王肖

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1 智慧醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)設(shè)計思想與設(shè)計原則

醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的平臺搭建，它負責傳輸所有的醫(yī)院數(shù)據(jù)通信?？煽康男畔⒓夹g(shù)服務(wù)，穩(wěn)定的運營至關(guān)重要。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)平臺要符合以下原則進行：

1.1 穩(wěn)定性、可靠性

醫(yī)院進行網(wǎng)絡(luò)運行最基本的訴求即為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性，包括：PACS 數(shù)據(jù)傳輸、醫(yī)生閱片調(diào)取、門急診掛號及收費等系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵設(shè)備冗余，在硬件上包括預(yù)留支持熱插拔板，增加冗余控制模塊，雙路甚至四路UPS 電源接入。冗余信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計，包括核心及匯聚層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備雙機熱備，接入層鏈路端口冗余、主要技術(shù)設(shè)備端口鏈路聚合、主要存儲設(shè)備負載均衡設(shè)計[1]。

1.2 安全性

安全性關(guān)系到醫(yī)院信息系統(tǒng)病患及醫(yī)療信息的保密，自身網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，包括邏輯安全控制和物理空間的網(wǎng)絡(luò)安全控制。除了天融信、亞信安全、深信服等專業(yè)的安全設(shè)備提供的專業(yè)安全防護，基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層面也需要我們具備一定的網(wǎng)絡(luò)信息安全防范能力，如防IP 沖突、ARP 攻擊等。通過部署網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，一方面是為了滿足醫(yī)院內(nèi)部信息的安全性，另一方面滿足等保要求和醫(yī)院等級評審需求。

1.3 先進性、可擴展性與實用性結(jié)合

醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不僅需要能夠滿足當前系統(tǒng)運行需要，隨著不斷涌現(xiàn)的新新業(yè)務(wù)系統(tǒng)和不斷升級的現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要能夠承載更多豐富業(yè)務(wù)及提供更快捷的服務(wù)。同時隨著城市經(jīng)濟發(fā)展，諸多醫(yī)院開始在建設(shè)新的院區(qū)，新老院的信息互聯(lián)、共享，也是今后醫(yī)院發(fā)展的主流需求。所以，網(wǎng)絡(luò)的前瞻性設(shè)計需要充分考慮網(wǎng)絡(luò)的可擴展性。

1.4 易維護、可管理性

長期以來網(wǎng)絡(luò)運維大多依賴儲備相當網(wǎng)絡(luò)知識的專業(yè)型廠商工程師，才能在網(wǎng)絡(luò)癱瘓時迅速排查網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點，分析事故原因，再進行問題的解決。在新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計及產(chǎn)品選型時可管理及易維護性的需求日益增加。醫(yī)院運維管理團隊應(yīng)該從繁雜的運維工作中抽出身來，更多的關(guān)注業(yè)務(wù)應(yīng)用和創(chuàng)新。

2 智慧醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計

2.1 總體物理架構(gòu)設(shè)計

醫(yī)院院區(qū)網(wǎng)絡(luò)的邏輯包括八大部分

終端層：包含醫(yī)院院區(qū)內(nèi)的各種終端設(shè)備，例如醫(yī)生辦公電腦、自助報道機、自助膠片打印機、自助繳費機、查房PDA、門禁控制器、PACS 工作站等等。

接入層：負責將各種終端接入到院區(qū)網(wǎng)絡(luò)，通常由以光口交換機和電口接入交換機組成。對于某些終端，例如無線接入的AP 設(shè)備，仍然需要增加室內(nèi)信號分布系統(tǒng)基站或者無線AC 控制器。

