徐海峰，衛(wèi) 瑋，邵 新

一種應(yīng)用于醫(yī)院信息系統(tǒng)的桌面虛擬化平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

徐海峰，衛(wèi) 瑋，邵 新

目的：解決醫(yī)院應(yīng)用系統(tǒng)部署中成本過高、管理效率低、難于配置以及維護(hù)困難等問題。方法：以VMware虛擬化平臺(tái)為基礎(chǔ)，根據(jù)VMware View和vSphere、vCenter以及醫(yī)院HIS等服務(wù)器設(shè)計(jì)了一套桌面虛擬化平臺(tái)。結(jié)果：該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)大大提高了應(yīng)用部署效率，降低了客戶端維護(hù)的復(fù)雜性和運(yùn)營(yíng)成本。結(jié)論：采用桌面虛擬化平臺(tái)能夠有效提升醫(yī)院信息化管理水平。

桌面虛擬化平臺(tái)；醫(yī)院信息系統(tǒng)；VMware

0 引言

隨著醫(yī)院信息化投入的逐步加大，醫(yī)院各信息子系統(tǒng)的數(shù)量不斷增多，給信息系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)帶來越來越多的問題[1]。以我院為例，目前在網(wǎng)運(yùn)行的硬件服務(wù)器數(shù)量為28臺(tái)，局域網(wǎng)終端的計(jì)算機(jī)數(shù)量為1 000余臺(tái)，已運(yùn)行有醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital information system，HIS）、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（laboratory information management system，LIS）、圖像傳輸與歸檔系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）、辦公自動(dòng)化（office automation，OA）等子系統(tǒng)，而且每新增一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)需要增加一至多臺(tái)服務(wù)器，并逐臺(tái)更新客戶端計(jì)算機(jī)程序。不斷擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不僅難于配置和維護(hù)，而且也消耗了大量的電力資源，迫切需要一種方便高效的技術(shù)以應(yīng)對(duì)這些困難。

1 桌面虛擬化概述

計(jì)算機(jī)虛擬化是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行，主要包括服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用虛擬化及桌面虛擬化。桌面虛擬化（又稱云桌面）是指將計(jì)算機(jī)的桌面環(huán)境進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性，其在服務(wù)器虛擬化基礎(chǔ)上，可以通過任何設(shè)備，在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間訪問網(wǎng)絡(luò)上的個(gè)人桌面系統(tǒng)[2]。

VMware View是全球首款針對(duì)桌面虛擬化的企業(yè)級(jí)解決方案[3]。據(jù)Gartner公司2010年4月針對(duì)全球使用桌面虛擬化數(shù)據(jù)分析，VMware View市場(chǎng)占用率高達(dá)56%。VMware View建立在服務(wù)器虛擬化平臺(tái)VMware vSphere之上，不僅有效降低了廣域網(wǎng)（wide area network，WAN）和局域網(wǎng)（local area network，LAN）所需的連接帶寬，簡(jiǎn)化了IT管理與控制，為最終用戶提供了最高保真度的體驗(yàn)，同時(shí)還集成了角色管理、用戶配置文件漫游等虛擬桌面?zhèn)€性化功能。

2 桌面虛擬化平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)

為解決應(yīng)用系統(tǒng)部署過程中的問題，我們根據(jù)VMware View和vSphere、vCenter以及醫(yī)院HIS等服務(wù)器設(shè)計(jì)了一套桌面虛擬化平臺(tái)，醫(yī)護(hù)人員可以通過各種客戶端獲得熟悉的個(gè)性化環(huán)境，并能夠在企業(yè)或家庭中的任何地方訪問此環(huán)境。同時(shí)，將桌面數(shù)據(jù)置于數(shù)據(jù)中心，管理員可進(jìn)行集中式管理，還能提高效率、增強(qiáng)安全性。

2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

借助VMware View，醫(yī)院IT部門可在數(shù)據(jù)中心內(nèi)運(yùn)行虛擬桌面，并將桌面作為受管服務(wù)交付給臨床醫(yī)務(wù)人員。最終用戶啟動(dòng)View Client登錄View連接服務(wù)器。該服務(wù)器與Windows Active Directory集成，通過它可以訪問VMware vSphere環(huán)境、刀片服務(wù)器、物理PC或Windows終端服務(wù)中托管的虛擬桌面。醫(yī)院信息系統(tǒng)桌面虛擬化平臺(tái)部署中各主要組件之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 桌面虛擬化整體架構(gòu)

