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智慧医院网络融合解决方案

需求与挑战

      传统医院网络多采用内网、外网、智能化专网等多套网络物理隔离的建设模式,无线网络作为有线网络的延伸,只承载移动医疗等内网应用。随着远程医疗、医疗物联网和移动互联网等新业务需求的出现,传统物理隔离网络架构已经成为智慧医院建设的障碍:

  • 远程医疗业务需求:为了便于远程医疗开展,医生需要通过固定视频会议系统、移动终端等多种方式灵活接入网络中,需要在医院的智能化专网、外网以及内网之间实现数据互联互通;
  • 医疗物联网需求:人员资产管理、婴儿防盗等医疗物联网应用的开展,需要医院内网、无线网络和智能化专网中的门禁、监控等系统互联互通,完成业务联动;
  • 移动互联网需求:掌上医院的开通,需要将医院无线网络、内网、外网互联互通,实现移动支付、室内导诊、挂号、查询报告等移动互联网业务的开展。

      如何实现医院内数据的互联互通,建设一套安全、稳定、高效的网络,是智慧医院信息化建设需要解决的首要问题。

医院网络融合方式探讨

      常见的医院网络融合方式有以下两种。

物理隔离,局部互通

      这种建设模式中,内网、外网、智能化专网等多套网络建设从园区到数据中心采用物理隔离的方式,在多套网之间通过防火墙、网闸或者前置机等方式完成数据互联互通。这种模式虽然满足了数据的安全互通需求,但不足之处也很明显:建设成本较高,每套网络都需要配置相应的等保安全设备,设备利用率低;不利于备份或者双活数据中心扩展,需要对应多套分别配置独立的网络安全设备,运维管理工作复杂。

物理融合,逻辑隔离

      这种建设模式中,利用 VLAN 技术把医院现有网络划分为几个相对独立而又可互相访问的子网,有效避免了网络规模不断扩大时广播风暴的产生,提高了网络的安全性和网络带宽的利用率,实现了医院信息系统多网间的融合。但管理配置更加复杂,多套网络中接入终端和设备类型对网络交换机不同,容易造成设备选型和权限管控的混乱,对运维人员能力要求极高。

智慧医院网络融合架构设计

      融合网络架构如图 1 所示,该架构中分为园区网和数据中心两部分。

园区网络架构

      园区网络采用物理隔离的建设方式,分为内外、外网、智能化专网以及无线物联网共4套相对的物理设备。

  • 内网、外网、智能化专网链路带宽为万兆主干千兆到桌面,采用核心 - 汇聚 - 接入三层架构;
  • 核心交换机 2 台,通过横向虚拟化技术满足可靠性要求;
  • 核心和汇聚之间通过双链路连接,保障链路的冗余性;
  • 无线网络单独组网,既提供全院 WIFI 覆盖,同时作为有线网络备份,园区网络相对隔离的架构将内网、外网和无线网之间的安全风险最大程度降低;
  •  物联网 AP 除了提供基本的 WIFI 功能外,支持内置蓝牙,通过 PoE OUT 或者 USB 通用接口满足基于蓝牙、RFID、ZigBee 等射频的物联网业务扩展,避免医院重复施工布线,节约投资。

数据中心网络架构

      数据中心网络按照业务内容不同,划分为内网数据中心、外网数据中心、智能化专网数据中心、DMZ区。

  • 为满足互联互通需求,数据中心核心交换机将多套网络物理连接,通过 VLAN 逻辑隔离;
  • 数据中心核心交换机支持多虚一虚拟化技术避免单点故障,支持 EVN、VxLAN 等虚拟大二层技术,提供双活或者灾备数据中心扩展性能;
  • 配置 SDN控制器通过图表式的管理界面,将用户按照不同的群组统一配置策略权限,保障多套网络之间业务隔离;

安全技术建设

      为保障医院信息系统和业务的安全稳定运行,防止业务数据丢失、信息泄密、恶意渗透攻击,需要参照等级保护建设标准对本文设计的网络进行安全建设。

  • 安全域:按照医院数据中心应用系统信息和应用分类的安全需求,数据中心网络业务内容不同,划分为内网数据中心、外网数据中心、智能化专网数据中心、DMZ 区、对外互联区、安全管理区以及综合管理区 7 个不同的安全域。
  • 安全域边界防护:在安全域以及互联网出口边界上,针对医院信息系统的网络数据流入 / 流出提供过滤和保护,通过配置防火墙设备阻止安全域外部连接的非授权进入内部,以及通过网络手段阻断特定的内外连接。通过配置网络入侵防御设备对蠕虫木马攻击、拒绝服务攻击、入侵行为进行识别,并且进行实时拦截。
  • 安全管理区:通过数据中心交换机旁挂入侵防御、准入控制、堡垒机、接入认证、漏洞扫描、日志审计等安全设备,保障系统和数据安全。
  • 对外互联区:通过 DDos、VPN、防病毒网关、上网行为管理等安全设备实现局域网和互联网之间的安全防护

医院网络融合架构优点

互联互通,避免信息孤岛

      多套网络之间通过等级保护建设保障信息安全,同时提高用户体验,各子网系统的互联互通实现起来更加便捷,便于医疗物联网、远程医疗等智慧医院业务开展,奠定了良好的数据传输管道。

避免重复建设,节约用户投资

      本方案中无线物联网预留了标准的物联网扩展接口,后期物联网建设避免了重复的施工布线,以及 PoE 交换机等投资费用。

架构先进,满足未来扩展需求

      本方案在网络架构设计中考虑到医院未来灾备数据中心的建设需求,支持虚拟大二层技术;无线网络支持人员资产管理、生命体征监测等物联网业务平滑升级能力。