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给医院网络"动手术"--南方医院网络改造采用思科网络解决方案

"南方医院网络改造以后,网络环境改善,满足了PACS系统对网络带宽的需求。在做透视时,一张22M的数字化片子,通过网络系统快速传送到其它科室。通过网络环境的改善,医院在成本降低的同时,工作效率也大大提高。"

南方医院是全国重点高等院校第一军医大学的第一附属医院,座落在广州市风景秀丽的白云山下,是一所历史悠久的融医疗、教学、科研为一体的大型现代化综合性医院。南方医院自实施军卫一号工程以来,经过多年的建设,目前军卫网已形成较大的规模,整个网络内有500多台工作站,并随着应用的增长,系统还在不断的增长中。目前南方医院的业务基本依赖于军卫一号工程系统。

在军卫网的基础上,南方医院作为全军试点单位,进行了PACS影像处理系统建设。随着军卫系统应用规模的不断扩增,网络系统的性能已不能满足日益增长的业务的需要。因此,为保证南方医院信息管理系统及PACS等新业务应用,必须对原有网络进行分析改造,确保万无一失。由于对网络的可靠性和性能要求非常高,南方医院选择了思科公司的网络解决方案,跟思科公司高级认证代理商――广州市方欣科技有限公司进行合作。南方医院信息中心主任刘一强说,"方欣科技有限公司是广州市知名的软件系统开发和系统集成企业,有较强的技术实力、完善的服务质量保障体系,是广州市首批认定的高新技术企业之一,所以合作起来比较放心。

原有网络两大病兆


南方医院原来的网络为星形结构,网络的核心由3Com CoreBuilder 3500三层交换机和3Com SuperStackⅡ3300FX光纤交换机组成。它们通过100MB双绞线或光纤与二级交换机(3Com SuperStackⅡ3300或3Com SuperStackⅡ1100)相连,其中3500通过双绞线连接门诊大楼的二级交换机,而3300FX通过光纤与其它楼层的二级交换机连接;二级交换机通过10MB双绞线或光纤与三级交换机相连(原有网络的拓扑图见图1)。

南方医院网络的拓扑图

原网络系统虽然能保证医院普通的计算机数据的正常传输,但对于PACS影像处理系统、IPVC视频会议等复杂的多媒体应用来说,网络系统的性能已不能满足我院日益增长的业务的需要,主要表现在以下两个方面:一是网络性能不能满足业务系统的需要。原系统的骨干带宽为100Mbps,对于图像存档及通信系统来说,目前的网络带宽就显得有点力不从心;二是系统的可靠性不高。作为核心交换机使用的3500和3300FX本身的可靠性不能满足长时间不间断运行的需要。一旦该系统出现故障,将会严重影响到我院的正常工作。

应用拓展,网络先行。因此,我院迫切需要对原有网络进行改造建设,目的就是要解决日益增多的用户和应用与过去窄小带宽间的矛盾,并提高核心交换机的可靠性。

"手术"一:更换核心交换机,提高可靠性


目前南方医院的业务基本依赖于军卫一号工程系统。越来越多的计算机应用在网络上运行,网络的可靠性就越来越重要。由于南方医院各栋大楼与核心交换机的连接都是千兆,对交换机的交换能力要求比较高。而南方医院原来使用的3Com SuperStack 3300FX只是工作组的交换机,用它作为核心在可靠性和性能方面都不能适合系统增长的需要,况且CoreBuilder 3500的性能指标已不能满足当前应用的需要。因此,这两台交换机都需用高可靠性的交换机替换下来。

思科公司是全球最大的网络公司,在网络技术上处于全球领先地位。在我院网络改造项目中,选用了思科的高可靠性的交换机Cisco Catalyst 6509作为核心交换机。考虑到如果使用2台6509来实现高可用性的话,费用比较昂贵,且各个二级交换机须使用冗余线路连到核心交换机,实施难度相对大,因此,目前的改造只使用一个6509作为核心交换机。为了确保系统稳定可靠,在该交换机上配备了冗余的电源、交换引擎,避免因这些模块的故障而引起的停机。同时,新增加一台Cisco Catalyst 4006交换机作为备份使用,在该交换机上配有一块24口10/100/1000BaseT模块(WS-X4424-GB-RJ45)及一块18口千兆 GBIC模块(WS-X4418-GB),用于各二级交换机的备份接入。由于该交换机上配备新superⅢ引擎,带宽可达到64Gbps,第二层数据包的转发速率为48Mpps,第三层IP CEF(Cisco Express Forwarding)路由为48Mpps。因此,万一核心交换机6509出现单点故障导致停机维修,初期可采用手工切换,可马上把线路割接到4006上投入使用,不影响我院的业务的正常运作。条件许可时,系统也可根据使用的情况将4006接入到网络中使用,即用6509和4006两台交换机来作为网络的核心,实现负载均衡和自动备份,避免单机故障造成整个网络的瘫痪,提高性能并增加冗余。在6509上配备有16口10/100/1000BastT千兆以太网模块(WS-X6516-GE-TX)用于门诊大楼和网络中心的交换机和服务器的千兆接入;同时还配备有16个基于GBIC端口的千兆以太网模块(WS-X6416-GBIC)用于各大楼的接入。

"手术"二:提高网络性能


原核心交换机用Cisco Catalyst 6509替换后,南方医院整个网络的吞吐量有了明显的提高,骨干网可升级到千兆,二级交换机可通过千兆光纤连至核心交换机上。由于原有网络的二级交换机是3Com SuperStackⅡ 3300和3Com SuperStackⅡ 1100,这些交换机并没有千兆接口,必需购买SuperStack Ⅱ Gigabit Ethernet SX模块才能支持千兆网络。考虑到这些交换机升级后性能价格比,南方医院采用了21个Cisco Catalyst 2950G交换机作为二级交换机。Cisco Catalyst 2950G交换机是面向桌面支持千兆的低端交换机,背板交换能力达到8.8Gbps,能提供足够的交换能力。而把替换下来的3Com 3300交换机替代三级节点的3Com 1100和Hub,使得整个网络的系统得以提高,同时也保护了原有的投资。

通过对二级节点的交换机进行升级,把南方医院网络的骨干速度从百兆提高到千兆,同时把对网络带宽要求高的工作站的接入速度提升到百兆(改造后的网络拓扑图见图2)。

在系统改造完成后,我院的网络的主干为千兆,百兆交换到桌面,从整体上消除了网络的瓶颈,呈现出高带宽的特性,核心骨干设备的平均无故障率超过10万小时,为我院的应用拓展提供了一个可靠的高可用性的网络基础平台。我院网络改造以后,网络环境大大改善,能够很好地满足PACS系统对网络带宽的需求。例如在做透视时,一张22M的数字化片子,通过网络系统快速传送到其它科室。通过网络环境的改善,医院在成本降低的同时,工作效率也大大提高。

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