医院计算机网络建设方案(1)
[摘要] 信息化的浪潮席卷全球,计算机网络已经深入到社会的每一个角落。随着计算机网络应用的日益普及,医院信息化系统的深度在某种意义上标志着医院的现代化管理水平。本文结合医院计算机网络建设的经验,从信息理论思路、网络拓扑结构、计算机网络技术和运行环境等方面,剖析医院组建计算机网络的可行方案。
[关键词] 网络技术;拓扑结构;体系结构
[中图分类号]R197.324[文献标识码]B [文章编号]1674-4721(2009)07(a)-137-03
随着计算机系统的进一步开发和应用,网络结构的不断成熟,网络产品国际标准的制定,以及计算机硬件产品性价比的日渐提高,大多数医院计算机化管理模式已从独立的单机阶段和部门级应用阶段,转向系统集成的计算机网络化管理。下面根据医院普遍存在的共性,探讨组建医院计算机网络的具体方案。
1 医院网络建设需求
, http://www.100md.com
医院信息化的建设目的以病人诊疗信息和提高医疗质量为中心,实现医院医疗、教学、科研及信息的网络化管理。从应用系统的角度来看,医院网络建设需要能满足不同层次应用的需要,解决信息流的采集、存储、传输、处理,以达到在全院范围内的全数字化流程。
①可靠迅速的响应以提供更好的医疗服务,保证大门诊量的正常访问,解决HIS(hospital information system)系统服务器的瓶颈。②满足医院数据的安全存储和可扩展性存储,其中包括HIS(hospital information system)系统,LIS(laboratory information management system)系统和PACS(picture archiving & communication system)影像等系统海量数据的存储和传输。③区域医疗的建设,如远程会诊、网上学术研讨等业务迫切需要医院之间的资源共享,因此,医院网络还要满足信息化需要的互联互通。④满足web信息发布和各种Internet接入的应用。⑤满足未来信息化需要的无线终端接入应用,通过直接访问EMR(electronic medical record)电子病历服务器,实现病人日常巡房记录实时读写;不同住院楼不同病房之间实现无线终端快速漫游切换。
, 百拇医药
2 网络的设计与规划
2.1做好规划
网络组建首先要做好总体规划和需求分析,关键以实用性、先进性、开放性、可扩展性和安全可靠性为建网的主要原则。
2.1.1 实用性和先进性是结合实际需要,注重网络的实际应用和维护的方便,选取用技术成熟、效果好和通用性强的网络设备,使网络运行高速可靠,支持不同的网络协议,还能够提供不同类型的网络接口和互联手段。网络以强盛的生命力出现,为适应其高速发展,要求建网硬件要有一个高的起点,网络设备的配置要有超前的意识,为今后高速数据流量和多媒体信息传输创造条件,保证网络长久的实用性和先进性。
2.1.2 开放性和可扩展性,网络技术的快速发展及应用水平不断提高,要求整个网络系统要具备良好的开放性、可扩充性和组态的灵活性,如网络设备的增加、网络主干数据流量的加速和子网络拓扑结构的升级等等,都要保证可平稳地过渡到不久将来的高速数据标准的网络主干上。
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2.1.3 安全可靠性是衡量整个网络性能最重要的指标,应采用性能先进、可靠性强的网络设备、存储设备和服务器,保证系统运行的平稳和网上数据的安全与完整。
2.2 网络的相关技术
目前,我们接触较多的主干网有:交换式以太网、快速以太网、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)和千兆以太网等网络技术形式。在客观上和应用中,它们各自存在优缺点。
交换式以太网和快速以太网相对其他几种网络技术来说简单一点,整个网络造价较低,交换式以太网最大的优点是可独占带宽,避免用户使用的冲突,从根本上解决了共享的缺陷,但快速以太网的总体性能会随着用户数据的增加而下降。
光纤分布式数据接口(FDDI)采用双环或双连环的冗余设计,使网络具有极强的稳定性、可靠性、保密性和安全性,并有远距离的传输能力(辐射直径可达100公里),但共享问题是FDDI的最大弱点。
, 百拇医药
异步传输模式(ATM)技术是一种最为先进,又完全不同于传统网络技术的新概念,是一种基于信元( Cell)交换技术,可根据用户需求随意调整带宽,代表网络技术的发展方向,但产品的价格昂贵,不适合企业的普及使用。
综合以上几种网络技术的特点,结合考虑到医学信息对网络传输速度和传输带宽的具体要求,以及目前网络技术发展的趋势和网络的可扩展性,可以采用以光纤为主要数据干线,六类非屏蔽双绞线(UTP)为水平传输介质高速以太网,主干网络符合TIA/EIA-568B CAT6的性能要求,传输频宽达350 MHz,对语音和视频的传输都可以达到较好的效果。
3 网络的拓扑与方案
