Разработка компьютерной сети для медицинской клиники

Проектирование компьютерной сети городской клинической (центральной районной) больницы Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Горбачев Д. В.

Современная компьютерная сеть (КС) учреждения представляет собой сложнейший комплекс технологий, направленных на решение задач передачи информационных потоков. Эффективность сети закладывается на этапе ее проектирования. В свою очередь качество проектных решений в большей степени обуславливается правильным выбором технологий и продуктов КС. Предлагаемая статья посвящена вопросам разработки общего подхода к проектированию компонентов ЛВС учреждения системы здравоохранения.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Горбачев Д. В.

Основные технические и технологические решения по построению интегрированной транспортной сети инфокоммуникационной системы специального назначения

ON DESIGNING CITY COMPUTER NET FOR MUNICIPAL CLINICAL HOSPITAL

Modern computer net of an organization is a complex system of technologies that solve the problem of data flow transfer. Efficiency is calculated at the design stage. The correct choice of technologies and computer net products results in quality of design decisions. The article in question considers the issues of general approach development to designing the elements of medical organizations` local computer network.

Текст научной работы на тему «Проектирование компьютерной сети городской клинической (центральной районной) больницы»

Д. В. Горбачев, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры инноватики и информационных технологий, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный институт менеджмента» e-mail: gordi47@mail.ru

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ГОРОДСКОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ (ЦЕНТРАЛЬНОЙ РАЙОННОЙ) БОЛЬНИЦЫ

Современная компьютерная сеть (КС) учреждения представляет собой сложнейший комплекс технологий, направленных на решение задач передачи информационных потоков. Эффективность сети закладывается на этапе ее проектирования. В свою очередь качество проектных решений в большей степени обуславливается правильным выбором технологий и продуктов КС. Предлагаемая статья посвящена вопросам разработки общего подхода к проектированию компонентов ЛВС учреждения системы здравоохранения.

Ключевые слова: сетевая технология, проект сети, сетевые протоколы, администрирование сети, доменная модель.

Проект компьютерной сети (КС) городской клинической (центральной районной) больницы ГКБ (ЦРБ) по своему характеру является корпоративной сетью учреждения, а по своему масштабу, чаще всего, — городская сеть (MAN) [1, 2]. Проект КС представляет собой комплект технической, эксплуатационной и рабочей документации. При этом особую значимость имеет техническая составляющая, поскольку в документации, описывающей технические решения по созданию КС ГКБ (ЦРБ), отражаются все аспекты технической эффективности, технологической устойчивости, качества услуг, масштабирования и администрирования. В связи с чем в данной работе основное внимание уделяется вопросам формирования технических решений компьютерной сети ГКБ (ЦРБ) — далее по тексту учреждения.

Технические решения по проекту КС учреждения, согласно ЕСКД, описываются в документе «Технический проект» [3]. Менее формализованным и более содержательно понятным документом являются «Методические указания. Информационные технологии : Автоматизированные системы, требования к содержанию документов» [4]. Согласно данных документов, проект КС учреждения логически закономерно структурируется по видам документов, разделам и подразделам. Вместе с тем современная компьютерная сеть это не просто комплекты устройств, выполняющих операции по передаче и приему данных. Современная компьютерная сеть — это комплекс технологий, реализуемых на всех уровнях обработки циркулирующей информации. Следовательно, в проект КС необходимо включать описания проектных решений используемых технологий в соответствии с уровнями их применения согласно модели OSI.

Целью данной работы является обобщение опыта проектирования КС городской клинической (центральной районной) больницы и выработки единого подхода к структуре и содержанию работ по подготовке технического проекта локальной вычислительной сети учреждения.

I. Проектные решения на уровне технологий

1. Технологии физического и канального уровня:

Проектные решения по технологиям физического уровня базируются на физических принципах передачи данных в различных средах: медь, оптика, радио. Практически стандартом дефакто при проектировании КС на физическом уровне является стандарт ETHERNET. Причем для каждого из вариантов построения каналов связи (медь, оптика, радио) разработана своя спецификация, определяющая основные требования к организации и структуре этих каналов. Основными вопросами проектирования решений для физического уровня являются:

• выбор среды передачи данных проектируемой КС на уровне доступа и определение стандарта, которому должна соответствовать выбранная среда. Типовым решением на уровне доступа

является применение стандартов 10BASE-T/ /100BASE-TX, описанным в документах 802.3i и 802.3u, соответственно. Положительным моментом в таком выборе является возможность использования кабеля одного типа — витой пары. Однако существует и несколько нюансов, связанных, прежде всего, с категорией кабеля витая пара. Потенциально в качестве сетевой среды могут быть выбраны кабели витая пара CAT3, CAT4, CAT5, CAT5e, CAT6. Поскольку кабель CAT4 в настоящее время не применяется, его можно исключить из списка выбора. В качестве критериев, обуславливающих выбор того или иного типа кабеля, используются возможность дальнейшего масштабирования сети, устойчивость к воздействию помех, долговечность, универсальность и стоимость. Как показывает практика проектных решений, наиболее предпочтительным является выбор CAT3 или CAT5e. Выбор кабеля CAT3 может быть обоснован в тех случаях, когда сетевой трафик не предъявляет особых требований к скорости передачи данных и QoS, например, при подключении сетевого принтера, или когда в сеть объединяются устройства, не поддерживающие высокие скорости обмена. В обоих случаях можно сэкономить финансы или перераспределить их на другие инфраструктурные элементы КС. Кабель CAT5e выбирается всегда, когда необходимо обеспечить высокую скорость передачи данных и QoS.

