网络系统技术方案及设备配置方案同名4.docx
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网络系统技术方案及设备配置方案同名4
网络系统技术方案及设备配置方案2012（同名20004）
计算机
网络系统技术方案及设备配置方案
一计算机网络系统技术方案及设备配置方案
（一）计算机网络系统项目概述
随着计算机技术、通讯技术的飞速发展，计算机网络正快速覆盖社会的各行各业，使我们感受到网络时代的春风。
医院作为人民社会生活的重要组成部分，传统的办公模式已经不适应当今的网络时代。
先进、可靠、高效的计算机网络，是现今医院网络化办公的基础。
沁阳市人民医院创建于1946年，开放病床360张；现有职工516人，专业技术人员410人，其中高级专业技术人员19人，中级专业技术人员120人，初级专业技术人员163人。
设置16个临床科室30余个专业，16个医技科室，是沁阳市规模最大的集医疗、教学、科研、预防保健和院外急救为一体的现代化综合性医院，成为河南省人民医院、中科院、肿瘤医院协作单位，新乡医学院、焦作职工医学院教学医院，中国东软核磁共振河南示范培训基地、河南省新生儿重症救护网络成员单位、河南省眼科网络成员单位、中国糖尿病综合防治计划推行单位、城镇职工医疗保险定点医院、中国人寿保险定点医院。
（二）计算机网络系统建设的总体目标
1.用户需求分析
医院的计算机网络系统建设需求归纳如下：
具有可靠功能专用网络安全产品；在对后期培训工作的安排中，加强对有关工作人员系统安全知识培训及处理突发故障能力的培训。
∙ 先进性
保证所采用的设备和技术属世界主流产品，在相应的应用领域占有较的用户市场，在相关计算机技术及网络技术方面处于领先地位。
考虑到网络建成后较在很长一段时间内使用，所以在选择网络技术的时候应具有一定超前意识。
∙ 实用性
系统的性能指标应能够满足住处网络内各项业务对处理能力的要求。
整个系统的性能应当是可靠的，便于管理的。
所采用的设备应当是易于配置维护。
从客户的角度出发，在完全满足网络应用要求的条件下，尽量压缩设备所需费用，争取达到最优的性能价格比。
∙ 开放性
在网络和主机方面应支持符合国际标准和工业标准的相关接口，能够与各接入单位网络、ISP的网络以及其它相关系统实现可靠的互联；在支持标准的应用开发平台方面，系统软硬平台应具有良好的移植能力，在硬件升级后保持二进制级兼容性；在网络协议的选择方面，应选择广泛应用的标准协议，同时支持局域网内部的其他协议。
∙ 可扩充性和灵活性
在网络和主机设备的选择方面，应具有良好的可扩充能力，可以根据信息网络临时需要对系统进行必要的调整、扩充，这包括存储容量和网络规模等方面的扩充。
在网络全面升级的情况下，能够最大限度地保护现有投资。
2.设计依据
1） 门诊、医技楼网络系统招标文件技术规范
2） 门诊、医技楼综合布线设计方案
3） ITU（国际电信联盟）相关标准
4） IETF（Internet工程任务组）的RFC相关文件
5） 中华人民共和国计算机信息网络国际互联网管理暂行规定
3.设计目标
医院网络系统建设总体目标如下：
1） 采用先进网络技术，同时注重该技术的成熟性，要求选择的技术符合国际标准。
能够与主要网络厂商的产品及网络技术较为方便的实现互联。
2） 采用的技术及设备应该具有易升级及可扩展性，最大程度上保护投资。
3） 适应桌面计算机处理、I/O能力大幅度提高的现状，发挥桌面机的网络性能，提高桌面的访问带宽。
4） 适应联网规模大、总流量大的情况，合理分布流量，实现有效的安全访问控制和运行管理。
5） 提供对应用服务器的特别支持。
6） 适应部门多、层次复杂的特点，合理进行网络划分，实现有效的安全访问控制和运行管理。
7） 能够向未来的高速网络技术和不断出现的新应用过渡。
