医院信息系统的硬件平台 医院管理学课件

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1、2009/12/4,1,10 医院信息系统的硬件平台,一、硬件平台中的通信基础 二、硬件平台中的组网基础 三、硬件平台中的布线技术 四、网络项目管理与评估,2009/12/4,2,一、硬件平台中的通信基础,1、数据通信的技术指标 2、数据传输方式 3、数据交换技术 4、通信介质,2009/12/4,3,1、数据通信的技术指标,在通信中有很多技术指标，下面几个是最常用的： （1）带宽和波特率（用于模拟通信中） （2）比特率和误码率（用于数字通信中）,2009/12/4,4,（1）带宽和波特率,在模拟通信中，常用带宽和波特率描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制能力。 带宽： 指传输信号的最高

2、频率与最低频率的差值。一般地，模拟信道的带宽越大，传输速率也越高。 波特率： 指数据信号对载波的调制速率，单位是波特（baud） 。,2009/12/4,5,（2）比特率和误码率,在数字通信中，常用比特率和误码率描述数字信号传输速率的大小和传输质量的好坏。 比特率： 即数字信号在单位时间内传输二进制代码的数字位数，单位是bit/s(bps)或Kbps、Mbps。这里的K、M仅指1000、1000000！ 误码率： 指数字在传输中发生的错误率。在网络中一般要求误码率小于10-6。,2009/12/4,6,2、数据传输方式,根据数据信号在信道上的传输方向，数据通信方式有： （1）串行、并行方式 （

3、2）单工、双工和半双工方式 （3）同步、异步方式,2009/12/4,7,3、数据交换技术,什么是数据交换技术？ 两个远距离终端设备要进行通信，当然可以在两者之间建设一条专用的点对点通信线路。如果在所有终端设备都建立这种连接（全连接拓扑结构），这几乎是不可能的。 实际网络中，所采用的是部分连接拓扑结构，即两个终端设备之间没有连线而要通信时，就通过中间节点接转进行。这种通过中间节点进行转接的通信技术就是数据交换技术。,2009/12/4,8,数据交换技术类型,在网络中，广泛使用的交换技术有： （1）电路交换技术 （2）报文交换技术 （3）分组交换技术 （4）高速分组交换技术,2009/12/4,

4、9,（1）电路交换技术,电路交换技术是指： 在两个用户进行通信时，首先建立一条临时的专用的物理通道，直到通信结束才释放这条通道。 实施这种技术必须经历三个阶段： 建立连接 数据传输 撤消连接,2009/12/4,10,（2）报文交换技术,报文交换技术是指： 在传输数据时，中间节点可先把收到的信息存储起来，等待后面信道空闲时再转发给下一个节点。所以这种技术也叫存储交换或存储转发（Store and Forward）技术。 这种技术传输的单位是报文。 所谓报文，是指需要发送的整个数据，而不是数据的一部分，如一个数据文件、一篇文章等。每个报文都包含报头（报文号、源地址、目的地址）、正文和报尾三个部分

5、。 这种技术的优缺点是： 不需要建立专用的物理连接，控制也简单；但最大缺点是不适于实时通信（语音、视频等），因此这种技术目前较少应用。,2009/12/4,11,（3）分组交换技术,分组交换技术是： 把要传输的报文分成若干小的数据快，即分组（Packet），再以分组为单位按照报文交换技术的方法进行传输。 这种技术通常有两种方法： 数据报（Datagram） 方法： 不需建立连接；发送分组顺序与接收分组顺序不一定相同。,2009/12/4,12,虚电路（Virtual Circuit）方法： 这是一种结合电路交换技术的分组交换技术，因此通信时，需要建立一条从源节点到目的节点的逻辑连接，即虚电路；

