云计算技术在卫生领域的应用.doc

云计算技术在卫生领域的应用浅析 作者： 日期：云计算技术在卫生领域的应用浅析 松滋市人民医院 胡延林 吴长安 任明摘要本文对云计算的五项核心技术：虚拟化技术 、分布式存储技术、并行运算技术、分布式资源管理技术以及绿色节能技术进行了阐述，同时也分析了云计算技术与区域卫生平台结合在公共卫生、医疗服务等领域的应用，并指出未来云计算技术将在该领域为群众提供更加方便快捷的存储和计算服务。关键词云计算、核心技术、虚拟化技术、分布式数据存储、分布式资源管理、绿色节能技术、公共卫生、医疗服务Abstract In this paper, the five core technology of cloud computing: virtualization technology, distributed storage technology, parallel computing, distributed resource management technology and green energy-saving technologies described, as well as analysis of cloud computing technology and regional health platformapplications in the fields of public health, medical services, and pointed out that the future of cloud computing technology in the field to provide people with more convenient storage and computing services.Keywords cloud computing, core technology, virtualization technology, distributed data storage, distributed resource management, green energy-saving technology, public health and medical services云计算技术是近几年出现的一项全新技术，实际上它就是大规模分布式计算技术，在20 世纪 90 年代，它就已经被作为一种新的技术模型被提出，随着虚拟化技术、分布式数据存储技术、信息安全技术的共同发展。 2007年谷歌公司正式提出云计算概念，并开始宣传云计算技术的商业价值。这几年云计算技术快速发展，得到了市场的高度关注。 在整个IT产业界的共同推动下，云计算技术已为大众所接受，并开始在各个行业中开始应用，但考虑到标准、安全等问题，许多用户仍对云计算技术心存疑虑，考虑云计算技术是否能为我们带来真正的便捷，我们将从云计算的核心技术以及它在医疗卫生系统的应用来阐述。一、云计算的核心技术云计算技术实际上它是一种以数据、存储、计算、管理为核心的计算模式，它融合了虚拟化技术、分布式存储技术 并行运算技术、信息安全技术、绿色节能技术等多项技术。、虚拟化技术虚拟化应用分为两种：一是把一台性能强大的物理服务器虚拟化为多台逻辑上独立的服务器；二是把多台性能较差的物理服务器虚拟化为一台性能强大的逻辑服务器。让用户在使用资源的过程中更具灵活性，可以更合理地调配资源，从而降低运营成本，虚拟化技术可以说是云计算技术的核心技术，它为云计算技术提供了底层构架的支撑。服务器虚拟化具备多实例、隔离性、CPU 虚拟化、内存虚拟化、设备与I /O 虚拟化、无知觉故障恢复、热迁移、高可用、容错、容灾、负载均衡、统一管理、快速部署等功能特性我们可以采用服务器虚拟化技术，购买数台高配置服务器和虚拟机相关软件 ( 如 VMware 系列产品)，搭建虚拟化服务器构架，对医院的老旧服务器进行整合，为新应用提供测试环境，提供合作开发系统的试运行后初期上线环境，还可做到本地无I /O，保障业务连续性，容灾容错，实现零停机时间、零数据损失故障切换而无需复杂的群集或专用硬件，安全性极高。、分布式存储技术分布式存储虽然也是把数据存储在网络上，但是它和传统的网络存储还是有很大的不同，传统的网络存储是把数据集中存储在网络中的某个节点，所有用户都是到这个节点进行数据存储和访问，这种方式最大的缺点就是该节点的存储服务器以及网络吞吐量成为系统性能的瓶颈，这种方式不能适应大规模用户访问和大数据量应用的情况。分布式存储技术采用可以扩展的系统架构，在网络中的多个节点进行存储数据，这种方式极大地减轻了单台服务器的负荷，使大规模用户访问和大数据量应用变为可能，同时提高了数据的可靠性和存储效率，当用户访问规模和存取数据流持续增大的时候，还可以通过扩展分布式存储的网络节点来扩展服务。虚拟化存储技术因采用存储池方式，磁盘阵列的数据分布在更多的磁盘上，不但可以通过自动负载平衡来提升性能，而且可以解决容量和管理问题因此我们可以采用基于 FCSAN 或者 IPSAN 的虚拟存储系统构建全冗余的虚拟化存储系统技术架构和存储虚拟化平台，配置两台高端磁盘阵列，采用管理软件提供数据容错保护、自动备份和恢复等功能，将医院存储系统整合成一个完整的存储资源池，并对存储系统的性能进行优化基于虚拟化存储系统的应用，可实现HIS 关键业务系统的联机事务处理(OLTP)和联机分析处理(OLAP)应用分离，极大提高了HIS 系统性能: 在一台存储上进行在线数据的OLTP 应用，在另一台存储上对镜像卷做 snapshot（快照）或 mirrorclone（备份）产生克隆卷，进行数据的 OLAP 应用，使查询统计业务所访问的数据源在物理上与生产环境分离，在不做任何业务优化和同等业务规模应用的情况下，系统响应速度显著提高。