医院计算机网络是典型的局域网,是利用通信线路将多台计算机等设备连接起来,目的在于实现相互间的数据传输和资源共享。医院网的建设是对网络拓扑结构的选择,这关系到网络未来的建设和发展。
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在医院的网络环境中,其80%数据流量集中于网络的主干,所以主干应该采用高性能的交换式结构,并且具有较高的系统扩展能力(如端口数量)和新技术应用能力(如千兆桌面,万兆网)。为使网络结构尽量稳定可靠,整体网络采用星形+环形拓扑结构,中心节点和边缘节点至少为1 000 M以太网,服务器以1 000 M接入核心交换机。
从架构模型上来看,根据医院规模和实际的需要,可以采用三层或者两层结构的网络结构设计。两层架构为核心层+接入层精简网络架构,三层架构为核心层+汇聚层+接入层。基于目前三层架构比较成熟,比起传统的两层网络架构,三层结构增加了汇聚层,在工作站接入核心前先做汇聚,从而减轻了核心层设备的负荷,通过汇聚层实施安全策略及Vlan的划分可以有效地隔离网络风暴和网络阻塞,极大地提高了网络带宽的利用率和网络的安全性。
核心层:由两个高性能的交换机组成双链路的冗余结构。汇聚层:门诊大楼和住院大楼对应的汇聚层交换机通过双链路千兆光纤接入到核心,放射科通过双链路万兆光纤接入到核心。接入层:采用星形方式通过千兆光纤连接到汇聚层交换机。
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保证访问后端服务器的业务流量得到实时响应,不容许出现网络瓶颈问题,计算机网络系统必须建设成为高速、稳定、开放、安全等性能优越的信息网络系统,全网采用千兆和部分万兆光纤构成信息网络主干。三层交换,VLAN虚拟局域网,NAT路由等先进网络技术;严格的六类标准布线,部分科室千兆到桌面,通过全面系统的IP地址规划及VLAN等技术,实现用户端到骨干网的快速信息交换。
3.1 核心层
核心层交换机采用两台高性能的多层模块化交换机做双机冗余备份,搭配最新的高性能Sup 720引擎,双冗余电源,可以提供高达720 G交换带宽以及超过400 mpps的包转发率,满足以千兆甚至万兆骨干网络的性能需求。在两台核心交换机上,通过HSRP技术及多重Standby组实现负载均衡的功能,做到最大限度地发挥核心交换机的性能,实现数据分流的同时实现互为备份。配置最新的模块,提供多个全线速转发的千兆光纤接口和用于与汇聚层交换机连接。, 百拇医药(王伟护 李晓宏 赖宇斌)
[关键词] 网络技术;拓扑结构;体系结构
[中图分类号]R197.324[文献标识码]B [文章编号]1674-4721(2009)07(a)-137-03
随着计算机系统的进一步开发和应用,网络结构的不断成熟,网络产品国际标准的制定,以及计算机硬件产品性价比的日渐提高,大多数医院计算机化管理模式已从独立的单机阶段和部门级应用阶段,转向系统集成的计算机网络化管理。下面根据医院普遍存在的共性,探讨组建医院计算机网络的具体方案。
1 医院网络建设需求
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医院信息化的建设目的以病人诊疗信息和提高医疗质量为中心,实现医院医疗、教学、科研及信息的网络化管理。从应用系统的角度来看,医院网络建设需要能满足不同层次应用的需要,解决信息流的采集、存储、传输、处理,以达到在全院范围内的全数字化流程。
①可靠迅速的响应以提供更好的医疗服务,保证大门诊量的正常访问,解决HIS(hospital information system)系统服务器的瓶颈。②满足医院数据的安全存储和可扩展性存储,其中包括HIS(hospital information system)系统,LIS(laboratory information management system)系统和PACS(picture archiving & communication system)影像等系统海量数据的存储和传输。③区域医疗的建设,如远程会诊、网上学术研讨等业务迫切需要医院之间的资源共享,因此,医院网络还要满足信息化需要的互联互通。④满足web信息发布和各种Internet接入的应用。⑤满足未来信息化需要的无线终端接入应用,通过直接访问EMR(electronic medical record)电子病历服务器,实现病人日常巡房记录实时读写;不同住院楼不同病房之间实现无线终端快速漫游切换。
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2 网络的设计与规划
2.1做好规划
网络组建首先要做好总体规划和需求分析,关键以实用性、先进性、开放性、可扩展性和安全可靠性为建网的主要原则。
