孫亮

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)等技術的快速發(fā)展，人們已經(jīng)進入到了信息化、智能化和共享化時代。醫(yī)院作為一個互聯(lián)網(wǎng)信息化應用重要領域，目前已經(jīng)開發(fā)了許多應用軟件，包括門診掛號系統(tǒng)、病房管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、影像拍攝系統(tǒng)等，同時還購置了許多的計算機硬件設備，比如路由器、服務器、交換機等，建設了一個先進的局域網(wǎng)，不僅可以為醫(yī)院內部的醫(yī)生、護士、管理人員提供數(shù)據(jù)業(yè)務操作支撐，還可以為患者等訪客提供信息化接入模式。徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院作為徐州市的一個重大項目，占地面積高達150畝，規(guī)劃總建筑面積30萬平方米，一期預計投資也達到了12億元人民幣，同時建設了容納1200張病床的大樓及醫(yī)療輔助設施，因此為了提高徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院的信息化水平，本文提出構建一個先進的醫(yī)院網(wǎng)絡，建設一個專業(yè)的機房系統(tǒng)，保障徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院的信息軟件正?？煽窟\行。

一、醫(yī)院網(wǎng)絡拓撲架構常用模式

醫(yī)院網(wǎng)絡拓撲架構常用模式很多，本文通過總結，目前主流拓撲架構模式包括三種，分別是星型架構、總線型架構、網(wǎng)狀型架構。

（一）星型架構。星型結構以中央節(jié)點為中心，使用獨立的線路將中央節(jié)點和其他各個節(jié)點集成在一起，相鄰的節(jié)點之間可以通過中心節(jié)點實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。星型架構采用交換機或集線器作為網(wǎng)絡的中央節(jié)點，每一臺計算機終端或服務器都可以通過使用網(wǎng)卡連接到中央節(jié)點，各個節(jié)點呈現(xiàn)出一個星型狀態(tài)分布。星型架構的網(wǎng)絡拓撲架構建設簡單，已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)應用的重要模式，得到了許多醫(yī)院的推廣和普及。

（二）總線型架構?？偩€型架構中所有的網(wǎng)絡節(jié)點都與總線直接連接，利用同軸電纜或雙絞線等傳輸數(shù)據(jù)，目前也采用光纜作為總線傳輸數(shù)據(jù)?？偩€型網(wǎng)絡拓撲架構不需要外聯(lián)設備，直接使用一條總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，所有的組網(wǎng)費用都非常低，這種網(wǎng)絡節(jié)點共用總線帶寬資源，傳輸速度上可以隨著接入網(wǎng)絡的用戶增多下降，總線型架構的網(wǎng)絡用戶擴展比較靈活，如果需要擴展用戶僅需要添加一個接線器即可，但是由于局域網(wǎng)沖突比較大，因此連接的用戶數(shù)量非常有限，單個節(jié)點失效不會影響整體網(wǎng)絡通信，但是如果總線一斷就會導致部分節(jié)點無法正常通信。

（三）網(wǎng)狀型架構。網(wǎng)狀型架構是指可以將各個幾點通過傳輸線連接在一起，每一個節(jié)點都可以與其他兩個節(jié)點相互連接，網(wǎng)狀拓撲結構的設備具有較高的可靠性，但是網(wǎng)狀結構的連接非常復雜，管理和維護也需要浪費很多的資源。網(wǎng)狀型拓撲架構也擁有許多的優(yōu)勢，網(wǎng)絡通信可靠性高，任意兩個交換機之間都存在一條數(shù)據(jù)傳輸線路，因此通信路徑比較多，如果一條路徑發(fā)生了故障，此時就可以通過另外一條線路經(jīng)信息發(fā)送給交換機。網(wǎng)狀型架構可以采用多種信道和多種傳輸速率，網(wǎng)內的服務器或終端節(jié)點可以實現(xiàn)信息共享，改善線路的負載強化信息流量分配，能夠幫助用戶選擇最佳的路徑，傳輸?shù)难舆t也非常小。