8） 实现网络互联，解决互联网络带来的安全和管理问题。
9） 适应数据集中型的应用发展趋势，为客户/服务器的应用环境提供支撑。
10） 增加网络系统的运行可靠性，降低故障隐患，提供系统的可管理性。
11） 适应机构建制和工作流程，提供多层次的安全保障。
4.系统设计和设备配置
（1）计算机网络系统技术选型
对于沁阳市人民医院这样的大型医疗机构来说，从网络的总体设计就要考虑以后医院园区网络的可靠性、扩展性和开放性，选择一种既能提供一个理想的高速多媒体网络主干，又具有现实性的网络技术方案极富现实意义。
第一，我们从网络系统的继承性方面考虑,在这方面千兆以太网的有着很强优势。
以太网技术遍布全球各地，根据IDC的统计报告，在已安装的网络中以太网所占的比例超过80%，这意味着有超过12亿台PC、工作站和服务器之间是以太网连接的。
剩余的部分网络是令牌环、FDDI、ATM和其他。
许多著名的操作系统和应用程序都兼容以太网，大多数高层协议也支持以太网。
同时以太网有着众多的网络管理工具和诊断工具，从简单的指示灯式仪器到复杂的图形化分析仪。
范围很广。
现今绝大多数计算机系统都是采用以太网设备，从投资保护和技术的相容性方面考虑，采用千兆以太网技术对于公司目前现有的计算机及网络设备而言有着良好的兼容性和适用性。
第二，我们要考虑的最重要的一点就是网络系统的可靠性，这是我们进行网络技术选型中应该最为优先考虑的原则。
高度可靠的计算机网络对于企业的成功来说是至关重要的，没有可靠性作保证的网络系统是更本无法应用的。
因此，必须对各种网络技术的实现方法和以后的技术支持等问题作审慎的考虑。
自从1986年出现星形布线结构的10BaseT技术以来，结构化的布线系统使得集线器和交换机的可靠性越来越高。
如今，以太网已经比其前辈---电话网技术更加可靠，并且易于理解和管理。
今天的千兆以太网无论是在稳定性方面，还是服务质量保证（QoS）方面都达到了一个崭新的高度。
第三，费用低廉，具有较高的性能价格比。
以太网和快速以太网每端口的平均价格在迅速下降，而且相互间的差距月来越小。
千兆位以太网的每端口价格目前已经比ATM622M的价格低很多，其未来的发展过程也将类似于快速以太网。
在现有技术条件和同等端口密度下，一般来说千兆方案要比ATM方案便宜三分之一以上。
除了直接的投资费用之外，网络支持和维护费用是一个不容忽视的问题。
如今已有很多成熟和专业的工具来维护以太网，使其以最好的性能运作。
千兆位以太网保护了这方面的投资，千兆位以太网帧格式拓扑结构都是相同的，仅需要对网络分析工具的速度进行升级，而所需的专业培训将会减低到最少。
相对于技术极为复杂，需要大量培训和维护费用的ATM网络技术而言，千兆网技术有着其无法比拟的优势。
第四，从网络的发展性的角度考虑，千兆技术是一种很好的选择。
当新的和现有的网络应用程序发展到包括高质量的图形应用程序、视频和其他大数据量的多媒体应用程序的应用环境时，桌面PC、服务器、集线器和交换机都面临着增加网络带宽的压力。
随着这类的应用程序不断地增加和网络用户数量的增加，人们对高带宽网络设备的需求越来越迫切。
随着LAN上信息的飞速增长，网络管理员被迫去寻找更高速的网络技术可以解决带宽的要求。
他们现有的网络多为以太网或FDDI主干，可以选择不同的升级方法，虽然各种方法都有自己不同的形式，然而还是有一些通用的标准或要求来选择高速的网络技术，包括：
● 容易实现的、无间断的升级技术
● 可以扩展至更高的性能
● 低成本，包括设备的成本和技术支持、维护的成本
● 支持新的应用程序和数据形式
在Internet应用中，迫切需要迁移至新的数据类型，包括视频和音频。
以前人们认为视频数据需要在专门的网络上传送，然而现在它也可以在以太网上传输，因为：