、并行运算技术我们经常会遇到所开发的系统，无法承载大规模用户并发访问的问题。解决该问题的传统方法是使用数据库，通过数据库所提供的访问操作接口来保证处理复杂的查询能力。当访问量增大，单数据库处理不过来时便增加数据库服务器。如果增加了3台服务器，再把用户分成了三类(策略建模、颗粒度和映射)：A(学生)、B(老师)、C(程序员)。每次访问的时候，分布式计算引擎会先查看用户属于哪一类，然后直接访问存储那类用户数据的数据库，可能处理能力增加了三倍。云计算这种计算模式本质上就是多用户、多任务并发处理多个任务的多节点系统，因此在整个运算和处理过程中，并行运算技术的使用非常重要，并行运算技术将把用户发出的任务分解为多个子任务，再自动分发到多个节点来完成，最终汇总结果后发送给用户，在这个过程中，所有的任务分解和结果汇总对用户都是透明的，也就是说，用户感觉是一台服务器在为它服务。、分布式资源管理技术云技术采用了分布式存储技术和并行运算技术，因此，它也要采用分布式资源管理技术来管理这些节点的并行工作，以及保证某个节点的故障不影响整个系统的运行，同时，云计算技术所处理的节点数往往非常庞大，节点说可能是几百个，也可能是几万个，因此，还需要有强大的服务器来计算资源分配，并管理这些资源，通过分布式资源管理技术来保证所有节点的资源可以有效及稳定地为整个系统服务。、绿色节能技术云计算技术的目的之一就是提高资源的利用率，因此，它的使用大大地节约了能源 同时，越来越多的节能技术也在不断地加入到云计算技术之中。二、云计算技术在医疗卫生领域的应用、在公共卫生领域，云计算技术将成为卫生机构系统建设时重点考虑的技术，公共卫生领域的传统信息系统往往是，烟囱式的，资源利用率低，基层单位在使用过程中整合困难，云计算技术结合区域卫生平台，可以很好地解决这个问题。云计算技术虽然在多点部署，但是它在逻辑上是一个整体，采用的是集中式管理模式，能够对所有资源进行统一管理，通过云计算技术，该区域内的所有卫生机构都去访问区域卫生平台，从而获得需要的服务，这种模式使区域内的下级卫生机构只需要维护客户端，对于服务端无需考虑运维 审计，维护等等工作，这将极大地降低各级卫生机构的 IT成本。用户可以在区域卫生平台中使用多种应用，这些应用可以根据需要动态地分配资源，云计算技术对公共卫生信息化的作用主要体现在以下几个方面：在信息共享方面，采用云计算技术可以实现各级各卫生机构的信息整合与信息共享，最终提升人民群众卫生服务质量，在动态扩展方面，采用云计算技术，各卫生机构（特别是基层卫生机构）不必建立自己的中心机房，所有的 IT资源都整合到区域卫生平台，也就是说各级卫生机构需要资源就都到云端申请,当云资源不够的时候，可以为云端动态的扩充物理资源，就是在云端形成资源池,最终让整个区域卫生平台的计算性能、存储性能都动态化在扩大服务方面。利用云计算技术，使任何人、任何时间、任何地点的访问变成可能。 因此，卫生机构可以把服务扩展到全国（这点对计划免疫等公卫卫服务特别重要） 卫生机构可以在云计算平台上向患者提供电子病例管理等等服务；患者也可通过访问平台，随时随地地获得公共卫生服务或自己的诊疗信息等，在高性能计算方面，利用云计算技术的强大且可以扩充的数据处理能力，卫生机构可以轻松简单、迅速地获得所需要的计算能力，帮助自己实现超大数据量的医疗计算。、在医疗服务领域，云计算为电子病历与循证医学信息的整合提供了条件，在云计算环境下，各医院不需要购买大量的高性能服务器、存储设备、网络设施以及聘请专业的维护人员，在国家或地区卫生部门的牵头下，可以组团向云服务提供商租借存储设备，只要网络畅通，就可实现数据的存储、调用及共享，同时每个医院不需要聘用系统维护人员，这极大地降低了整合的费用，云设备只是最低端的服务，云平台及云软件才是其高端服务，云平台主要提供程序开发平台与操作系统平台服务，云软件提供完整软件开发及应用服务，通过云平台及云软件，提供了一个开放的平台及软件开发环境，同时也可通过采取租用的方式获取平台及软件的使用权 这对于各地采用不同操作平台 不同标准的电子病历系统之间的整合，以及电子病历系统与循证医学信息的整合，提供了良好的技术开发环境；同时各医院及其他用户可根据所需，通过租用方式使用该整合平台及各种应用软件，无需自己进行开发 部署和维护。整合平台里除了有系统内众多医院的病历信息，还有大量的医学信息，而且信息随时在更新，众多客户（医生、病人、保险公司人员、医学科研人员等）同时对平台的海量信息进行远程查询、利用、统计、分析，这对于普通的服务器根本没有办法实现，而在云计算环境下，可以通过对大量的服务器进行协调联合提供超强计算能力，其计算能力可与超强计算机媲美。随着云计算的不断发展，电子病历系统和循证医学信息将通过云计算环境所提供的云设备、云平台、云软件服务成功进行整合，电子病历将能更好地发挥其核心的价值，更加智能化地为医疗事业和医学研究服务。三、结论云计算是一种基于网络的计算模式，云计算提供的服务类型可以分为三类，即将基础设施作为服务( IaaS) 将平台作为服务( PaaS) 以及将软件作为服务( SaaS) Amazon GoogleSalesforce 等在世界各地建立庞大的数据中心，实现海量的计算任务和海量信息的存储，为用户提供云计算服务，在商业应用上取得了成功、云计算技术的迅速发展带动了传统数据中心的变革，产生了新一代数据中心。云数据中心通过虚拟化技术将计算资源、存储资源和网络资源构建成动态的虚拟资源池; 使用虚拟资源管理技术实现云计算资源自动部署、动态扩展、按需分配; 用户采用按需和即付即用的方式获取资源。云计算技术被认为是继计算机出现、个人电