匯聚層：負責匯聚一棟大樓內(nèi)的接入交換機流量，提供路由轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)發(fā)大樓內(nèi)接入交換機之間的流量。匯聚交換機應(yīng)支持路由協(xié)議，跨院區(qū)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)搭建時注意回指路由的配置。同時支持一些訪問控制列表的下發(fā)，對不同業(yè)務(wù)VLAN、地址段之間的數(shù)據(jù)交換及端口流量可以進行限制。匯聚層設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)接入層設(shè)備數(shù)量和分布來選擇相應(yīng)的接口數(shù)；同時為避免擁塞現(xiàn)象，應(yīng)考慮匯聚層的上行和下行的過載比。

核心層：核心層負責院區(qū)內(nèi)部多個樓宇的數(shù)據(jù)交換，因此需要保持核心層設(shè)備配置簡單，不布置具體業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)帶寬的高利用率、數(shù)據(jù)的高轉(zhuǎn)發(fā)性能和網(wǎng)絡(luò)故障的快速收斂。同時從可靠性方面考慮，核心層需要高冗余，可以將兩臺交換機在邏輯上虛擬成一臺交換機。

院區(qū)出口：院區(qū)出口是醫(yī)院院區(qū)網(wǎng)絡(luò)到外部公網(wǎng)的唯一通道，院區(qū)網(wǎng)的內(nèi)部用戶通過網(wǎng)閘設(shè)備接入到公網(wǎng)，外部用戶（VPN 用戶等）也通過安全隔離與信息交換設(shè)備接入到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)[2]。

數(shù)據(jù)中心區(qū)：部署存儲虛擬化設(shè)備、HIS 及PACS 數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用、虛擬化桌面應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備（堡壘機、IT 安全運維管理軟件）等。為醫(yī)院內(nèi)部醫(yī)護人員及管理人員提供數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)。

DMZ（Demilitarized Zone）區(qū)：通常外網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器部署于該區(qū)域，為外部訪客（非醫(yī)院內(nèi)部員工）及VPN 用戶提供相應(yīng)的訪問業(yè)務(wù)。該區(qū)域安全性受到嚴格控制，建議部署IPS、防火墻、上網(wǎng)行為管理、防毒墻等設(shè)備。

Extranet 區(qū)：主要是面向外聯(lián)單位例如銀行、醫(yī)保網(wǎng)等其他類型為醫(yī)院提供服務(wù)的機柜。功能與DMZ 區(qū)相似。

2.2 總體邏輯架構(gòu)設(shè)計

本次項目涉及醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)建設(shè)：

內(nèi)網(wǎng)：醫(yī)院管理及醫(yī)療系統(tǒng)運行的神經(jīng)，要承載所有醫(yī)療業(yè)務(wù)，如HIS（醫(yī)院信息管理系統(tǒng)）、LIS（檢驗業(yè)務(wù)）、PACS（影像歸檔和通信系統(tǒng)）等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)網(wǎng)設(shè)備要求高冗余、高帶寬、高速率、大容量，并需考慮未來擴容、帶寬升級。

外網(wǎng)：即為管理辦公網(wǎng)，作為行政辦公、對外發(fā)布、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)資料查詢的主要平臺，穩(wěn)定性和保密性要求低于內(nèi)網(wǎng)，且接入終端及數(shù)據(jù)流特點也更為復(fù)雜。

設(shè)備網(wǎng)：即為弱電智能網(wǎng)，主要為院區(qū)內(nèi)時間服務(wù)器、彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機、門禁控制器、樓控網(wǎng)關(guān)設(shè)備、背景音樂網(wǎng)絡(luò)播放器、存儲及應(yīng)用服務(wù)器等院區(qū)應(yīng)用設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。隨著院區(qū)智能網(wǎng)子系統(tǒng)日趨完善，綜合安防攝像機設(shè)備數(shù)量增加及視頻質(zhì)量的提高，智能網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換同樣需要大容量、高速率和高寬帶。

院區(qū)設(shè)計建設(shè)三張網(wǎng)，醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、設(shè)備網(wǎng)單獨部署，物理隔離。其中醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之間通過網(wǎng)閘進行必須的數(shù)據(jù)傳遞，在滿足等保要求的前提下實現(xiàn)應(yīng)用接口的訪問。