● 通过交换技术，使网络带宽的分配增加到100M或1000M
● 新的网络协议如RSVP，支持带宽的分配和保留
● 新的标准如802.1Q/p,支持专有VLAN功能和网络数据包专用标识功能
● 广泛应用的视频压缩技术,如MPEG2
● 这些技术和协议的组合运用使得以太网成为传送视频和多媒体数据应用的极好的解决方案。
最后,有人可能会问，我们为何不选用ATM技术？
以下我们将对千兆与ATM技术的进行一个比较，分析一下两者在园区网技术上的优劣。
ATM技术采用信元和端到端连接机制，能够对流量进行非常精确的控制，但它主要是一种广域技术。
事实上ATM发展的动力源自电话公司想给数据联网重新定义。
想法是对数据、话音和视频采用不同的协议。
端到端连接的一个关键因素是它们能够记录数据流量，从而进行计费、收费工作。
ATM技术进入LAN的市场开始于1993年，当时ATM行业宣称ATM是联网技术的未来，能够扩展、可以进行交换、支持视频等等，还把IP和以太网看作老式网络。
由于当时市场上迫切需要高带宽的局域网络设备和技术，而当时快速以太网在带宽上还不能和ATM竞争，所以ATM在LAN的市场中取得了一席之地。
但到今天千兆以太网这种更高带宽的以太网技术出现后，ATM的高带宽优势已荡然无存。
今天人们已经意识到，事实上，IP才是所有人都围绕的网络协议，而且IP完全独立于底层网络技术。
它与以太网共同发展起来，也可以运行在令牌环、FDDI，但是在ATM上让IP工作起来则比较困难，需要采用LANE、ClassicalIP、MPOA等复杂的技术，而且降低了ATM的效率，丧失了ATM的应用优势。
千兆位以太网比ATM还有一个固有的优点，就是在网络上的流量在协议方面的开销要ATM少很多，ATM的开销大约是千兆位以太网的两倍。
另外如我们在前面一再指出的，千兆以太网相对ATM技术有着价格、维护费用、使用方便性、结构灵活性和易管理性上有着一系列的优势。
而且在目前的Internet上，实现未来纯ATM端到端网络的情况已经不符合新的应用要求。
出现这种情况的主要问题是由于ATM是面向连接的；在能够发送数据前用户必须建立起一条端到端的连接。
而IP是动态链接协议，采用路由器来转发数据包，没有端到端连接的建立。
而在Internet上，半数的数据流量是与Web有关的。
每次用户点中一个链接，就打开了与另一个服务器的连接。
平均每个http传输的数据量大约为2K字节，按照每秒155兆比特的速率，大约需要100微秒的时间。
而Fore最先进的ASX1000交换机的连接建立时间是10毫秒，因此连接建立时间占了吞吐量的99%，这意味着实际吞吐量为1.5兆而不是155兆比特，与T1线路相差无几。
整个连接建立的概念从根本上就与动态化日益加剧的IP环境无法兼容。
就ATM技术本身来讲，它的特点为高带宽（155Mbps以上），并且它具有QoS等级服务来提供不同的电信服务，如图像、话音及数据。
但是QoS是ATM在不配置成局域网仿真时成立。
换句话说，当您的大楼局域网采用ATM局域网仿真（LANEmulation）时，也就是仿真以太网时，您就无法使用到ATM技术在城域网（MAN）或广域网（WAN）上所有的QoS。
ATM局域网仿真是技术发展过程中的一种过渡，这是因为前几年千兆以太网（GE）还未成熟，所以ATM局域网仿真才被采用。
但是ATM到桌面不太现实，因为它需要主机操作系统、驱动程序、网卡的全面一致化，才能实现真正的ATM到桌面。
所以只能采用ATM局域网仿真（而不是真正的端到端ATM）来解决网络互联的实际需求。
尽管ATM仍占据着大部分园区主干网，但在园区局域网内ATM高带宽的优势随着近年来千兆以太网的成熟而失去优势，加上其技术复杂性、价格弱势以及一些其它因素，人们在园区网络技术的选择越来越倾向于千兆（GE）以太网技术，而基于IP的多媒体应用也正在迅速被广泛采用。
