淺析醫院計算機網絡建設的設計論文

　　0引言

　　隨著信息化進程的不斷深化，計算機網絡在影響著社會的各行各業的同時，也在不斷沖擊著傳統醫療模式。近年來，為了適應新的形勢，各個醫療機構都在積極進行信息化建設。本文以銀川市中醫醫院為背景，探討了當今醫療機構計算機網絡存在的普遍問題，并進行具體分析和研究，給出了一套合理的計算機網絡IP地址規劃及VLAN劃分方案，有效地解決了網絡規劃不合理、網速慢等問題，為醫院的信息化建設提供了一個良好的基礎環境。

　　1銀川市中醫醫院計算機網絡現狀及存在的問題

　　1.1 IP地址問題

　　目前該院內網計算機的IP地址采用自動獲取方式，但是由于管理疏忽，某些計算機的IP地址被用戶或者網絡管理員設置為固定IP。這樣先開機的計算機就可能自動獲取到未開機的計算機(該計算機的IP地址之前被手動設置為固定IP)的IP地址，當后者開機后會出現IP地址獲取不到或者IP地址沖突等問題，導致無法連接網絡。例如，計算機A的IP地址為固定IP: 192.168.1.56，計算機B的IP地址為自動獲取方式取得，當計算機B的開機時間早于計算機A時，就有可能自動獲取得到的IP地址為192.168.1.56，當計算機A開機時，計算機就會提示IP沖突，無法連接網絡。雖然解決方法很簡單，只需要將計算機A的IP設置為自動獲取便可得到一個新的IP，但是也需要網絡管理員到現場操作，給網絡管理工作帶來了極大的不便。

　　隨著網絡規模的不斷擴大，網絡覆蓋范圍的不斷延伸，網絡設備數量和種類也在不斷地增加。對于網絡管理人員，需要及時發現網絡中存在的各種故障和隱患，以便能夠快速故障處理，有效的排除網絡故障，降低網絡使用風險，確保各種業務的正常開展。在排除網絡故障的過程中，經常需要網絡管理人員對某一個IP地址的計算機進行地理位置的及時定位。例如，在殺毒軟件查找到網絡中攻擊源計算機的IP地址時，網絡管理員無法根據IP地址查找到該計算機的具體地理位置。

　　以上兩個問題歸根結底是由于IP地址規劃不合理造成的。因此，如何對全院計算機的IP地址進行科學合理的規劃成為網絡規劃的一個重要問題。

　　1.2 ARP攻擊

　　ARP攻擊，即地址解析協議攻擊。首先，地址解析協議的作用是通過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通信的正常進行。ARP具體來說就是將網絡層的IP地址解析成數據鏈路層的MAC地址。

　　ARP攻擊則是通過偽造IP地址和MAC地址來實現ARP欺騙的，它能夠在網絡中產生大量的ARP通信量，使網絡阻塞。攻擊者只要持續不斷地發出偽造的ARP響應包，就能更改目標主機ARP緩存表中的IP-MAC條目，從而造成用戶上網速度慢，或者網絡中斷。

　　由于全院計算機內網均處于同一個網段內，較大的廣播域造成了ARP攻擊發生的可能性大大增加。而醫療行業又是關系到病人生命安危的重要行業，尤其對于門診這樣提供給病人及時性服務的重要區域，一旦發生ARP攻擊，將造成大量的病人滯留門診，不僅造成醫院嚴重的經濟損失，也會給醫院的社會效應造成極大的負而影響。因此，怎樣減少ARP攻擊發生的可能性，并且在發生ARP攻擊時能夠盡可能快速地查找到攻擊源，成為不容忽視的問題。

　　2醫院計算機網絡的設計原則

　　可用性:醫院計算機網絡應以醫院的實際情況為根本和前提，充分考慮到醫院的具體情況，在保證醫院的門診、住院流程順利執行的基礎上，最大程度地方便網絡管理人員進行維護、管理，以減少醫務人員運用網絡的難度，從而降低人為操作引起的網絡故障。

　　安全性:醫院計算機網絡中包含大量醫療信息和財務信息的重要數據，不論是損壞還是丟失，都會給醫院造成極大的損失，因此網絡的安全問題顯得尤為重要。內外網嚴格分離是網絡安全的基本設計，此外，主要的安全技術還有VLAN劃分、IDS,IPS等技術。

　　可靠性:由于醫院單位性質的特殊性，要求計算機網絡支持24小時不間斷的工作。網絡一旦出現故障，就會影響醫療過程的順利進行，嚴重的甚至導致醫療活動的停滯。所以，在網絡設計中，要將高可靠性放在十分重要的位置，以確保醫療活動的正常進行。

