医院网络拓扑结构应用与设计

李忠明 北京市延庆区医院

1 引言

大数据、云计算、互联网等技术的快速发展，有效促进了医院的信息化普及，许多医院为了提高医疗诊断与救治服务水平，在各个科室逐渐引入了先进的信息化设备或管理系统，比如医学影像设备、门诊挂号系统、诊断治疗管理系统、药房管理系统、医保结算管理系统等，这些系统可以利用互联网实现数据查询、插入、修改和删除操作，为患者、医师、护士以及管理人员提供信息共享服务。因此，医院网络拓扑结构设计就显得非常重要，传统的网络结构多采用总线模型、星型模型、网状模型等进行设计，这种网络结构不易于管理，运行升级和扩展网络接入设备工作非常复杂，因此不能够为医院用户提供强大的、便捷的服务。许多网络工程师为了提高网络结构可维护性，经过多年的实践和研究，提出了分层化的互联网拓扑结构，包括服务层、传输层和骨干层，每一层之间都可以通过接口互联，提高了网络接入设备和软件系统能力，同时也提高了网络容灾性，具有重要的作用和意义。

2 医院网络信息化应用需求分析

医院作为人民群众治病就医的重要机构，涵盖科室非常多，业务种类也非常多，因此信息化需求也非常大，从患者挂号、诊断治疗、住院出院、药物使用、缴费管理等各个流程都可以利用先进的信息系统，操作简单方便，数据共享性强，大大地提高了医院的信息化水平。本文结合笔者多年的工作实践，详细地描述了医院网络信息化需求，具体内容如下：

（1）门诊挂号应用需求。患者到医院就诊需要挂号，因此门诊挂号可以利用互联网采集患者的基本信息，包括姓名、性别、住址、年龄等，也是医院和患者交流的重要窗口，实现患者信息第一次采集，保证后续治疗。

（2）诊断治疗应用需求。医院的诊断治疗信息化需求很多，包括医学影像拍摄管理、病理诊断管理、远程诊断管理等多个功能，查看患者的各类型诊断资料或报告，判定患者的病情或病种，具有重要的作用。

（3）药房管理应用需求。药房收录的药物信息很多，这些药物需要供各个科室的医生使用，因此需要实现药物入库、出库、盘点、查询等功能，以便能够确定对医院药品的精确化管理，实现药物信息共享。

（4）住院病房管理应用需求。病房是一个医院收治患者的重要场所，其需要针对每一个床位、病房内的设备进行自动化管理，实现患者住院、出院操作，充分利用医院的病房资源，具有重要的作用和意义。

3 医院网络拓扑结构设计

医院网络拓扑架构采用分层的拓扑架构，该架构可以将互联网自上而下划分为三个层次，分别是服务层、传输层和骨干层。服务层可以部署各类型设备，比如数据库服务器、Web服务器、存储服务器，能够保存各类型的医师、药物和患者信息，同时部署各科室的应用软件，比如住院管理系统、药房管理系统、医疗档案管理系统等，为用户提供各类型的应用软件部署、操作功能。传输层部署交换机、路由器等，可以实现数据的交换、路由和转发功能，实现强大的路由转发操作，这样就可以提高数据传输的速度，并且易于管理交换机和路由器。骨干层可以部署OLT、ODN等光网络单元设备，这些设备可以连接用户端设备，能够实现数字信息、光纤信号的转换，提高网络传输性能，任何一层都采用冗余设计模式，发生通信故障之后依然可以保持正常通信。如图1所示。

图1 医院分层网络拓扑架构

医院分层网络拓扑架构关键组成设备很多，主要是交换机、路由器和服务器。路由器是一个互联网关键节点设备，能够决定数据如何转发，转发策略又被称为路由选择，这也是路由器的名称来源，能够实现不同网络之间的信息连接，基于TCP/IP协议完成数据传输功能，但是由于路由器设备自身问题，其已经成为数据处理的网络瓶颈之一。目前为了提高数据传输速度，人们提出了关键的三层交换机，利用交换机实现路由传输功能，强化路由传输的力度。交换机工作于TCP/IP协议的数据链路层，处理端口就会查找内存中的地址对照表，这样就可以准确地确定目的MAC的网卡与哪个端口连接，通过内部交换矩阵迅速地将数据传输到目的端口，如果MAC地址不存在，则将其广播到所有的端口，接收端口将会学习和记录新的MAC地址，并且将其添加到内部MAC地址表中，使用交换机可以将网络划分为多个段，每一个段都可以对照IP地址表，交换机只允许必要的流量通过交换机，实现信息过滤和转发，可以有效地减少冲突域，将网络划分为广播域。服务器可以实现信息存储，构建大型的云存储中心，实现信息加工和处理，保证光网络内容的丰富性和多样性，进一步提高光网络单元的容载能力。

4 结束语

随着社会快速迈入到“互联网+”时代，医院也逐渐开发了许多的互联网应用软件，利用先进的网络实现远程诊断、医疗档案管理等医疗服务，因此医院网络拓扑结构设计就显得非常重要，需要构建一个可扩展的、易升级维护管理的分层网络，进一步提升网络的数据传输、共享服务能力。