以下是千兆位以太网（GigabitEthernet）与ATM两种主干技术的对照比较表：
GigabitEthernet
ATM
标准
IEEE802.z
尽管已有多项标准出台，但由于ATM技术的复杂性，标准的制定仍在进行中，需要时间完善
带宽
1000Mbps
155Mbps或622Mbps
竞争能力，厂家提交的交换机数目，各种NIC服务
几十家，成为技术型公司的新增长点
主要有十几家
每端口的价格
交换机端口与NIC组合，一起可达3000多美元。
ATM-155对于交换机端口及NIC组合为2000美元左右，ATM-622为这个价格的数倍
媒质支持
STP，UTP5，多模光纤，单模光纤
ATM-622M及更高速的只在光纤上运行
学习曲线，技术的复杂性
容易
复杂，较难学习
与现在的各种数据应用程序及网络的兼容性
无需作任何改动
与现有的LAN协同工作技术复杂且效率低
Qos保证不同类型应用
RSVP，RTP，PTCP，802.1p等新的技术协议以及Cisco等公司在IP优先级方面的一系列技术
在LANE的情况下，需要SVCs或IETF正在制定的RSVP的复杂映射来解决
多厂家产品的互操作性
基于标准的互联
高层的互操作性，如交换机到交换机信令，经过ATM的多协议仍无保证，标准还在改进
VLAN的支持
与快速以太网一致，但同样的VLAN连接与组成标准能容易地覆盖以太网快速以太网及千兆位以太网
能映像基于LAN的发布领域，而与ATM的可互操作性是既枯燥又复杂的
根据以上我们对当前主要的园区网技术的细致比较，并参照目前网络系统的实际发展情况和医院建筑的分布和应用情况，我们最终确定采用千兆以太网作为医院主干网络技术。
采用千兆技术不仅可以很好地满足客户机／服务器模式对网络主干的巨大需求，而且以太网具有的良好的移植性可以方便的将10M以太网和快速以太网升级到千兆以太网，从而能够把一些数据流很大的工作组快速集成到骨干网中去；在局域网方面与ATM技术相比有较大的优势；从网络的管理与维护方面讲，千兆以太网技术可以节省大量的培训和维护等后续费用。
这一系列特点使得千兆以太网技术成为医院计算机网络主干技术的最为理想的选择。
（2）计算机网络产品的选型
鉴于系统的先进性和兼容性，医院的网络系统我们将采用世界知名品牌华为和思科公司的产品，服务器选IBM产品。
我们选择华为产品的主要原因出于下列考虑：
华为公司是全球领先的电信解决方案供应商。
华为技术有限公司的业务涵盖了移动、宽带、IP、光网络、电信增值业务和终端等领域，致力于提供全IP融合解决方案，使最终用户在任何时间、任何地点都可以通过任何终端享受一致的通信体验，丰富人们的沟通与生活。
华为围绕客户需求持续提升创新能力，长期坚持不少于销售收入10%的研发投入，并坚持研发投入的10%用于对新技术、新领域进行持续不断的研究和跟踪。
目前，华为在FMC、IMS、WIMAX、IPTV等新技术和新应用领域，都已经成功推出了解决方案。
截止2009年12月底，华为加入123个标准组织，如ITU、3GPP、3GPP2、ETSI、IETF、OMA和IEEE等，并在这些标准组织中担任148个职位。
华为积极参与国际标准制定，截止目前华为向标准组织共提交文稿18000多篇。
Cisco公司是世界领先的Intranet和全球Internet网际互联解决方案供应商，是公认的网间互联技术和产品的领先厂商，其提供的解决方案是世界各地成千上万公司、大学、企业和政府部门建立网间网的基础，用户遍及电信、金融、服务业、零售业、政府部门及教育机构等，在“幸福”五百家公司中的83%均为Cisco公司的用户。
Cisco通过引入基于LWAPP协议（轻型AP协议，IETF的最新草案）的全新无线局域网构架—思科一体化无线网络，将无线局域网技术带到一个新的发展阶段。