6、 所有分组都依次通过虚电路进行传送，所以发送分组顺序与接收分组顺序是相同的。,2009/12/4,13,（4）高速分组交换技术,高速分组交换技术包括： 帧中继（Frame Relay）和异步传输模式(ATM：Asynchronous Transfer Mode)两种方式。 前述的报文交换和分组交换技术是工作在网络层（第三层），而帧中继和异步传输模式则是工作在链路层(第二层）上。 帧中继： 是在具有高可靠性而低传输速率（最高才64Kb/s）的X.25分组交换网的基础上发展起来的一种交换技术，它的传输速率可达64Kb/s45Mb/s。,2009/12/4,14,ATM交换技术： 是上个世纪90年代

7、兴起的一种全新的高速交换技术。当它用于光纤主干网时，它的传输速率可达155Mb/s、622Mb/s或更高，即便是用于桌面设备的双绞线连接时，其速率也可达25Mb/s以上。 帧中继和ATM交换： 都是采用虚电路连接，而且ATM交换还可以由系统根据需要动态地交换虚电路并自动为不同类型的信息分配不同的带宽。,2009/12/4,15,在传输数据时，传输的单位是： 帧中继是帧（Frame）。帧的大小（长度）是可变的，允许最大长度在1000b以上。 ATM交换是信元（Cell）。信元的长度是固定不变的，为53个字节，其中5个字节存放控制信息，48个字节存放传输数据。 可见，基于帧中继和ATM交换的高速传

8、输和易于分组的特点，所以它们都非常适合传输实时性要求较高的多媒体信息。,2009/12/4,16,4、通信介质,（1）用于有线信道的： 双绞线、同轴电缆、光纤（单模、多模） （2）用于无线信道的： 微波（地面微波、卫星微波）、红外线等。,2009/12/4,17,二、硬件平台中的组网技术,1、局域网组网的规划 2、局域网组网的类型 3、网络体系的标准 4、局域网的层次 5、局域网组网的主要设备 6、虚拟局域网技术 7、 HIS网络与Internet的连接 8、无线局域网技术,2009/12/4,18,1、局域网组网的规划,局域网组网是一个系统工程。在具体实施组网之前，必须对其有一个总体规划和分

9、析。 （1）局域网组网的需求分析 （2）局域网组网的性能分析,2009/12/4,19,（1）局域网组网的需求分析,需求分析是组网工程中第一个重要环节。其基本原则是： 实用、好用、够用，没必要也不可能“一步到位”。 需求分析的主要内容是： 对用户方网络系统建设的需求进行调研、分析和选择，包括：通信平台、服务器系统、网络操作系统、网络应用系统、网络管理和安全、网络线路架设（布线）等。,2009/12/4,20,（2）局域网组网的性能分析,对于网络的性能，主要应从下面几个方面进行分析： 网络的可靠性 网络的实用性 网络的开放性 网络的延迟性,2009/12/4,21,网络的可靠性,网络的可靠性是一

10、个网络系统的生命线。尤其对于HIS系统来说，必须使网络系统具有很高的平均无故障时间和尽可能低的平均无故障率，才能确保系统在24/7时间内正常运行。 网络可靠性应包括四个方面： 传输介质（链路）的可靠性； 通信平台（拓扑形式、通信设备等）的可靠性； 服务器系统的可靠性； 网络应用及网络操作系统的可靠性,2009/12/4,22,网络的实用性,实用性是指： 网络系统要严格遵守国际标准，尽可能采用国际先进、主流、成熟的技术和产品，这样便于系统安装、用户管理和网络维护。 比如，应使网络尽可能具有下面功能： 网络服务器、交换机、路由器等设备应支持热拔插功能，能够在线排除故障；,2009/12/4,23,

11、网络操作系统应支持在线升级、堵塞漏洞、支持服务器集群管理； HIS系统的局域网一般连接的机器会超过250台以上，因此一般应选用多层交换技术，支持虚拟局域网（802.1q）、生成树（802.1D）和端口认证（802.1X）等多种重要协议。,2009/12/4,24,网络的开放性,开放性一般包括两个方面： 一是有利于网络的后期扩充； 二是有利于与外部网络（Intranet网、Extranet网或Internet网）的连接。,2009/12/4,25,要实现这种开放性，应做到或尽可能做到： 采用开放的标准和技术，如TCP/IP和IEEE802系列协议等； 选用同一品牌产品； 若不是同一品牌产品，则要