2.3 可靠性設(shè)計

院區(qū)接入層設(shè)計比數(shù)據(jù)中心部署模式與特性需求更多：安全、認證、視頻、無線、應(yīng)用可視化等，為便于在樓層進行靈活擴展、可融合各種無線解決方案，院區(qū)網(wǎng)絡(luò)建議使用Instant Access 即時接入技術(shù)，同時保持所有接入層設(shè)備功能一致性。通過預(yù)配置接入交換機信息，再連接物理設(shè)備可以提前做端口配置等詳細內(nèi)容，不用等到物理設(shè)備上線再做配置。提高醫(yī)院運行的高適應(yīng)性及高前瞻準備性[3]。

接入層多機堆疊雙上聯(lián)實現(xiàn)上行鏈接的雙歸屬。通過雙機虛擬化可以提高單節(jié)點設(shè)備及鏈路的可靠性。接入層設(shè)備端口流量也可以均勻分布在堆疊鏈路上，鏈路帶寬利用率大大增加。一條或多條鏈路故障后，流量自動切換到其他正常的鏈路。通過鏈路故障感知快速切換，設(shè)備上的所有業(yè)務(wù)將正常運行。網(wǎng)絡(luò)故障迅速收斂。

物理三層，邏輯兩層，管理IP 只需要幾個。繁瑣的配置工作將呈現(xiàn)幾何級數(shù)級減少，單IP 管理及排錯。結(jié)合Smart Install 可覆蓋FEX 與非FEX 所有設(shè)備，新增節(jié)點幾乎免配置。核心層設(shè)備功能延伸到接入層。網(wǎng)絡(luò)配置、管理、故障排查難度降低，運維簡化、呈單點形式展現(xiàn)。

2.4 網(wǎng)絡(luò)運維

目前醫(yī)院信息中心的運維工作人員除了負責HIS、PACS 等醫(yī)療軟件系統(tǒng)的維護還肩負著網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的運維管理，一般一個科室10 個人需要管理上千人運行的醫(yī)院，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的易維護性顯得尤為重要。通過PI 網(wǎng)管軟件，醫(yī)院有線和無線網(wǎng)絡(luò)得到統(tǒng)一的管理，同時網(wǎng)管軟件提供網(wǎng)絡(luò)拓撲的可視化、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備故障預(yù)警、實時事件警報和網(wǎng)絡(luò)流量統(tǒng)計。高效的網(wǎng)絡(luò)運維不僅是減輕技術(shù)人員運維和排查故障的工作量，更重要的是保障社會網(wǎng)絡(luò)及各應(yīng)用管理系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展可靠、安全的運行。

3 結(jié)語

隨著生活條件的提升，整個社會對醫(yī)院發(fā)展更加關(guān)注和重視。為了滿足人們對優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源不斷增加的需求，必須積極促進醫(yī)院轉(zhuǎn)型，全面建立具有信息化與智能化的智慧醫(yī)院，對醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行全面的優(yōu)化。本文結(jié)合醫(yī)院發(fā)展實際，從物理層、邏輯層、安全可靠性方面，設(shè)計了完善的網(wǎng)絡(luò)方案。具體實施過程還需要注意VLAN 規(guī)劃、IP 規(guī)劃、路由規(guī)劃、WLAN、內(nèi)部互訪、準入控制、行為管理等方面的具體設(shè)計。通過建立有線無線網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，保證了網(wǎng)絡(luò)策略的一致性，真正實現(xiàn)了有線無線網(wǎng)絡(luò)的融合。為醫(yī)護人員工作提供便捷高效的網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境，同時節(jié)約患者就醫(yī)取片、繳費時間，使患者獲得較舒適的就醫(yī)服務(wù)體驗，最終實現(xiàn)醫(yī)院整體服務(wù)的提升和醫(yī)療資源的高效利用。