这种对无线AP进行集中控制的整体构架具有多种优点，再无线局域网的便利接入、安全无线连接、灵活部署、轻松运营、可视化维护方面，都提供了实用的工具和有效手段。
IBM（InternationalBusinessMachinesCorporation）总公司在纽约州阿蒙克市，1911年创立于美国，是全球最大的信息技术和业务解决方案公司，目前拥有全球雇员30多万人，业务遍及160多个国家和地区。
该公司创立时的主要业务为商用打字机，及后转为文字处理机，然后到计算机和有关服务。
IBM为计算机产业长期的领导者，在大型/小型机和便携机（ThinkPad）方面的成就最为瞩目。
其创立的个人计算机（PC）标准，至今仍被不断的沿用和发展。
另外，IBM还在大型机，超级计算机（主要代表有深蓝和蓝色基因），UNIX，服务器方面领先业界。
（3）主干网络设计
一个优秀的网络设计方案离不开对其网络应用的评估。
目前，在典型的网络中80%的数据流是客户/服务器业务，它们之间的绝大多数业务又必须跨越骨干网传输。
这样就造成在骨干网的一边是快速以太网客户，另一边是文件服务器，而两者之间的界面必须提供足够大的吞吐量来满足加在网络上的性能要求的现象。
所以对于一个成功的网络集成设计来说，骨干网和边缘之间的界面的设计是极为关键的，因为这个边界正是网络进行分段和重组（SAR）的地方，对于医院这样大规模会产生巨大的网络业务流的网络系统更是如此。
如果网络的数据业务流不能在骨干网和边缘之间快速可靠地传输，就会出现瓶颈，产生时延，降低效率，结果造成高速千兆以太网所提供的诸多优点均未实现。
考虑到医院今后的业务核心在其附院园区，为此医院的网络系统的设计思想是以医院中心机房为网络信息中心，以星型方式通过1G的链路分别连接各个科室楼层的骨干节点交换机，并以这些二级骨干节点为中心，通过1G（视下级节点的业务繁忙程度而定）的链路连接桌面交换机和无线AP（参见医院计算机网络系统结构拓扑图）。
计算机网络系统结构拓扑图
在医院主机房放置一台Quidway®S9312作为网络的中心千兆骨干交换机，中心交换机配置主备交换引擎，多维集群CSS、双电源，充分保证了中心交换机的高可靠性。
中心交换机提供48端口百兆/千兆以太网电接口板，24端口百兆/千兆以太网光接口和8端口百兆/千兆Combo电接口。
并能构实现企业网的第三层智能交换。
Quidway®S9312配置如下：
双电源，两个一次电源--40degC-65degC-90V-290V-53.5/15A-输入176V；
QuidwayS9306/S9312主控处理单元；
48端口百兆/千兆以太网电接口板（EA,RJ45）；
24端口百兆/千兆以太网光接口和8端口百兆/千兆Combo电接口板（SA,SFP/RJ45）；
在医院的接入交换，我们分别放置45台Quidway®S2326通过千兆上联链路分别与中心交换机的不同槽的千兆模块相连，全双工速率可以达到1G。
其中，Quidway®S2326可以提供,2个千兆Combo口用以连接，中心交换机。
Quidway®S2326配置如下
S2326TP-PWR-EI：
24个10/100Base-TX
2个千兆Combo口（10/100/1000Base-T或100/1000Base-X）
交流供电，支持POE
在医院的接入层中我们配置了26个AP，更方便使用者随时随地在特定的公共场所接入医院的网络。
AP通过10BASE-T/100BASE-TX以太网端口直接连接在较进的接入交换机中。
思科（Cisco）WAP200Wireless-G配置如下：
∙无线传输率：
108/54/48/36/24/18/12/9/6/11/5.5/2/1Mbps
∙安全标准：