Другой технологией физического уровня, применяемой на уровне доступа, является беспроводной доступ. Здесь используется стандарт 802.11 b/g/n сетей WiFi. Применение этого стандарта обосновано в тех случаях, когда прокладка кабельной сети сильно затруднена или невозможна. Некоторым ограничением использования сетей WiFi является безопасность передачи данных. Однако обеспечить требуемый уровень защиты передаваемой информации возможно с помощью протоколов шифрования WPA/WPA2, WEP, фильтрации по MAC-адресам, а также применением сервера RADIUS;

• выбор среды передачи данных проектируемой КС на уровне распределения обуславливается требованием обеспечения высокой пропускной способности каналов этого уровня, поэтому предпочтительным является поддержка скоростей передачи данных от 100Мбит/с до 1Гбит/с. Типовым решением на уровне доступа является применение стандартов 100BASE-TX/1000BASE-TX/1000BASE-SX (документы 802.3u/802.3ab/ 802.3z). В зависимости от стандарта осуществляется выбор кабеля, применяемого в качестве среды физического уровня OSI: витая пара CAT5e, CAT6, CAT6a, или многомодового оптоволокна диаметром 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Предпочтения чаще отдаются в пользу медного кабеля из-за более низкой цены, и такой выбор во многих случаях является оправданным. Однако при интенсивном обращении в сети медийного трафика и трафика реального времени могут возникнуть ситуации, когда именно кабельная система уровня распределения станет узким местом. В этом случае целесообразнее использовать оптоволокно;

• ключевым требованием к среде передачи данных уровня ядра, помимо высокой пропускной способности и производительности каналов связи, является обеспечение эффективного транспорта в среду провайдера. Чаще других на этом уровне используются два решения: 1) применение технологий xDSL (SDSL, VDSL, SHDSL); 2) применение оптоволокна или меди через шлюз/ маршрутизатор провайдера. Первая технология применяется в тех случаях, когда городской ввод в сеть предприятия реализуется посредством телефонной линии. Второй — когда доступен выделенный кабельный ввод. Предпочтительным вариантом является использование второго варианта, поскольку в этом случае обеспечивается существенно более высокая надежность подключения к сети и гарантированное QoS по трем классам обслуживания: трафик реального времени; трафик ИС систем в режиме online; трафик, некритичный к задержкам.

Кроме того, важным моментом, также определяющим повышенные требования к пропускной способности и производительности каналов связи уровня ядра сети, является включение на этом уровне серверных ферм. Серверы, в этом случае, могут подключаться к коммутаторам ядра с посредством технологий 1000BASE-TX/1000BASE-SX;

• интерфейсами физического уровня для витой пары CAT 5e являются разъемы 8P8C, обжатые по стандарту TIA/EIA-568-B. Для соединения устройств по волоконно оптическим каналам используется LC-коннектор или FDDI-коннектор.

Таким образом, проектное решение по технологиям физического и канального уровня может иметь вид как показано на рисунке 1.

Ключевыми аспектами организации уровня передачи данных (канального уровня) является:

• обеспечение строго очерченного служебного интерфейса для сетевого уровня;

• обработка ошибок передачи данных;

• управление потоком данных, исключающее затопление медленных приемников быстрыми передатчиками [2].

При проектировании решений по организации уровня передачи данных (канального уровня) необходимо учитывать возможность реализации в КС подуровней LLC (Logical Link Control -управление логическим каналом) и MAC (Media Access Layer — уровень доступа к среде). Уровень LLC отвечает за достоверную передачу кадров между станциями сети и взаимодействие с сетевым уровнем. MAC-уровень обеспечивает доступ с среде передачи данных. Типовым проектным решением для уровня передачи данных является применение протокола Ethernet и Fast Ethernet. Также на уровне ядра сети для организации доступа в сеть провайдера или создания собственного высокоскоростного транспорта могут применяться протоколы FDDI, xDSL, ATM.

Кроме того, здесь также устанавливаются виды сервисов LLC:

— сервис без подтверждения доставки и установления соединения (Ethernet);

— сервис с установлением соединения (ATM);

— сервис без установления соединения, но с подтверждением доставки.

Также определяется режим работы подуровня LLC: дуплексный, полудуплексный.

Для подуровня MAC должна быть определена необходимость использования MAC-адресов. В реальных КС многие устройства автоматически строят каналы и применяют протокол Ethernet. Однако в отдельных ситуациях может потребоваться жесткая привязка канала связи к устройству с помощью MAC-адреса. Такая ситуация должна содержать описание и схему канала.

Проектное решение для уровня передачи данных (канального) имеет вид (рис. 2).

Для обеспечения прямой связи между двумя узлами сети используется протокол PPP или его модификация PPPoE.

2. Технологии сетевого уровня

В проектных решениях по технологиям сетевого уровня описываются сведения по настройкам протоколов: IPv4/IPv6 (Internet Protocol), DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol),

ІИ УіШміДШИіііДТтГіГ IN УАЦіУДТїїДтТДГІіИ

Источник