每台基础平台服务器上安装配置VMware虚拟架构套件vSphere，实现在单台物理服务器上虚拟出多台相互独立的虚拟服务器，利用物理服务器强大的处理能力，为每一台虚拟服务器提供计算资源，并利用与物理服务器连接的SAN存储为每一台虚拟服务器提供存储资源。
从功能、性能和操作方式上，每台虚拟服务器都等同于传统的单台物理服务器。
在每台虚拟服务器上，都可以安装配置Windows、Linux操作系统，安装各种应用软件，这样就可以充分利用现有服务器资源，可以将现有X86物理服务器上的应用迁移到虚拟化平台上，在服务器层面实现业务系统的整合。
从性价比的角度出发，对于部分性能较低的物理服务器则不建议作为虚拟平台服务器，这部分服务器可用于安装vCenterServer管理服务，还可用于安装下文“桌面应用”中将提到的ConnectionServer等服务。
对于部分高负载应用（如安装在高性能物理服务器上，其平均CPU占用率大于75%），则不建议进行虚拟化整合，而是保留原有基于物理服务器的应用。
5.1.4方案优势
A.提高应用扩展能力
完成基础架构虚拟化整合后，可以从现有虚拟服务器群集中快速为新应用分配计算和存储资源，同时不需重新安装部署应用就可为原有应用扩展计算、存储资源，使得应用扩展灵活快捷。
当基础计算资源不足时，只需购买新的物理服务器并加入现有虚拟服务器群集就可增加计算资源；同理，当存储资源不足时，也只需购买新的SAN阵列并加入SAN网络即可为应用提供所需的存储资源。
B.提高资源利用率，降低成本
通过虚拟化整合，使企业能实现：
Ø达到甚至超过每个CPU4个负载的整合比率；
Ø使服务器的资源利用率达到75%以上；
通过使用服务器TCO模型来分类和计算成本，通过虚拟化可实现：
Ø减少28%-53%的硬件成本；
Ø减少72%-79%的运作成本；
Ø减少29%-64%的综合成本。
C.简化维护管理操作
IT基础架构虚拟化整合明显减少数据中心的硬件数量，降低了需管理维护的服务器数量。
本方案还为您提供了用于管理整个虚拟基础架构的工具和功能，通过本方案，您可以：
a）从单一控制点管理异构系统
通过服务器虚拟化整合可以将基于x86的异构操作系统（包括Windows、Linux和UNIX系统等）放在一个虚拟硬件平台上，并最终将这些虚拟硬件平台放在同一硬件平台上，从而实现从单一控制点来管理各种异构系统。
本方案提供的控制点管理系统具有丰富、详细的性能图表监控功能，能实现对虚拟机、资源池以及服务器的利用率和可用性的分析，并根据分析结果集中进行调整优化。
b）将资源部署时间加快50%-70%
本方案中通过虚拟机模板避免重复的安装和配置任务。
这些可重用的映像使得部署新服务器和工作负载变得方便快捷。
与虚拟化提供的硬件独立性相结合，您可以将部署新服务器与工作负载所花的时间减少多达50%-70%。
c）简化应用与数据备份和恢复
基于EastedV5.0云方案将完整的系统（系统配置、应用程序安装和数据）封装到几个文件中，无需传统解决方案的复杂性即可实现对系统、应用程序和数据的全面保护。
您可以利用基于磁盘的备份和恢复解决方案，实现快速、简单和全面的虚拟服务器及其工作负载的保护，还可利用Symantec等专业备份厂商的NetBackup等产品进行备份。
D.提高业务连续性
成功的业务连续性策略元素包括：
Ø应用程序可用计划；
Ø包含监控和平台冗余的预防措施；
Ø数据保护；
Ø灾难恢复策略；
Ø有效的人员计划等。
通过本方案可实现：
a）实现简单、经济高效的高可用性
传统高可用性解决方案成本高昂、难于实施且难于管理。
利用本方案，可以提高虚拟服务器及其负载的所有应用程序可用性级别，能够确保满足服务级别的要求。
大幅削减计划内停机时间，防止计划外停机时间和快速从断电中恢复。
Ø利用ELM技术大幅减少计划内停机
计划内停机包括硬件维护、服务器迁移和固件更新，通常占停机时间的80%以上。
本方案允许您通过ELM技术将工作负载动态移动到其他物理服务器上，因此无需停机或中断服务就能进行服务器维护。
可随时执行维护，而无需中断用户和服务，并且消除了日常维护操作所需的计划内停机。
Ø利用HA技术确保从停机中快速恢复
虚拟机独立于硬件并且可以共享物理资源，因此无需相同的专用备用硬件即可部署故障切换，并且消除了维护相同配置所导致的附加复杂性。
在服务器发生故障时，EastedHighAvailability（HA）可确保虚拟机快速、自动重启。
EastedHA可在其他生产服务器上自动并智能地重启受影响的虚拟机。
可通过将基础物理机与其他基础物理机组成群集，或利用第三方群集软件将虚拟机和其他虚拟机组成群集。
使用EastedvServer组成群集具有下列好处：
✓降低其它群集方案中使用相同服务器时产生的成本；
✓避免物理硬件更改时重建群集带来的复杂性；
✓排除了与测试物理系统群集相关的困难。
b）无须原硬件的数据恢复
大多数企业IT部门使用常用的备份软件，例如TivoliStorageManager，LegatoNetworker或者VeritasNetBackup等来创建数据和应用程序备份。
然而，为了获得备份所带来的好处，企业必须确保数据确实能被恢复。
为了测试数据恢复，IT管理员需要为每个已备份的主机提供一台测试的失败转移服务器，并通过安装操作系统、安装备份代理，尝试在测试失败转移服务器上调整Windows注册表和其他系统配置等，只有系统调整成功，备份服务器和备份代理才能被用来测试数据恢复。
预制新的服务器和调整Windows注册表是一个漫长的手工过程并且有时并不可能，这样，在不同的失败转移服务器上实现数据恢复是有疑问的。
通过虚拟化整合，这些问题将不复存在。
操作系统安装、备份代理的安装和Windows注册表的调整只需做一次，操作结束后，一个完整的已配置的VM模板将被存储在VM模板库内，确保企业：
Ø为灾难后的测试和恢复，消除硬件资源方面的障碍；
Ø避免系统和备份代理的安装，用虚拟机模板来缩短恢复周期；
Ø用标准的虚拟化硬件，使得灾难恢复更加可靠和可重复。
5.2桌面应用
5.2.1概述
医疗行业的桌面应用涉及临床医疗应用、医疗管理应用、综合管理应用以及决策支持应用等，在每个应用中又包含众多厂商提供的应用系统。
如临床医疗应用中的，CIS系统、电子病历系统、LIS系统、PASC系统等。
医疗管理中的门急诊管理、住院管理应用等系统，每个系统的应用需求与应用环境存在较大的差异，而且对于门诊量巨大的医院来说，如何保证作为与病患直接接触的终端环境的高可用运行，是当前面临的比较大的问题。
另外，分支机构还对远程接入访问各系统提出了更高的要求。
该方案产品适用于医院中的不同岗位、不同应用场景，对医院业务
升级会员 