云計(jì)算技術(shù)在衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用淺析

-.z云計(jì)算技術(shù)在衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用淺析松滋市人民醫(yī)院胡延林吳長安任明[摘要]本文對云計(jì)算的五項(xiàng)核心技術(shù)：虛擬化技術(shù)、分布式存儲技術(shù)、并行運(yùn)算技術(shù)、分布式資源管理技術(shù)以及綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)展了闡述，同時(shí)也分析了云計(jì)算技術(shù)與區(qū)域衛(wèi)生平臺結(jié)合在公共衛(wèi)生、醫(yī)療效勞等領(lǐng)域的應(yīng)用，并指出未來云計(jì)算技術(shù)將在該領(lǐng)域?yàn)槿罕娞峁└臃奖憧旖莸拇鎯陀?jì)算效勞。[關(guān)鍵詞]云計(jì)算、核心技術(shù)、虛擬化技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)存儲、分布式資源管理、綠色節(jié)能技術(shù)、公共衛(wèi)生、醫(yī)療效勞[Abstract]Inthispaper,thefivecoretechnologyofcloudputing:virtualizationtechnology,distributedstoragetechnology,parallelputing,distributedresourcemanagementtechnologyandgreenenergy-savingtechnologiesdescribed,aswellasanalysisofcloudputingtechnologyandregionalhealthplatformapplicationsinthefieldsofpublichealth,medicalservices,andpointedoutthatthefutureofcloudputingtechnologyinthefieldtoprovidepeoplewithmoreconvenientstorageandputingservices.[Keywords]cloudputing,coretechnology,virtualizationtechnology,distributeddatastorage,distributedresourcemanagement,greenenergy-savingtechnology,publichealthandmedicalservices云計(jì)算技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一項(xiàng)全新技術(shù)，實(shí)際上它就是大規(guī)模分布式計(jì)算技術(shù)，在20世紀(jì)90年代，它就已經(jīng)被作為一種新的技術(shù)模型被提出，隨著虛擬化技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、信息平安技術(shù)的共同開展。2007年谷歌公司正式提出云計(jì)算概念，并開場宣傳云計(jì)算技術(shù)的商業(yè)價(jià)值。這幾年云計(jì)算技術(shù)快速開展，得到了市場的高度關(guān)注。在整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)界的共同推動(dòng)下，云計(jì)算技術(shù)已為群眾所承受，并開場在各個(gè)行業(yè)中開場應(yīng)用，但考慮到標(biāo)準(zhǔn)、平安等問題，許多用戶仍對云計(jì)算技術(shù)心存疑慮，考慮云計(jì)算技術(shù)是否能為我們帶來真正的便捷，我們將從云計(jì)算的核心技術(shù)以及它在醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的應(yīng)用來闡述。一、云計(jì)算的核心技術(shù)云計(jì)算技術(shù)實(shí)際上它是一種以數(shù)據(jù)、存儲、計(jì)算、管理為核心的計(jì)算模式，它融合了虛擬化技術(shù)、分布式存儲技術(shù)并行運(yùn)算技術(shù)、信息平安技術(shù)、綠色節(jié)能技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)。１、虛擬化技術(shù)虛擬化應(yīng)用分為兩種：一是把一臺性能強(qiáng)大的物理效勞器虛擬化為多臺邏輯上獨(dú)立的效勞器；二是把多臺性能較差的物理效勞器虛擬化為一臺性能強(qiáng)大的邏輯效勞器。讓用戶在使用資源的過程中更具靈活性，可以更合理地調(diào)配資源，從而降低運(yùn)營本錢，虛擬化技術(shù)可以說是云計(jì)算技術(shù)的核心技術(shù)，它為云計(jì)算技術(shù)提供了底層構(gòu)架的支撐。