智慧醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)改造方案設(shè)計(jì)

摘 要

四川省崇州市正建設(shè)智慧城市，其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是智慧醫(yī)療建設(shè)。該市原來(lái)的醫(yī)療數(shù)據(jù)由各醫(yī)院自行保存，不能及時(shí)將數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一到一個(gè)平臺(tái)，無(wú)法進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與決策。此次改造涉及數(shù)據(jù)中心建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)兩大部分，數(shù)據(jù)中心采用基于RAID-6的存儲(chǔ)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用Oracle做雙機(jī)負(fù)載平衡，前端采用雙Web應(yīng)用服務(wù)器為各醫(yī)院提供訪問(wèn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用崇州電信提供的大二層結(jié)構(gòu)，每個(gè)醫(yī)院一個(gè)VLAN，通過(guò)醫(yī)管中心核心三層交換機(jī)進(jìn)行匯聚，并通過(guò)該中心的雙出口核心路由器訪問(wèn)醫(yī)保網(wǎng)。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)改造 負(fù)載平衡 雙出口路由

1 改造前狀況

該市下轄26個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有一個(gè)衛(wèi)生院，在智慧醫(yī)療改造前，每個(gè)衛(wèi)生院建設(shè)自己的內(nèi)部系統(tǒng)、架設(shè)自己的服務(wù)器并保存各自醫(yī)療數(shù)據(jù)，各自依靠電信開通了訪問(wèn)成都市醫(yī)保網(wǎng)的光纖。

在該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，全市的醫(yī)療數(shù)據(jù)并不能及時(shí)、有效匯總，無(wú)法進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析與決策，該種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)資源、服務(wù)服務(wù)器資源及電力資源。

2 網(wǎng)絡(luò)大二層方案

為建設(shè)智慧醫(yī)療項(xiàng)目，該市依托原有醫(yī)管中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（邁普S6800核心交換機(jī)和MP3900匯聚路由器等），由電信新架設(shè)了兩根光纖，通過(guò)Trunk方式接入醫(yī)管中心核心交換機(jī)S6800，然后通過(guò)MP3900匯聚路由器上的雙線路（電信醫(yī)保光纖和移動(dòng)醫(yī)保光纖）訪問(wèn)成都市醫(yī)保網(wǎng)，整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

在該網(wǎng)絡(luò)方案中，崇州電信將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院劃到兩個(gè)VLAN線路中，這兩條VLAN線路采用Trunk接入方式，以通過(guò)多個(gè)VLAN的數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)的端口配置如下所示：

port 1/45

description To_崇陽(yáng)1/0/10

port mode trunk

port trunk allowed vlan 3802-3804，3807-3810，3826

port trunk allowed vlan 3829-3831

exit

port 1/47

description To_新局1/0/21

port mode trunk

port trunk allowed vlan 1，3801，3805-3806，3811-3825

port trunk allowed vlan 3827-3828，3832

exit

各衛(wèi)生院通過(guò)該大二層及VLAN間路由訪問(wèn)醫(yī)管中心的Web服務(wù)器和成都市醫(yī)保網(wǎng)服務(wù)器。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載平衡

為實(shí)現(xiàn)高可用性，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)采用基于Oracle 11g的RAC（real application clusters，實(shí)時(shí)應(yīng)用集群）方案，可以支持24 x 7有效的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，在低成本服務(wù)器上構(gòu)建高可用性數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并且自由部署應(yīng)用，無(wú)需修改代碼。在Oracle RAC環(huán)境下，Oracle集成提供了集群軟件和存儲(chǔ)管理軟件，為用戶降低了應(yīng)用成本。當(dāng)應(yīng)用規(guī)模需要擴(kuò)充時(shí)，用戶可以按需擴(kuò)展系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的性能。RAC有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）多節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡；

（2）提供高可用：故障容錯(cuò)和無(wú)縫切換功能，將硬件和軟件錯(cuò)誤造成的影響最小化；

（3）通過(guò)并行執(zhí)行技術(shù)提高事務(wù)響應(yīng)時(shí)間——通常用于數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；