WEP64位/128位、WPA-PSK、WPA2-PSK、WPA-ENT、WPA2-ENT
∙天线增益：
2dBi
∙电源：
12VDC
在无线设计中我们建议增加无线网络控制器，这样当无线客户移动时，无线信号AP间的漫游就能做到无信号终端。
（4）计算机网络信息中心
网络中心是整个网络运行管理的核心。
考虑以后医院规模业务的增大，未来这里集中了各种网络应用服务器、多媒体应用服务器、网络管理系统以及互联网络的接入设备等。
设计一个合理的网络运行管理中心，对今后整个网络规划、拓展和管理将带来十分积极的影响。
在医院网络中心，网络服务器（IBMX3650m3）直接与网络核心交换机Quidway®S9312，直接相连，服务器双线连接核心交换机，避免单点故障，提高网络带宽，服务器的全双工带宽可达4G。
网络拓扑如下：
IBMX3650m3服务器配置如下：
∙2U机箱
∙最多两个英特尔®至强®5500/5600系列处理器，采用QuickPathInterconnect技术。
∙最大192GBDDR3RDIMM或48GBDDR3UDIMM
∙最多16个2.5英寸热插拔SAS/SATA或固态硬盘驱动器
∙多达4个PCI-Express插槽
∙支持可选的VMwareESXi4.0嵌入式虚拟化管理程序
Internet接入
为了让整个门诊、医技楼能够与Internet相连，让内部员工能够从中获取信息资源和同时让外部用户能够访问医院的网站。
我们建议申请一条光纤专线，通过电信局连接Internet。
我们选用了华为公司的高性能、高稳定及高接口密度的硬件平台配合成熟稳定、模块化设计的软件系统USG5350作为医院内部网与Internet之间的安全防护平台，USG5350是华为赛门铁克公司推出的新一代统一安全网关，能够为用户提供防火墙、VPN、IPS、反病毒、反垃圾邮件、URL过滤等多项领先的安全功能，提供全方位的网络系统安全防护，保障网络系统高效运行。
USG5350配备VPN隧道数（10隧道）-R-含HS通用安全平台软件。
也满足医院虚拟专线的要求。
SecowayeLog是一套智能、高效、高可靠、高安全、高扩展的日志管理与安全审计系统，支持华为全系列、业界主流厂商（Cisco、Juniper、Checkpoint）的安全设备、网络设备和操作系统、数据库、Web服务器的日志采集、分析、关联、审计、告警、存储、查询和报表。
Internet网络拓扑如下：
USG5350配置如下：
∙双端口千兆以太网接口模块（RJ45&SFP）
∙VPN隧道数（10隧道）-R
∙吞吐量：
9Gbps
∙最大并发连接数：
300万
∙每秒新建连接数：
13万
（5）计算机网络安全与管理
4.5.1安全管理措施
1） 建立安全管理制度，保护登录密码，合理使用访问权限，系统管理员注意在用户使用权限划分上的漏洞；
2） 系统管理员注意网络监控，对用户访问进行记录；
3） 网络系统的核心由千兆位以太网交换机构成骨干网，采用端到端连接技术，保证骨干网上数据传输的安全性；
4） 在互联网络接入部分配置了防火墙，在应用层进行安全控制；
5） 通过网管系统加强虚电路和虚网管理，使网络安全集中管理；
6） 建立企业级的病毒防护体系，确保信息资源的安全完整；
4.5.2网络管理
医院内部网的网络管理是网络建设的重要内容之一，是保证整个内部网正常运行的前提。
网络管理不但需要先进、使用的技术支持手段，对大型网络而言，更需要合理、有效的组织体系和规章制度。
网络管理是网络可用性的关键组成。
界定并实现网络管理是网管设计的主要内容。
内部网网络管理系统的主要管理对象包括：
∙ 互联网接入部分
∙ 主干网核心交换设备
∙ 子网交换模块
∙ 工作组交换机和基层网络设备
∙ 服务器系统
∙ 拨号访问服务
∙ 网络运行中心NOC网段
∙
升级会员 