效勞器虛擬化具備多實(shí)例、隔離性、CPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化、設(shè)備與I/O虛擬化、無知覺故障恢復(fù)、熱遷移、高可用、容錯(cuò)、容災(zāi)、負(fù)載均衡、統(tǒng)一管理、快速部署等功能特性我們可以采用效勞器虛擬化技術(shù)，購置數(shù)臺高配置效勞器和虛擬機(jī)相關(guān)軟件(如VMware系列產(chǎn)品)，搭建虛擬化效勞器構(gòu)架，對醫(yī)院的老舊效勞器進(jìn)展整合，為新應(yīng)用提供測試環(huán)境，提供合作開發(fā)系統(tǒng)的試運(yùn)行后初期上線環(huán)境，還可做到本地?zé)oI/O，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性，容災(zāi)容錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)零停機(jī)時(shí)間、零數(shù)據(jù)損失故障切換而無需復(fù)雜的群集或?qū)Ｓ糜布?，平安性極高。２、分布式存儲技術(shù)分布式存儲雖然也是把數(shù)據(jù)存儲在網(wǎng)絡(luò)上，但是它和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲還是有很大的不同，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲是把數(shù)據(jù)集中存儲在網(wǎng)絡(luò)中的*個(gè)節(jié)點(diǎn)，所有用戶都是到這個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)展數(shù)據(jù)存儲和，這種方式最大的缺點(diǎn)就是該節(jié)點(diǎn)的存儲效勞器以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量成為系統(tǒng)性能的瓶頸，這種方式不能適應(yīng)大規(guī)模用戶和大數(shù)據(jù)量應(yīng)用的情況。分布式存儲技術(shù)采用可以擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)展存儲數(shù)據(jù)，這種方式極大地減輕了單臺效勞器的負(fù)荷，使大規(guī)模用戶和大數(shù)據(jù)量應(yīng)用變?yōu)榭赡?，同時(shí)提高了數(shù)據(jù)的可靠性和存儲效率，當(dāng)用戶規(guī)模和存取數(shù)據(jù)流持續(xù)增大的時(shí)候，還可以通過擴(kuò)展分布式存儲的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展效勞。虛擬化存儲技術(shù)因采用存儲池方式，磁盤陣列的數(shù)據(jù)分布在更多的磁盤上，不但可以通過自動(dòng)負(fù)載平衡來提升性能，而且可以解決容量和管理問題因此我們可以采用基于FCSAN或者IPSAN的虛擬存儲系統(tǒng)構(gòu)建全冗余的虛擬化存儲系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)和存儲虛擬化平臺，配置兩臺高端磁盤陣列，采用管理軟件提供數(shù)據(jù)容錯(cuò)保護(hù)、自動(dòng)備份和恢復(fù)等功能，將醫(yī)院存儲系統(tǒng)整合成一個(gè)完整的存儲資源池，并對存儲系統(tǒng)的性能進(jìn)展優(yōu)化基于虛擬化存儲系統(tǒng)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)HIS關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)和聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)應(yīng)用別離，極大提高了HIS系統(tǒng)性能:在一臺存儲上進(jìn)展在線數(shù)據(jù)的OLTP應(yīng)用，在另一臺存儲上對鏡像卷做snapshot〔快照〕或mirrorclone〔備份〕產(chǎn)生克隆卷，進(jìn)展數(shù)據(jù)的OLAP應(yīng)用，使查詢統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)所的數(shù)據(jù)源在物理上與生產(chǎn)環(huán)境別離，在不做任何業(yè)務(wù)優(yōu)化和同等業(yè)務(wù)規(guī)模應(yīng)用的情況下，系統(tǒng)響應(yīng)速度顯著提高。３、并行運(yùn)算技術(shù)我們經(jīng)常會(huì)遇到所開發(fā)的系統(tǒng)，無法承載大規(guī)模用戶并發(fā)的問題。解決該問題的傳統(tǒng)方法是使用數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫所提供的操作接口來保證處理復(fù)雜的查詢能力。