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摘 要 ：随着云计算、大数据、AI 人工智能等新兴计算机技术的迅猛发展,医疗行业的信息化水平取得了显著提升,其 中基于虚拟化技术的云桌面系统是其中比较有代表性的应用,且虚拟化云桌面相关技术日趋完善、成熟,很多企业行业都相继 采用云桌面技术来降低成本、增加效率以及提高竞争力。特别是在医疗行业中,借助云桌面技术的高效、快速部署和高可维护 等特性,从而使医疗信息化系统的安全性和可靠性大大提高。
Application and Practice of Virtual Cloud Desktop Technology in Medical
Inform
WANG Xiaotian, LU Xianzhong
(The Second Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450014)
【Abstract】：With the rapid development of cloud computing, big data, AI artificial intelligence and other emerging computer technologies, the informatization level of the medical industry has been significantly improved, among which the cloud desktop system based on virtualization technology is a representative application. In addition, the technologies related to virtualized cloud desktop are becoming increasingly perfect and mature. Many enterprises have adopted cloud desktop technology to reduce costs, increase efficiency and improve competitiveness. Especially in the medical industry, the security and reliability of the medical information system are greatly improved by virtue ofthe efficient, rapid deployment and high maintainability of cloud desktop technology.
【Key words】：cloud desktop;intelligent medical treatment;information service;terminal management
0 引言
近年来,医疗机构防疫救治工作对于系统的依赖非 常高,如何利用虚拟化桌面技术快速部署隔离病区的医 护工作站等系统,并实现 IT 运维人员的远程无接触运 维,成为一道现实必答题。与此同时,如何实现系统的 可靠调整、便捷维护、统一管理也是新形式下不得不思 考的问题。
1 背景
1.1 医疗行业信息化建设概况医疗行业信息化建设的高速发展源于政策、经济、 社会及技术等各方面因素的驱动。近年来,数字化医院、 互联网医院、智能化医院等概念层出不穷,大数据、云计算、人工智能、物联网等新技术应用手段在医院中不 断涌现 [1]。
1.2 实施背景
医院有一个主院区一个分院区,除行政办公外,临 床终端 PC700 多台。因临床终端的数量多、业务场景多、 业务软件多、外设多、更新多的“五多”特性,在医院 诊疗业务中,给传统运维方式带来极大的压力与挑战。
1.3 现状分析
医院信息中心拥有传统运维工具,如 ：硬盘克隆、 桌管软件、桌面准入、远程及终端安全工具等传统措施 已比较完善,相应技术服务商也从未缺席。但即便如 此,信息化的终端管理依然表现不佳 ：
(1)临床一线不满意。如 ：出现故障则束手无策, 等待维修时间长,系统运行越来越慢 ;
(2)管理层不满意。如 ：故障成本越来越高,新功 能发布越来越慢 ;
(3)工程师不满意。如 ：技术含量低,处理手段局 限,不能快速定位故障,劳动强度大。
2 云桌面系统在医疗场景中的设计思路
云桌面系统的设计主要从安全性、可靠性、兼容 性、稳定性和可维护性 5 个维度进行考量。
2.1 基于 VDI 架构云桌面技术概况
早期的云桌面技术主要以虚拟桌面技术(Virtual Desktop Infrastucture,VDI) 为主,VDI 云桌面架 构采用了类服务器虚拟化的技术方式,彻底改变了原有 传统 PC 本地计算、存储以及分散管理的方式, 将桌面 与数据全部部署在中心端的服务器集群中,利用虚拟技 术将服务器集群的资源虚拟出很多的“云桌面”出来, 最终用户端可以根据自己的用户名及密码等方式,通过 网络来获取属于自己的个人桌面,即又称“桌面云”[2]。 目前绝大部分医院在建设云桌面系统时均采用基于 VDI 技术的设计方案。然 VDI 方案具有方便管理、集中运算、 硬件资源分配灵活等特点,但是其缺点同样突出,如 ：