（4）通過(guò)橫向擴(kuò)展提高每秒交易數(shù)和連接數(shù)——通常對(duì)于聯(lián)機(jī)事務(wù)系統(tǒng)；

（5）節(jié)約硬件成本，可以用多個(gè)廉價(jià)PC服務(wù)器代替昂貴的小型機(jī)或大型機(jī)，同時(shí)節(jié)約相應(yīng)維護(hù)成本；

（6）可擴(kuò)展性好，可以方便添加刪除節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展硬件資源。

整套系統(tǒng)部署兩臺(tái)Web應(yīng)用服務(wù)器做NLB，這兩臺(tái)Web服務(wù)器通過(guò)RAC訪問(wèn)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)不間斷訪問(wèn)。各衛(wèi)生院以HTTP方式訪問(wèn)HIS系統(tǒng)，以完成各自業(yè)務(wù)。

4 雙出口路由

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整合后，各衛(wèi)生院還需通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)成都市醫(yī)保數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性，引入了崇州電信和崇州移動(dòng)兩根光纖，各開通20M帶寬，平時(shí)訪問(wèn)醫(yī)保數(shù)據(jù)走電信光纖，當(dāng)電信光纖不可達(dá)時(shí)，走移動(dòng)光纖，當(dāng)電信光纖恢復(fù)可達(dá)后，再將路由切換回電信光纖，主要配置如下：

interface gigaethernet2

description To_電信醫(yī)保光纖

pppoe-client dial-pool-number 1

pppoe-client auto-dial always

exit

interface gigaethernet3

description To_移動(dòng)醫(yī)保光纖

ip address 135.1.20.16 255.255.255.0

ip nat outside

exit

ip route 10.163.0.0 255.255.0.0 gigaethernet3 135.1.20.1 track 1

ip route 10.163.0.0 255.255.0.0 dialer0 10（增大移動(dòng)醫(yī)保光纖的度量值）

ip route 192.168.120.0 255.255.255.0 gigaethernet3 135.1.20.1 track 1

ip route 192.168.120.0 255.255.255.0 dialer0 10（增大移動(dòng)醫(yī)保光纖的度量值）

并加入跟蹤檢測(cè)代碼，使用icmp數(shù)據(jù)包每秒檢測(cè)一次電信光纖可達(dá)性，如果電信光纖不可達(dá)，立即將路由切換到移動(dòng)光纖，整個(gè)過(guò)程不超過(guò)2秒，代碼如下：

rtr enable

rtr 1 icmpecho

set 192.168.120.50 1 70 1 2 extend 135.1.20.16 0 FALSE FALSE

exit

rtr group 1

member 1

exit

rtr schedule 1 group 1 start now ageout 300 life forever

5 總結(jié)

崇州市智慧醫(yī)療基于大二層的網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)及數(shù)據(jù)中心建設(shè)完成后，將全市所有衛(wèi)生院的醫(yī)療數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一到一個(gè)平臺(tái)上，大大減少了各衛(wèi)生院網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器維護(hù)的工作量，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源，為崇州智慧醫(yī)療及大數(shù)據(jù)的建設(shè)提供了可靠保證，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，提高了工作效率，降低了運(yùn)行維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]李永，甘新玲，王海燕.不同VLAN之間通信實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（04）：106-108.

[2]黃世權(quán).Trunk和VLAN技術(shù)在大型校園網(wǎng)中的綜合運(yùn)用[J].安徽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006（30）2：30-32

[3]李金良.浙江師大選課系統(tǒng)負(fù)載平衡研究[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2006（07）：42-44.

[4]付社良，田斌.Oracle RAC 10g系統(tǒng)高可用性測(cè)試及分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（信息與管理工程版），2007（02）：77-79.

[5]李彬.基于醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle RAC體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究[J].中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2014（02）：68-69.

[6]段國(guó)云，盛新福.負(fù)載均衡技術(shù)在Web服務(wù)中的應(yīng)用研究[J].辦公自動(dòng)化（綜合版），2009（158）：29-30.

[7]崔萌，于承斌.基于防火墻的雙出口路由策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2010（06）：131-134.

作者簡(jiǎn)介

任毅（1972-），男，碩士學(xué)位?，F(xiàn)為四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)、樓宇智能化技術(shù)。

作者單位

四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系 四川省成都市 611130