2.2 系統(tǒng)各組成模塊說明

本文采用的虛擬化平臺(tái)的主要組件包括：（1）vSphere（ESX/ESXi）：后臺(tái)虛擬機(jī)支撐架構(gòu)，作用是將主機(jī)上的物理資源抽象為邏輯資源。（2）vCenter Server：該服務(wù)可充當(dāng)連接到網(wǎng)絡(luò)的VMware ESX/ ESXi服務(wù)器的中心管理員，提供在數(shù)據(jù)中心內(nèi)配置、部署和管理虛擬機(jī)的中心點(diǎn)。（3）View連接服務(wù)器：View連接服務(wù)器通過Windows Active Directory對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，并將請(qǐng)求定向到相應(yīng)的虛擬機(jī)、物理或刀片PC或Windows終端服務(wù)服務(wù)器。（4）View Client：用于訪問View桌面的客戶端軟件，可以在Tablet、Windows、Linux、Mac PC或便攜式計(jì)算機(jī)、瘦客戶端等設(shè)備上運(yùn)行。（5）View Agent：用于所有桌面源的虛擬機(jī)、物理機(jī)或終端服務(wù)服務(wù)器上，以將其作為模版或鏈接克隆的父虛擬機(jī)使用，管理員可以通過更新父虛擬機(jī)來快速部署更新和修補(bǔ)程序。

2.3 與現(xiàn)有系統(tǒng)接口集成

由于VMware View桌面虛擬化系統(tǒng)利用PCoIP協(xié)議完全模擬了傳統(tǒng)的物理機(jī)，因此在與醫(yī)院HIS等系統(tǒng)集成時(shí)，不需要額外的協(xié)議與接口，只需將ESXi等服務(wù)器的IP地址配置到醫(yī)院局域網(wǎng)中，即可實(shí)現(xiàn)虛擬桌面與HIS的連接，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的復(fù)雜度。

3 系統(tǒng)實(shí)施過程

我們基于2臺(tái)HP 580 G7硬件服務(wù)器搭建了桌面虛擬化系統(tǒng)平臺(tái)，由于相關(guān)服務(wù)器要運(yùn)行在同一個(gè)域中，所以在部署桌面虛擬化服務(wù)時(shí)，將各服務(wù)器都加入到vm.com域，并在DNS服務(wù)器中添加主機(jī)名解析及其反向解析[4]。各虛擬軟件安裝服務(wù)器的參數(shù)設(shè)置和硬件配置見表1。

表1 主要系統(tǒng)參數(shù)與硬件配置

3.1 注意事項(xiàng)

在虛擬桌面系統(tǒng)部署過程中，每次修改模版計(jì)算機(jī)的設(shè)置后，都要更新該虛擬機(jī)的快照，并重新使用模版計(jì)算機(jī)和快照重構(gòu)鏈接克隆桌面。容易出現(xiàn)故障的是創(chuàng)建虛擬池和分配虛擬桌面，尤其是采用view composer鏈接克隆方式生成自動(dòng)池時(shí)，經(jīng)常存在以下幾種錯(cuò)誤提示：

（1）view composer agent initialization state error（-1）。處理方法是模版計(jì)算機(jī)應(yīng)先安裝vmware tools，再設(shè)置view agent程序。

（2）view composer agent initialization state error（18）。由于采用Windows XP作為模版機(jī)時(shí)，與Windows2008Server不兼容，需要安裝編號(hào)為944043的操作系統(tǒng)補(bǔ)丁。

（3）no network communication between the view agent and connection server。因?yàn)樘摂M機(jī)不能通過全稱域名（fully qualified domain name，F(xiàn)QDN）的ping通connection服務(wù)器，需要將模版計(jì)算機(jī)加入到DNS域。

3.2 應(yīng)用效果

我們將一臺(tái)安裝有醫(yī)院各子系統(tǒng)程序的虛擬機(jī)作為模版機(jī)，并自動(dòng)生成多個(gè)虛擬桌面。在虛擬桌面環(huán)境下運(yùn)行醫(yī)護(hù)一體化系統(tǒng)的護(hù)士站界面如圖2所示，通過VMware ThinApp組件將應(yīng)用程序打包成一個(gè)可執(zhí)行文件并分配到虛擬桌面和虛擬池中，以快速提供應(yīng)用程序的虛擬化部署安裝。相比于傳統(tǒng)架構(gòu)模式，虛擬桌面系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

