虚拟化改变了计算机使用存储的方式,和物理机器被抽象成虚拟机(VM,Virtual Machine)一样,物理存储设备也被抽象成虚拟磁盘(Virtual Disk)。服务器扩展存储的手段主要有DAS、SAN和NAS这三种类型。虚拟机管理程序(Hypervisor)采用NAS的方式来实现虚拟磁盘。VMware通常采用VMFS(Virtual Machine File System)或NFS协议来实现虚拟磁盘,VMFS是专门针对虚拟机环境的文件系统协议。医疗机构桌面虚拟化系统架构见下图5-3。
图5-3 医疗机构桌面虚拟化系统架构
每个虚拟机的数据实际上就是一组文件,最主要的文件就是虚拟磁盘文件(VMDK文件),此外还有交换分区文件(vswp文件,相当于swap)、非易失性内存文件(nvram相当于bios)等。每个VM对虚拟磁盘的IO操作,实际上是对这个虚拟磁盘文件的读写。
VMFS的设计、构建和优化针对虚拟服务器环境,可让多个虚拟机共同访问一个整合的群集式存储池,从而显著提高资源利用率。采用VMFS可实现资源共享,使管理员轻松地从更高效率和存储利用率中直接获益。
云存储使用虚拟磁盘的方式有实例存储、卷存储、对象存储。在实际的云存储应用中,需要根据机构的实际情况来合理运用不同的虚拟化存储技术。通常,对于非结构化的静态数据文件,如音视频、图片等,一般使用对象存储。对于系统镜像以及应用程序,我们需要使用云主机实例存储或者卷存储。对于应用产生的动态数据,我们一般还需要利用云数据库来对数据进行管理。
随着医疗机构信息化的深入发展,医疗机构内业务科室不断提出新的需求,医疗机构的规模不断扩大,这都带来了医疗机构的信息系统在规模和复杂程度上的不断提升。这些医疗机构业务系统绝大多数是运行在基于x86架构PC服务器上,采用Windows或Linux操作系统,按照传统的应用部署方式,一个应用部署在一台物理服务器,一般的三甲医院普遍拥有几十台甚至上百台服务器,这些服务器中除了有HIS、EHR、PACS、LIS、RIS等核心业务系统和数据库系统外,还有分布排队叫号、银联前置机、医保、合理用药、病人查询系统、OA、Email等非关键应用系统。
以前医疗机构对于非关键应用系统的管理仍以分散为主,服务器故障节点比较多,一旦发生故障,宕机时间长,IT人员维护工作量大。常常出现硬件和运营成本高、可用性低、缺乏可管理性、兼容性差等问题。
现在医疗机构大多采用服务器虚拟架构来解决上述问题,达到服务器整合和基础架构的优化;消减物理服务器架构的成本;增强数据中心扩展性;改善操作的易用性和灵活性;增加应用系统的可用性并改善业务连续性。
随着医疗机构规模的不断扩大,桌面终端数量和类型迅速增加,医疗机构如医院管理桌面面临各种挑战。因为桌面应用环境复杂,医院IT运维的人员相对较少但工作量巨大,医疗系统繁多需要更高效的部署维护手段,多机共用需要配合桌面标准化策略增强安全;所以,桌面PC维护及相关的应用系统安全一直是困扰IT管理员的一个大问题,如何能在网络上更加轻松自由地进行办公、上网、通讯等应用,而又可满足防病毒等安全要求,这在过去似乎是一个很难解决的矛盾。
桌面虚拟化平台信息基础架构常采用SAN+NAS集中存储方式。将虚拟桌面的操作系统创建在共享的SAN集中存储阵列上,通过模板部署其他桌面环境。将虚拟桌面根据性能的需要通过FC-SAN,并利用SSD、SAS盘和NL_SAS磁盘实现自动存储分层,降低总体成本;如虚拟桌面采用VMware linked clone方式部署,利用FAST Cache技术降低防病毒扫描、启动风暴或重组事件的影响,优化性能。将虚拟桌面上所管理的个性化文件数据通过NAS进行整合,不仅可以提供高性能的文件共享,还可以实现集中的数据管理。
因此,通过面向桌面的虚拟化,可以减少服务的中断,提高医疗信息的可用性。虚拟桌面均部署在数据中心,可实现对虚拟桌面集中、标准化管理,使桌面与应用部署更灵活、快速、有弹性,桌面部署时间从天/小时级缩短到分钟级,从而具有更高的系统可管理性和更快的桌面部署速度,资源利用率也被极大地提高。