當(dāng)量增大，單數(shù)據(jù)庫處理不過來時(shí)便增加數(shù)據(jù)庫效勞器。如果增加了3臺效勞器，再把用戶分成了三類(策略建模、顆粒度和映射)：A(學(xué)生)、B(教師)、C(程序員)。每次的時(shí)候，分布式計(jì)算引擎會(huì)先查看用戶屬于哪一類，然后直接存儲那類用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，可能處理能力增加了三倍。云計(jì)算這種計(jì)算模式本質(zhì)上就是多用戶、多任務(wù)并發(fā)處理多個(gè)任務(wù)的多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，因此在整個(gè)運(yùn)算和處理過程中，并行運(yùn)算技術(shù)的使用非常重要，并行運(yùn)算技術(shù)將把用戶發(fā)出的任務(wù)分解為多個(gè)子任務(wù)，再自動(dòng)分發(fā)到多個(gè)節(jié)點(diǎn)來完成，最終匯總結(jié)果后發(fā)送給用戶，在這個(gè)過程中，所有的任務(wù)分解和結(jié)果匯總對用戶都是透明的，也就是說，用戶感覺是一臺效勞器在為它效勞。４、分布式資源管理技術(shù)云技術(shù)采用了分布式存儲技術(shù)和并行運(yùn)算技術(shù)，因此，它也要采用分布式資源管理技術(shù)來管理這些節(jié)點(diǎn)的并行工作，以及保證*個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)所處理的節(jié)點(diǎn)數(shù)往往非常龐大，節(jié)點(diǎn)說可能是幾百個(gè)，也可能是幾萬個(gè)，因此，還需要有強(qiáng)大的效勞器來計(jì)算資源分配，并管理這些資源，通過分布式資源管理技術(shù)來保證所有節(jié)點(diǎn)的資源可以有效及穩(wěn)定地為整個(gè)系統(tǒng)效勞。５、綠色節(jié)能技術(shù)云計(jì)算技術(shù)的目的之一就是提高資源的利用率，因此，它的使用大大地節(jié)約了能源同時(shí)，越來越多的節(jié)能技術(shù)也在不斷地參加到云計(jì)算技術(shù)之中。二、云計(jì)算技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用１、在公共衛(wèi)生領(lǐng)域，云計(jì)算技術(shù)將成為衛(wèi)生機(jī)構(gòu)系統(tǒng)建立時(shí)重點(diǎn)考慮的技術(shù)，公共衛(wèi)生領(lǐng)域的傳統(tǒng)信息系統(tǒng)往往是，煙囪式的，資源利用率低，基層單位在使用過程中整合困難，云計(jì)算技術(shù)結(jié)合區(qū)域衛(wèi)生平臺，可以很好地解決這個(gè)問題。云計(jì)算技術(shù)雖然在多點(diǎn)部署，但是它在邏輯上是一個(gè)整體，采用的是集中式管理模式，能夠?qū)λ匈Y源進(jìn)展統(tǒng)一管理，通過云計(jì)算技術(shù)，該區(qū)域內(nèi)的所有衛(wèi)生機(jī)構(gòu)都去區(qū)域衛(wèi)生平臺，從而獲得需要的效勞，這種模式使區(qū)域內(nèi)的下級衛(wèi)生機(jī)構(gòu)只需要維護(hù)客戶端，對于效勞端無需考慮運(yùn)維審計(jì)，維護(hù)等等工作，這將極大地降低各級衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的IT本錢。用戶可以在區(qū)域衛(wèi)生平臺中使用多種應(yīng)用，這些應(yīng)用可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地分配資源，云計(jì)算技術(shù)對公共衛(wèi)生信息化的作用主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：在信息共享方面，采用云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各級各衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的信息整合與信息共享，最終提升人民群眾衛(wèi)生效勞質(zhì)量，在動(dòng)態(tài)擴(kuò)展方面，采用云計(jì)算技術(shù)，各衛(wèi)生機(jī)構(gòu)〔特別是基層衛(wèi)生機(jī)構(gòu)〕不必建立自己的中心機(jī)房，所有的IT資源都整合到區(qū)域衛(wèi)生平臺，也就是說各級衛(wèi)生機(jī)構(gòu)需要資源就都到云端申請,當(dāng)云資源不夠的時(shí)候，可以為云端動(dòng)態(tài)的擴(kuò)大物理資源，就是在云端形成資源池,最終讓整個(gè)區(qū)域衛(wèi)生平臺的計(jì)算性能、存儲性能都動(dòng)態(tài)化在擴(kuò)大效勞方面。利用云計(jì)算技術(shù)，使任何人、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的變成可能。