2.1.1 实用性和先进性是结合实际需要,注重网络的实际应用和维护的方便,选取用技术成熟、效果好和通用性强的网络设备,使网络运行高速可靠,支持不同的网络协议,还能够提供不同类型的网络接口和互联手段。网络以强盛的生命力出现,为适应其高速发展,要求建网硬件要有一个高的起点,网络设备的配置要有超前的意识,为今后高速数据流量和多媒体信息传输创造条件,保证网络长久的实用性和先进性。
2.1.2 开放性和可扩展性,网络技术的快速发展及应用水平不断提高,要求整个网络系统要具备良好的开放性、可扩充性和组态的灵活性,如网络设备的增加、网络主干数据流量的加速和子网络拓扑结构的升级等等,都要保证可平稳地过渡到不久将来的高速数据标准的网络主干上。
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2.1.3 安全可靠性是衡量整个网络性能最重要的指标,应采用性能先进、可靠性强的网络设备、存储设备和服务器,保证系统运行的平稳和网上数据的安全与完整。
2.2 网络的相关技术
目前,我们接触较多的主干网有:交换式以太网、快速以太网、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)和千兆以太网等网络技术形式。在客观上和应用中,它们各自存在优缺点。
交换式以太网和快速以太网相对其他几种网络技术来说简单一点,整个网络造价较低,交换式以太网最大的优点是可独占带宽,避免用户使用的冲突,从根本上解决了共享的缺陷,但快速以太网的总体性能会随着用户数据的增加而下降。
光纤分布式数据接口(FDDI)采用双环或双连环的冗余设计,使网络具有极强的稳定性、可靠性、保密性和安全性,并有远距离的传输能力(辐射直径可达100公里),但共享问题是FDDI的最大弱点。
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异步传输模式(ATM)技术是一种最为先进,又完全不同于传统网络技术的新概念,是一种基于信元( Cell)交换技术,可根据用户需求随意调整带宽,代表网络技术的发展方向,但产品的价格昂贵,不适合企业的普及使用。
综合以上几种网络技术的特点,结合考虑到医学信息对网络传输速度和传输带宽的具体要求,以及目前网络技术发展的趋势和网络的可扩展性,可以采用以光纤为主要数据干线,六类非屏蔽双绞线(UTP)为水平传输介质高速以太网,主干网络符合TIA/EIA-568B CAT6的性能要求,传输频宽达350 MHz,对语音和视频的传输都可以达到较好的效果。
3 网络的拓扑与方案
医院计算机网络是典型的局域网,是利用通信线路将多台计算机等设备连接起来,目的在于实现相互间的数据传输和资源共享。医院网的建设是对网络拓扑结构的选择,这关系到网络未来的建设和发展。
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在医院的网络环境中,其80%数据流量集中于网络的主干,所以主干应该采用高性能的交换式结构,并且具有较高的系统扩展能力(如端口数量)和新技术应用能力(如千兆桌面,万兆网)。为使网络结构尽量稳定可靠,整体网络采用星形+环形拓扑结构,中心节点和边缘节点至少为1 000 M以太网,服务器以1 000 M接入核心交换机。
从架构模型上来看,根据医院规模和实际的需要,可以采用三层或者两层结构的网络结构设计。两层架构为核心层+接入层精简网络架构,三层架构为核心层+汇聚层+接入层。基于目前三层架构比较成熟,比起传统的两层网络架构,三层结构增加了汇聚层,在工作站接入核心前先做汇聚,从而减轻了核心层设备的负荷,通过汇聚层实施安全策略及Vlan的划分可以有效地隔离网络风暴和网络阻塞,极大地提高了网络带宽的利用率和网络的安全性。
核心层:由两个高性能的交换机组成双链路的冗余结构。汇聚层:门诊大楼和住院大楼对应的汇聚层交换机通过双链路千兆光纤接入到核心,放射科通过双链路万兆光纤接入到核心。接入层:采用星形方式通过千兆光纤连接到汇聚层交换机。
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保证访问后端服务器的业务流量得到实时响应,不容许出现网络瓶颈问题,计算机网络系统必须建设成为高速、稳定、开放、安全等性能优越的信息网络系统,全网采用千兆和部分万兆光纤构成信息网络主干。三层交换,VLAN虚拟局域网,NAT路由等先进网络技术;严格的六类标准布线,部分科室千兆到桌面,通过全面系统的IP地址规划及VLAN等技术,实现用户端到骨干网的快速信息交换。
3.1 核心层
核心层交换机采用两台高性能的多层模块化交换机做双机冗余备份,搭配最新的高性能Sup 720引擎,双冗余电源,可以提供高达720 G交换带宽以及超过400 mpps的包转发率,满足以千兆甚至万兆骨干网络的性能需求。在两台核心交换机上,通过HSRP技术及多重Standby组实现负载均衡的功能,做到最大限度地发挥核心交换机的性能,实现数据分流的同时实现互为备份。配置最新的模块,提供多个全线速转发的千兆光纤接口和用于与汇聚层交换机连接。, 百拇医药(王伟护 李晓宏 赖宇斌)