醫院網絡拓撲結構應用與設計

李忠明 北京市延慶區醫院

1 引言

大數據、云計算、互聯網等技術的快速發展，有效促進了醫院的信息化普及，許多醫院為了提高醫療診斷與救治服務水平，在各個科室逐漸引入了先進的信息化設備或管理系統，比如醫學影像設備、門診掛號系統、診斷治療管理系統、藥房管理系統、醫保結算管理系統等，這些系統可以利用互聯網實現數據查詢、插入、修改和刪除操作，為患者、醫師、護士以及管理人員提供信息共享服務。因此，醫院網絡拓撲結構設計就顯得非常重要，傳統的網絡結構多采用總線模型、星型模型、網狀模型等進行設計，這種網絡結構不易于管理，運行升級和擴展網絡接入設備工作非常復雜，因此不能夠為醫院用戶提供強大的、便捷的服務。許多網絡工程師為了提高網絡結構可維護性，經過多年的實踐和研究，提出了分層化的互聯網拓撲結構，包括服務層、傳輸層和骨干層，每一層之間都可以通過接口互聯，提高了網絡接入設備和軟件系統能力，同時也提高了網絡容災性，具有重要的作用和意義。

2 醫院網絡信息化應用需求分析

醫院作為人民群眾治病就醫的重要機構，涵蓋科室非常多，業務種類也非常多，因此信息化需求也非常大，從患者掛號、診斷治療、住院出院、藥物使用、繳費管理等各個流程都可以利用先進的信息系統，操作簡單方便，數據共享性強，大大地提高了醫院的信息化水平。本文結合筆者多年的工作實踐，詳細地描述了醫院網絡信息化需求，具體內容如下：

（1）門診掛號應用需求。患者到醫院就診需要掛號，因此門診掛號可以利用互聯網采集患者的基本信息，包括姓名、性別、住址、年齡等，也是醫院和患者交流的重要窗口，實現患者信息第一次采集，保證后續治療。

（2）診斷治療應用需求。醫院的診斷治療信息化需求很多，包括醫學影像拍攝管理、病理診斷管理、遠程診斷管理等多個功能，查看患者的各類型診斷資料或報告，判定患者的病情或病種，具有重要的作用。

（3）藥房管理應用需求。藥房收錄的藥物信息很多，這些藥物需要供各個科室的醫生使用，因此需要實現藥物入庫、出庫、盤點、查詢等功能，以便能夠確定對醫院藥品的精確化管理，實現藥物信息共享。

（4）住院病房管理應用需求。病房是一個醫院收治患者的重要場所，其需要針對每一個床位、病房內的設備進行自動化管理，實現患者住院、出院操作，充分利用醫院的病房資源，具有重要的作用和意義。

3 醫院網絡拓撲結構設計

醫院網絡拓撲架構采用分層的拓撲架構，該架構可以將互聯網自上而下劃分為三個層次，分別是服務層、傳輸層和骨干層。服務層可以部署各類型設備，比如數據庫服務器、Web服務器、存儲服務器，能夠保存各類型的醫師、藥物和患者信息，同時部署各科室的應用軟件，比如住院管理系統、藥房管理系統、醫療檔案管理系統等，為用戶提供各類型的應用軟件部署、操作功能。傳輸層部署交換機、路由器等，可以實現數據的交換、路由和轉發功能，實現強大的路由轉發操作，這樣就可以提高數據傳輸的速度，并且易于管理交換機和路由器。骨干層可以部署OLT、ODN等光網絡單元設備，這些設備可以連接用戶端設備，能夠實現數字信息、光纖信號的轉換，提高網絡傳輸性能，任何一層都采用冗余設計模式，發生通信故障之后依然可以保持正常通信。如圖1所示。

圖1 醫院分層網絡拓撲架構

醫院分層網絡拓撲架構關鍵組成設備很多，主要是交換機、路由器和服務器。路由器是一個互聯網關鍵節點設備，能夠決定數據如何轉發，轉發策略又被稱為路由選擇，這也是路由器的名稱來源，能夠實現不同網絡之間的信息連接，基于TCP/IP協議完成數據傳輸功能，但是由于路由器設備自身問題，其已經成為數據處理的網絡瓶頸之一。目前為了提高數據傳輸速度，人們提出了關鍵的三層交換機，利用交換機實現路由傳輸功能，強化路由傳輸的力度。交換機工作于TCP/IP協議的數據鏈路層，處理端口就會查找內存中的地址對照表，這樣就可以準確地確定目的MAC的網卡與哪個端口連接，通過內部交換矩陣迅速地將數據傳輸到目的端口，如果MAC地址不存在，則將其廣播到所有的端口，接收端口將會學習和記錄新的MAC地址，并且將其添加到內部MAC地址表中，使用交換機可以將網絡劃分為多個段，每一個段都可以對照IP地址表，交換機只允許必要的流量通過交換機，實現信息過濾和轉發，可以有效地減少沖突域，將網絡劃分為廣播域。服務器可以實現信息存儲，構建大型的云存儲中心，實現信息加工和處理，保證光網絡內容的豐富性和多樣性，進一步提高光網絡單元的容載能力。

4 結束語

隨著社會快速邁入到“互聯網+”時代，醫院也逐漸開發了許多的互聯網應用軟件，利用先進的網絡實現遠程診斷、醫療檔案管理等醫療服務，因此醫院網絡拓撲結構設計就顯得非常重要，需要構建一個可擴展的、易升級維護管理的分層網絡，進一步提升網絡的數據傳輸、共享服務能力。