圖2 虛擬桌面應(yīng)用程序截圖

（1）降低終端故障率。由于數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心，瘦客戶端在硬件配置上大為減化，故障率遠(yuǎn)低于臺(tái)式計(jì)算機(jī)，也減少了信息部門的維護(hù)工作量。

（2）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)遷移。在災(zāi)難恢復(fù)中使用虛擬環(huán)境可使虛擬機(jī)從一臺(tái)物理服務(wù)器遷移到另外一臺(tái)物理服務(wù)器，甚至是在另外的數(shù)據(jù)中心備份介質(zhì)上執(zhí)行[5]。

（3）移動(dòng)辦公與醫(yī)療。由于虛擬桌面在服務(wù)器端存放，醫(yī)護(hù)人員不再受限于某臺(tái)物理計(jì)算機(jī)的性能和具體位置，只需以自己身份登錄桌面終端，就能隨時(shí)隨地繼續(xù)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理工作。

（4）降低信息系統(tǒng)運(yùn)行成本。在虛擬桌面部署完成后，原來的工作站可替換為瘦客戶端，每臺(tái)終端的功耗可由200 W降低到40 W，按計(jì)算機(jī)終端每天運(yùn)行時(shí)間12 h計(jì)算，每年僅全院桌面終端可節(jié)省電量70萬kW·h[6]。

4 結(jié)語

桌面虛擬化技術(shù)通過運(yùn)用系統(tǒng)鏡像、模版、鏈接克隆等功能使桌面與應(yīng)用的部署更靈活、快速，使桌面部署時(shí)間從天、小時(shí)級(jí)縮短到分鐘級(jí)，實(shí)現(xiàn)了集中管理和維護(hù)，大大減輕了醫(yī)院IT部門部署應(yīng)用程序的負(fù)擔(dān)和維護(hù)終端的壓力[7]；另外，隨著桌面虛擬化的全面推廣，在信息化領(lǐng)域醫(yī)院也將逐漸轉(zhuǎn)變成綠色醫(yī)院[8]。

[1]王毅琳，李剛榮，吳昊.云計(jì)算在區(qū)域醫(yī)療信息系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2012，7（3）：38-40.

[2]張巍.企業(yè)虛擬化實(shí)戰(zhàn)——VMware篇[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[3]VMware.VMware Horizon View體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃指南[EB/OL].（2013-11-21）[2013-12-20].http：//pubs.vmware.com/view-52/topic/ com.vmware.ICbase/PDF/horizon-view-52-architecture-planning. pdf.

[4]繆一峰.醫(yī)院虛擬化服務(wù)器部署[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2011，28（8）：206-208.

[5]王歡，高向濤.醫(yī)院容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)與虛擬化技術(shù)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（8）：46-49.

[6]劉劍鋒.VMware在新電子病歷系統(tǒng)的實(shí)踐與總結(jié)[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2013，8（7）：53-55.

[7]韓寓.服務(wù)器虛擬化技術(shù)研究與分析[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，7（7）：1 654-1 655.

[8]李潔，畢占?xì)q，蔡小芳.醫(yī)院虛擬化平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2013，8（4）：104-106.

（收稿：2014-02-26 修回：2014-06-30）

Design and realization of desktop virtual platform for Hospital Information System

XU Hai-feng,WEI Wei,SHAO Xin
(Department of Information,Urumchi General Hospital of Lanzhou Military Area Command,Urumchi 830000,China)

ObjectiveTo solve the problems of high cost,low management efficiency,difficult allocation and maintenance when hospital application system is allocated.MethodsVMware virtual platform,VMware View,vSphere,vCenter and HIS were involved to design a desktop virtual platform.ResultsThe platform increased the allocation efficiency and decreased the complexity and running cost of the client.ConclusionDesktop virtual platform may enhance hospital informatized management greatly.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（3）：64-66]

desktop virtual platform;hospital information system;VMware

R318；TP393.1

A

1003-8868（2015）03-0064-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.03.064

蘭州軍區(qū)醫(yī)藥衛(wèi)生科研項(xiàng)目（CLZ13JB16，CLZ14JB13）

徐海峰（1984—），男，工程師，主要從事云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫方面的研究工作，E-mail：xuhaifeng10@126.com。

830000烏魯木齊，蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院信息科（徐海峰，衛(wèi)瑋，邵 新）