12、选择兼容性好的产品。比如，在多层交换网络中选择了两种品牌的交换机，就一定要注意它们的VLAN传输、生成树等协议是否兼容，是否可无缝连接。,2009/12/4,26,网络的延迟性,延迟（Delay）是： 指开始请求到完成请求的时间间隔。它是衡量网络性能的重要参数，延迟越小越好。 网络延迟有多种形式： 传播延迟、传输延迟、接口延迟等，其中传输延迟是最重要的一种延迟。,2009/12/4,27,造成传输延迟的原因是多方面的： 可能是网络配置不当（如DNS设置不当引起网络变慢，以至使用户在接收视频出现小于25帧/秒现象）； 可能是服务器或操作系统性能不佳； 可能是虚拟网络规划不当造成广播风暴等。 因此

13、，要控制传输延迟在一个比较理想的程度上（一般应小于150ms），必须对网络每一个单元进行合理规划、精心设计和正确实施。,2009/12/4,28,2、网络体系的标准,网络体系的标准，也称网络体系的协议。有很多标准，其中最主要的是下面几种。它们有一个共同的特点，就是支持不同网络的开放性连接： （1）OSI/RM标准 （2）TCP/IP标准 （3）IEEE802标准,2009/12/4,29,（1）OSI/RM标准,OSI/RM（Open System Interconnection Basic Reference Mode）标准，即开放系统互连基本参考模型。这是ISO（国际标准化组织）为统一网络

14、体系结构的标准于1984年提出来的网络体系国际标准：ISO 7498。 OSI将网络分成7个层次，并规定：低层必须而且只能为高层提供服务。,2009/12/4,30,OSI参考模型的7层名称及其基本功能是： 第7层：应用层：用户应用接口 第6层：表示层：数据格式转换 第5层：会话层：会话管理和传输同步 第4层：运输层：传送报文 第3层：网络层：分组传送和路由选择 第2层：数据链路层：无差错传送帧信息 第1层：物理层：传输比特流,2009/12/4,31,（2）TCP/IP标准,TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）标准是目

15、前因特网上广泛使用的事实上的网络体系标准。 与OSI相比，它只有四层： 最高层：应用层（相当于OSI的最高三层） 第三层：传输控制层TCP（相当于OSI的运输层） 第二层：网际层IP（相当于OSI的网络层） 最低层：网络接口层（相当于OSI的链路和物理层）,2009/12/4,32,（3）IEEE802标准,IEEE802标准是美国电气电子工程师协会（IEEE）802标准委员会专门为局域网于1985年颁布的美国国家标准，后被ISO接受并批准为国际标准，即ISO8802。 IEEE802包括从IEEE802.1到IEEE802.11多个标准，分别定义了不同网络的规范，例如：,2009/12/4,

16、33,IEEE802.3：定义了以太网相关规范； IEEE802.4：定义了令牌总线网相关规范； IEEE802.5：定义了令牌环网相关规范； IEEE802.7：定义了宽带网相关规范； IEEE802.8：定义了光纤网相关规范； IEEE802.11：定义了无线网相关规范,2009/12/4,34,3、局域网的层次,在规划网络时，通常会将网络划分成核心层、汇聚层、接入层三个层次。 分层设计的作用是有利于分配和规划带宽，有利于局部信息流量尽可能在局部传输，这样可以减轻主干信道的压力和增强部门信息的安全性。 三个层次的基本含义是：,2009/12/4,35,（1）核心层,核心层即主干网络，它主要连接全局共享服务器、建筑群，一般容纳网络50%80%的信息量，是网络的大动脉。 主干网的重点是核心交换机。通常采用： 三层交换机，如果要求更高性能，可采用双星或三星状结构，即采用两台或三台相同交换机，与汇聚层交换机分别相连。,2009/12/4,36,（双星状交换机冗余拓扑结构图）,核心层交换机,2009/12/4,37,主干网的传输介质一般是光纤。典型的主干网技术有：