二、醫(yī)院分層網(wǎng)絡拓撲結構設計

徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院東院信息中心機房應達到《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》（GB50174—2008）規(guī)定的A級機房標準，因此機房的設計須考慮到現(xiàn)在的需要和未來的發(fā)展，應具有一定的擴展性。機房的設計按使用時間滿足5—10年的發(fā)展需要考慮。機房的建設需滿足先進性、可靠性、規(guī)范化、安全性、可擴展性、實用性和經(jīng)濟性。網(wǎng)絡拓撲架構需要采用成熟的技術，保證機房通信網(wǎng)絡的先進性，達到國家A級的機房建設標準。網(wǎng)絡拓撲架構可以保證業(yè)務應用，設計一個可靠的機房布局、結構設計、設備選型，關鍵設備還需要采用冗余設計，保證數(shù)據(jù)通信的安全性。網(wǎng)絡拓撲架構設計也需要嚴格遵循國家的規(guī)范和機房的相關標準。網(wǎng)絡拓撲結構還需要具有可擴展性，便于計算機系統(tǒng)的增加、升級和改裝，利用先進的手段監(jiān)控網(wǎng)絡機房，同時節(jié)約成本，著眼于近期目標和長期發(fā)展，選用先進的設備，進行最佳性能的組合，建設現(xiàn)代化機房。

因此，綜合上述要求，徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院網(wǎng)絡拓撲架構采用層次模式，將醫(yī)院網(wǎng)絡自頂向下劃分為三個關鍵層次，分別服務層、傳輸層和骨干層。服務層部署的設備非常多，均為各類型服務器，比如Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、光纖存儲服務器，能夠保存各類型患者數(shù)據(jù)、醫(yī)生數(shù)據(jù)、藥物數(shù)據(jù)、病房數(shù)據(jù)、診斷治療方案數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)可以為門診掛號系統(tǒng)、病房管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、影像拍攝系統(tǒng)等提供強大的應用支撐。傳輸層可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲轉發(fā)，這些設備包括交換機和路由器，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換處理、路由轉發(fā)等功能，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎退俣?，同時傳輸層還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡的擴展和冗余設計，能夠利用多臺交換機和路由器實現(xiàn)冗余傳輸，保證徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院網(wǎng)絡的可靠性和安全性。骨干層可以部署光纜線路和光網(wǎng)絡單元設備，這些設備包括OLT、ONU和ODN，能夠實現(xiàn)數(shù)字信息和光纖信號的轉換，提高了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的傳輸功能，保證網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸速率非常快，如圖1所示。

醫(yī)院分層網(wǎng)絡拓撲結構設計完畢之后，關鍵設備包括交換機、路由器和服務器，還有一些冗余設計規(guī)則，能夠保證醫(yī)院網(wǎng)絡的可擴展性、可靠性和安全性。路由器是醫(yī)院網(wǎng)絡的一個重要節(jié)點，其可以將醫(yī)院網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，設置一個路由網(wǎng)絡的完整性，路由器可以采用一定的轉發(fā)策略確定數(shù)據(jù)路由轉發(fā)，路由器也來源于互聯(lián)網(wǎng)的各個信息節(jié)點，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)不同網(wǎng)絡的連接操作，基于TCP/IP協(xié)議可以完成數(shù)據(jù)傳輸操作功能。路由器采用的傳輸協(xié)議較多，因此會導致網(wǎng)絡傳輸瓶頸，為了解決這個問題，人們提出了三層交換機。交換機可以完成數(shù)據(jù)存儲轉發(fā)操作，并且引入了三層路由協(xié)議功能，可以實現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換工作。三層交換機工作于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層，能夠按照端口地址表查找數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈恢?，這樣就可以準確的確定MAC地址和交換機端口，以便能夠實現(xiàn)交換機內部傳輸矩陣的發(fā)送操作，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)包地址不在地址表中，就可以利用廣播操作，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)學習操作。服務器可以實現(xiàn)信息存儲，構建大型的云存儲中心，實現(xiàn)信息加工和處理，保證光網(wǎng)絡內容的豐富性和多樣性，進一步提高光網(wǎng)絡單元的容載能力。醫(yī)院網(wǎng)絡的智能手機等無線設備可以通過WiFi、4G或5G網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡的分層混用，進一步改進網(wǎng)絡的共享能力。

三、結語

云計算、大數(shù)據(jù)和光纖通信的快速發(fā)展，促進了醫(yī)院業(yè)務的智能化、共享化，能夠有效提升醫(yī)院的工作效率，進一步改進醫(yī)療診斷服務質量，提高患者的滿意度，具有重要的作用和意義。醫(yī)院網(wǎng)絡作為信息化發(fā)展的重要載體，利用分層模式組件一個多模式的網(wǎng)絡就可以提升數(shù)據(jù)傳輸速度，還可以提高骨干網(wǎng)絡的可擴展性和冗余性，進一步改進醫(yī)院網(wǎng)絡的管理便捷化水平，具有一定的作用和意義。