基于MNSS的医院高可靠性网络改造方案研究及仿真

作者:张雨;陈瑞玲 刊名:科学技术创新 上传者:王东

【摘要】为了解决医院网络单点故障问题;通过对MSTP与VRRP协议特点以及工作机制开展深入研究;提出一种MSTP结合VRRP的双交换机双链路架构;用于保障医院网络的高可靠性;为验证该方案的实际效果;使用MNSS(MedicalNetworkSystemsimulator)仿真软件搭建虚拟仿真环境;以该方案中所使用的双交换机双链路架构为实例;仿真实验过程;

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科学技术创新 2020.08 基于MNSS的医院高可靠性网络改造方案研究及 仿真 Research and Simulation of hospital high reliability network transformation based on MNSS 张 雨 陈瑞玲 (江苏省沭阳县人民医院 信息处,江苏 沭阳 223600) 1 概述 随着医院诊疗业务的迅速增长以及信息化建设规模的日 益扩大,医院对网络基础设施的稳定性与可靠性提出更高的要 求。现代化医院的诊疗流程,包括挂号、门诊、咨询、检查、住院 与收费等,都需要 HIS、LIS、PACS等医院信息系统的支撑与支 持,信息系统只有通过网络与数据库连接才能正常运行工作[1]。 一旦网络系统发生故障,就会造成整个医院医疗业务工作的中 断,这不仅给医院带来重大经济损失,也造成了不良的社会效 应影响。因此,构建高可靠性医院网络,保证医院网络 7*24小 时不间断运行,确保医院医疗数据及时、准确与安全的传递,是 维持医院诊疗流程正常运行的生命线[2]。 然而,现代医院信息化程度非常高,原有的医院网络系统 已经不能满足医疗服务水平的发展需要,医院网络可靠性、稳 定性、健壮性等问题日趋严峻。为提供更高质量的诊疗服务,需 要投入大量网络设备, 而整个医院网络的瓶颈在于核心层交换 机网关备份与汇聚层交换机链路备份的单一性[3]。对此,我们提 出医院可靠性网络改造方案:采用 MSTP与 VRRP相结合的双 交换机双链路架构,当某一网关或者链路发生故障时,主备交 换机之间实现快速故障切换,网络仍然联通。 于此,我们采用MNSS模拟器来模拟医院可靠性网络改造 方案。将 MNSS引入到医院改造方案的仿真模拟实验中,通过计 算机仿真模拟真实医院网络环境,可以很大程度降低改造成 本,保障改造后医院网络的安全运行。本文将详细讲述在医院 网络规划与设计中普遍使用的 MSTP和 VRRP技术[4]。 2 相关技术研究 2.1 MSTP多生成树协议 MSTP多生成树协议通过为不同的生成树实例选举出不同 的根交换机,将有环路的网络转变为一个无环路的生成树型网 络,从而避免通信报文在环路网络中的无限转发,实现交换机 负载均衡,解决广播风暴以及冗余备份快速收敛等问题[5]。 2.1.1 MSTP工作机制 交换机端口的优先级是决定端口角色的惟一要素。MSTP 有五种端口类型:根端口、指定端口、备份端口、替换端口和禁 用端口。生成树算法(STA)使用 BPDU报文来决定端口类型,各 端口通过比较端口中保存的 BPDU数据包来确定自身的优先 级。在网络中进行数据发送时,交换机每个端口都将根 ID、内部 路径开销、指定桥 BID、指定端口以及自身端口 ID五个优先级 评判标准封入 BPDU数据包中。交换机各端口通过传递 BPDU 包的来比较这个五个标准,确定彼此之间的相对优先级,从而 确定端口类型形成快速生成树结构。 2.1.2 MSTP协议优势 MSTP协议继承了 CST协议与 PVST+协议的各自优势,将 整个网络划分成多个区域,每个区域里绑定多个 VLAN并生成 一个区域级的生成树,采用 RSTP快速生成树协议并且各区域 相互独立。MSTP协议将多个 VLAN绑定到同一实例中,相较于 CST协议对所有的 VLAN生成一棵生成树以及 RSTP协议对每 个 VLAN独立运行维护的方式,MSTP协议能够快速收敛并降 低交换机的 CPU开销。 2.2 VRRP虚拟路由器冗余协议 VRRP是解决网络中静态网关单点故障问题的一种路由选 择协议

参考文献

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