因此，衛(wèi)生機(jī)構(gòu)可以把效勞擴(kuò)展到全國〔這點(diǎn)對方案免疫等公衛(wèi)衛(wèi)效勞特別重要〕衛(wèi)生機(jī)構(gòu)可以在云計(jì)算平臺上向患者提供電子病例管理等等效勞；患者也可通過平臺，隨時(shí)隨地地獲得公共衛(wèi)生效勞或自己的診療信息等，在高性能計(jì)算方面，利用云計(jì)算技術(shù)的強(qiáng)大且可以擴(kuò)大的數(shù)據(jù)處理能力，衛(wèi)生機(jī)構(gòu)可以輕松簡單、迅速地獲得所需要的計(jì)算能力，幫助自己實(shí)現(xiàn)超大數(shù)據(jù)量的醫(yī)療計(jì)算。２、在醫(yī)療效勞領(lǐng)域，云計(jì)算為電子病歷與循證醫(yī)學(xué)信息的整合提供了條件，在云計(jì)算環(huán)境下，各醫(yī)院不需要購置大量的高性能效勞器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施以及聘請專業(yè)的維護(hù)人員，在國家或地區(qū)衛(wèi)生部門的牽頭下，可以組團(tuán)向云效勞提供商租借存儲設(shè)備，只要網(wǎng)絡(luò)暢通，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、調(diào)用及共享，同時(shí)每個(gè)醫(yī)院不需要聘用系統(tǒng)維護(hù)人員，這極大地降低了整合的費(fèi)用，云設(shè)備只是最低端的效勞，云平臺及云軟件才是其高端效勞，云平臺主要提供程序開發(fā)平臺與操作系統(tǒng)平臺效勞，云軟件提供完整軟件開發(fā)及應(yīng)用效勞，通過云平臺及云軟件，提供了一個(gè)開放的平臺及軟件開發(fā)環(huán)境，同時(shí)也可通過采取租用的方式獲取平臺及軟件的使用權(quán)這對于各地采用不同操作平臺不同標(biāo)準(zhǔn)的電子病歷系統(tǒng)之間的整合，以及電子病歷系統(tǒng)與循證醫(yī)學(xué)信息的整合，提供了良好的技術(shù)開發(fā)環(huán)境；同時(shí)各醫(yī)院及其他用戶可根據(jù)所需，通過租用方式使用該整合平臺及各種應(yīng)用軟件，無需自己進(jìn)展開發(fā)部署和維護(hù)。整合平臺里除了有系統(tǒng)內(nèi)眾多醫(yī)院的病歷信息，還有大量的醫(yī)學(xué)信息，而且信息隨時(shí)在更新，眾多客戶〔醫(yī)生、病人、保險(xiǎn)公司人員、醫(yī)學(xué)科研人員等〕同時(shí)對平臺的海量信息進(jìn)展遠(yuǎn)程查詢、利用、統(tǒng)計(jì)、分析，這對于普通的效勞器根本沒有方法實(shí)現(xiàn)，而在云計(jì)算環(huán)境下，可以通過對大量的效勞器進(jìn)展協(xié)調(diào)聯(lián)合提供超強(qiáng)計(jì)算能力，其計(jì)算能力可與超強(qiáng)計(jì)算機(jī)媲美。隨著云計(jì)算的不斷開展，電子病歷系統(tǒng)和循證醫(yī)學(xué)信息將通過云計(jì)算環(huán)境所提供的云設(shè)備、云平臺、云軟件效勞成功進(jìn)展整合，電子病歷將能更好地發(fā)揮其核心的價(jià)值，更加智能化地為醫(yī)療事業(yè)和醫(yī)學(xué)研究效勞。三、結(jié)論云計(jì)算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模式，云計(jì)算提供的效勞類型可以分為三類，即將根底設(shè)施作為效勞(IaaS)將平臺作為效勞(PaaS)以及將軟件作為效勞(SaaS)AmazonGoogleSalesforce等在世界各地建立龐大的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)海量的計(jì)算任務(wù)和海量信息的存儲，為用戶提供云計(jì)算效勞，在商業(yè)應(yīng)用上取得了成功、云計(jì)算技術(shù)的迅速開展帶動(dòng)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的變革，產(chǎn)生了新一代數(shù)據(jù)中心。云數(shù)據(jù)中心通過虛擬化技術(shù)將計(jì)算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)建成動(dòng)態(tài)的虛擬資源池;使用虛擬資源管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算資源自動(dòng)部署、動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、按需分配;用戶采用按需和即付即用的方式獲取資源。云計(jì)算技術(shù)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)出現(xiàn)、個(gè)人電腦互聯(lián)網(wǎng)普及之后的第四次重大變革