(1)可靠性低,一旦某台服务器或网络设备瘫痪会 引起大面积的终端崩溃 ;
(2) 外设兼容性差,由于 VDI 方案采用瘦终端接 入,本地无法存储设备驱动,所有的外设驱动均需全部 重新定向至远端服务器,从而导致部分扫码墩、读卡器、 打印机等医用外设无法兼容 ;
(3)高峰时段速度慢,受限于 VDI 方案远端服务 器的性能瓶颈,在每日医疗活动的高峰时段(8 ：30- 11 ：00),终端系统的运行速度会出现显著的下降。
2.2 基于智能桌面虚拟化(IDV)架构的云桌面系统
IDV ：即 Intelligent Desktop Virtualization(智 能桌面虚拟化),是 INTEL 公司提出的一种框架。IDV 架构是直接安装在终端上的裸金属架构,多个操作系统 可作为虚拟机并排安装,类似服务器虚拟化的方式。该 架构下服务器端存放系统镜像,终端通过本地虚拟机运 行虚拟桌面,不需要大量的图像传输,支持系统离线运 行 [3]。同时能够使得大量 PC 管理变得更加智能,最大 化用户体验的同时给 IT 运维人员提供简便的管理功能。
基于 IDV 架构的云桌面系统对硬件资源需求量较 小,理论上仅需两台设备 ：一台轻量级的服务器部署在 医院核心机房,用于保存和下发终端差异化配置文件, 推送镜像增量更新 ;另一台台式计算机作为模板机部署在医院信息中心,用于对统一镜像的管理与更新。由于 其统一管理、本地运行的特点, IDV 架构对于网络带宽 的需要也很低,能够最大程度的保障医院业务网络的安 全与顺畅。
2.3 本次项目创新点
2.3.1 半虚拟化技术
IDV 架构的虚拟化桌面可分为全虚拟化模式和半虚 拟化模式,如图 1 所示。我院在经过反复论证与测试之 后最终采用了基于半虚拟化模式的虚拟化桌面方案。半 虚拟化模式,也称作直通模式,即虚拟化层直接运行于 硬件之上,没有所谓的宿主机操作系统, Hypervisor 层直接控制硬件资源及客户机,它对用户完全透明,用 户也感知不到它的存在,这样硬件及外设的驱动就不需 要进行映射透传,就能做到用户端外设全支持,用户端 性能零占用。
2.3.2 打印机管控系统
为了给业务软件提供打印机配置、驱动的一致性管 理,我们采用了“打印机管控系统”来对全院打印机进 行集中管理,可实现批量安装与设置,简化运维人员的 操作,可以同 PC 一样实现终端资产运行情况的实时掌 控,如图 2 所示。
2.4 云桌面系统的落地
经过反复论证与多次实验比较,我院最终确定采用 基于 IDV 架构的虚拟化云桌面系统方案。2022 年初,医 院开始对超期服役的内网终端电脑进行批量更新,并引 入 IDV 云桌面系统。利用 IDV 架构快速部署的特性,新 终端在出厂时就安装了我们事先提供的云桌面系统镜像, 500 多台老旧终端在 2 周的时间内就完成了批量更换, 相较于传统 PC 更新终端的时间缩短了近三分之二。同 一时间还有近 200 台的次新终端采用加装集成云桌面 系统镜像固态硬盘的方式完成了云桌面系统的部署。
信息中心对云桌面系统实施前后的运维状况进行对比统计,并制表如表 1 所示。
通过对比可以发现,基于 IDV 架构的虚拟化云桌 面技术,可以从根本上改变原有的终端运维方式,也首 次将 IT 终端业务系统打造成一项“IT 核心资产”,具 有可追溯和可传承的性质,也让广大医护人员在无感知 情况下,减少软件系统故障报错的情况,优化终端使用 体验。运维人员可节省大量精力,投入到业务系统与数 据服务中去。
本项目的如下特性在同行业中具有可复制性和推广 意义 ：
(1)一致性 ：为医护提供一个“一致性”、稳定、可靠的业务运行环境 ;为信息中心提供一个为终端业务 应用系统服务的好工具。
(2) 经济性 ：采用纯软件的利旧模式, 最大程度利 用医院现有资产 ;不限制主机与外设的品牌与种类。
(3)兼容性 ：具有与传统 PC 一致的外设支持体 验 ;统一镜像的通用性极强。
(4)扩展性 ：可按需弹性分批部署,支持分院区、 医共体单位。
3 结语
在经济发展背景下,医院信息中心经历了信息化快 速部署方案设计与实践,通过对云桌面技术类型细致的 分析,严选技术标准,紧密贴合医疗应用场景,结合工 作实际,对虚拟化云桌面的关键技术进行了阐述,为高 效、快速部署新业务应用方案打下坚实基础,安全、可 靠、稳定、可控的使用效果得到良好体现。
参考文献
[1] 刘春玲,刘涓,韩岳,等.医院云桌面的选型与实践[J].中国卫 生信息管理杂志,2020.17(3):371-375.
[2] 张新龙,丁雪乾,王建林.基于云桌面技术的医院传统管理模 式改进[J].信息技术与信息化,2022(2):41-45.
[3] 贺佳彦,刘婷,杨永.融合架构云桌面在医院场景应用的探讨 [J].中国卫生信息管理杂志,2020.17(5):666-669+681.
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