　　可擴展性:隨著信息技術的不斷發展，及醫院醫療活動對信息技術的依賴程度不斷加深，醫院網絡的應用呈爆發式增長，只有具備擴展性和開放性的設備，才能擁有較長的生命力。

　　3計算機網絡建設的基本技術

　　3.1 VLAN技術

　　VLAN (Virtual Local Area Network)技術，即虛擬局域網技術，是一種邏輯廣播域，允許一組不限物理位置的用戶群共享一個獨立的廣播域，即可使不同的用戶群屬于不同的廣播域。這樣，通過劃分用戶群，控制廣播范圍等方式，VLAN技術可以從根本上解決網絡效率與安全性問題。

　　3.2三層交換技術

　　三層交換(也叫多層交換技術，或IP交換技術)是相對于傳統交換概念而提出的。眾所周知，傳統的交換技術是在0SI網絡標準模型中的第二層—數據鏈路層進行操作的，而三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現了數據包的高速轉發。

　　三層交換技術的出現，解決了局域網中的網段劃分之后，網段中子網必須依賴路由器進行管理的局而，解決了傳統路由器低速、復雜所造成的網絡瓶頸問題。

　　3.3 NAT技術

　　NAT (Network Address Translation，網絡地址轉換)是將IP數據包頭中的IP地址轉換為另一個IP地址的過程。在實際應用中，NAT技術主要用于實現私有網絡訪問公共網絡的功能。這種通過使用少量的公有IP地址代表較多的私有IP地址的方式，將有助于減緩可用的IP地址空間的枯竭。

　　3.4 VPN技術

　　VPN (Virtual Private Network)技術，即虛擬專用網絡。該技術的功能是在公用網絡上建立專用網絡，進行加密通訊，在企業網絡中有廣泛應用。

　　4對該院的計算機網絡進行IP地址規劃及VLAN的劃分

　　該院的網絡系統可以分為門診部、住院部、功能科室部、行政辦公部及后勤部，其中，門診部及住院部位于九層的綜合大樓(其中一至三層屬于門診部，四至九層屬于住院部)，功能科室與行政辦公部位于后院三層小樓，后勤部位于后院的零散房間。根據該院的具體情況，為了使VLAN編號及IP地址能夠和部門樓層對應起來，讓管理人員一目了然，可以根據VLAN編號及IP地址確定用戶的具體位置，本文提出如下VLAN及IP地址規劃方案:

　　4.1 IP地址的規劃

　　根據分析，本文將采用B類私有地址對該院的IP地址進行規劃。IP地址中的第三段數字統一采用兩位數，其中十位數字表示部門，個位數字表示樓層，具體規則如下: 1表示門診部門，2表示住院部門，3表示功能科室部門，4表示行政辦公部門，5表示后勤部門。1-9分別表示一至九層，其中后院零散房間的樓層號定為1。例如，172.16.12.3表示門診部2樓的某個地址，172.16.31.3表示功能科室部門一樓的某個地址，172.16.51.3表示后勤部門的某個地址。

　　住院部門各個樓層均由病房區和工作區組成。對于住院部房間物理位置的規整性，本文將住院部IP地址的第四段數字進行統一規劃，具體規則如下:第四段數字統一采用三位數字表示，如果該數字是一位數，則將其十位和百位數字用0代替，如果該數字是兩位數，則將其百位數字用0替代，其中百位表示房間類別:0表示工作區，1,2表示病房區。例如，172.16.28.56表示住院部8樓工作區的某個IP地址，172.16.26.156表示住院部6樓病房區的某個IP地址。

　　4.2 VLAN的規劃

　　完成IP地址的規劃后，VLAN的劃分可以根據IP地址的規劃情況來確定。本文將每個樓宇的每個樓層劃分為一個網段，因此可以將每個樓層劃分為一個VLAN。VLAN的編號采用2位數。十位數字1表示九層的綜合大樓，2表示三層的小樓，3表示后院零散房間。個位數字表示樓層。后院零散房間的樓層規定為1。例如，VLAN 17表示該VLAN是綜合大樓7樓的VLAN。

　　5結論

　　通過以上方案可以看出，VLAN及IP地址的劃分較為精確，管理人員僅僅依靠VLAN編號或IP地址，就能夠確定出用戶的具體位置，這為網絡的維護帶來了很大的方便。同時，由于VLAN減小了廣播域的范圍，使得ARP攻擊只能影響到本樓層的用戶，大大減少了ARP攻擊的危害范圍，同時也縮小了管理人員查找攻擊源的排查范圍，提高了解決問題的效率。

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