智慧医院网络建设方案
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医院无线网络覆盖解决方案一、智慧医疗无线网络建设需求分析移动通信技术的迅速演变,使得医院的医生有了更多的技术手段来实现对病人的监测和诊断。
无线医疗l高速的无线业务网络无线医疗的发展,对于无线网络的要求也越来也高,医院邮件、HIS、PACS软件的高效使用都需要快速的无线网络支撑。
l移动医疗信息技术高速发展,医院BYOD处于大势所趋,要实现医院内部任何时间、任何地点都能实现利用智能终端接入医疗系统,这就必须保证无线信号的无缝覆盖、快速漫游,而且信号质量高。
二、医院无线网络建设面临的难点和挑战l HIS、PACS、OA、邮件等办公系统带宽被大量抢占在一定的无线带宽情况下,员工运行大量的P2P下载,视频浏览等高耗带宽的应用,严重抢占正常的HIS、PACS 、OA、邮件等办公系统,造成无线带宽的不合理理由,无线办公效率低下。
l攻击手段多样,内网安全有威胁不同于有线网络基于物理端口进行安全防御,无线信号因其自身特点,覆盖区域内的任何人员都能看到无线信号,对医院而言,IT资源就是资产,难免会存在一定盗用账号、非法接入的安全威胁。
l空中垃圾多,无线接入稳定性得不到保证WiFi网络大多使用开放的2.4GHz频段,工作在这个频段的设备很多,会对WiFi设备进行大量的干扰。
在这种情况下,干扰会造成丢包和延迟,实际传输速率往往得不到保证。
三、信锐技术医院无线解决方案让WLAN变得更快速l端到端的网络协议栈加速针对医院现有干扰的无线网络环境,采用信锐独有的协议栈加速技术,客户端无需安装任何插件,只需在WAC开启单边加速功能,通过改善无线传输协议算法,医院无线网络的传输速度就能够提升200%以上。
有效解决无线网络由于干扰导致的无线传输速率低、丢包等网络质量问题。
l针对无线的网络优化为了改善医院的无线网络,信锐针对无线传输中拉低网络速度的相关机制进行了如广播优化、ARP转单播、禁止DHCP包发往无线终端功能、自动广播提速、接入终端速度限制、平均带宽分配、智能负载均衡、快速L2/L3漫游、射频优化等方面相应的优化,使无线网络传输速度得道进一步的提升。
5g 智慧医院建设方案随着信息时代的发展,医疗行业也在不断更新,5G智慧医院成为未来医疗行业的发展方向。
5G技术的高速传输与低时延的特点,能够使医疗信息实现高速稳定传输,提高医疗保障水平,为医护人员提供更为便捷的医疗服务。
本文就5G智慧医院的建设方案进行探讨。
一、5G智慧医院概念与特点5G智慧医院是指运用5G网络及数字化新技术,提供全方位智慧医疗服务的现代化医院。
其特点是:一是连接方式的改变,实现了较高速度、稳定性及安全性的医疗信息传输,解决了原有网络容易传输出错的问题。
二是智慧化的病房,通过传感器对病人的活动量、体温、呼吸等生命体征进行检测,实现对病人的全面监控。
三是智能化的医患交互,实现了医患在线交流、互动,提高了医护效率,降低了医疗用药和误诊风险。
四是智慧化的医疗设备和系统,实现对医疗设备的完全监测及维修,提高了医疗设备及医生的工作效率。
二、5G智慧医院建设方案1. 5G网络建设5G网络是5G智慧医院的重要基础,医院需要探讨如何利用5G技术优势和宽带形态的特点来拓宽网络的建设方式,并在网络的基础上,加强安全保护措施。
医院可选择合格的开发商,对医院进行5G网络建设,在网络的传输质量上进行提升,充分发挥5G网络的高速、稳定、低延迟的优势。
2. 智能化病房建设智能化病房是5G智慧医院的重要服务形态,可以通过无线传感器、情景识别技术和数据分析技术等手段,实现病房内病人的全面监控和数据采集。
医院可以采用智能化病房设备,对病人的身体情况、运动频率、心率、呼吸等状态进行监测,及时发现异常情况并采取相应措施。
3. 医患智能化交互医患交互是5G智慧医院的一项重要服务形态,可以通过在线医疗咨询、病情跟踪、智能健康管理等形式,实现医生与病人之间的在线交流、诊疗和管理。
医院可以采用智能医患交互软件平台,在保证安全性和稳定性的前提下,实现病人和医生在线咨询,进一步提高医疗质量。
4. 智慧化医疗设备和系统建设智慧化医疗设备和系统建设是5G智慧医院的又一重要服务形态。
创建智慧医院创建实施方案在当今数字化时代,智慧医院的建设已经成为医疗行业的发展趋势。
智慧医院的创建实施方案,对于提高医疗服务质量、优化医疗资源配置、提升患者体验水平具有重要意义。
下面将就创建智慧医院的实施方案进行详细阐述。
一、信息化建设智慧医院的建设首先需要进行信息化建设。
包括但不限于电子病历系统、医院信息管理系统、远程会诊系统、医疗影像系统等。
通过信息化建设,可以实现医疗信息的快速共享和传递,提高医疗服务效率,减少医疗事故发生的概率。
二、智能化设备引入智慧医院需要引入智能化医疗设备,如智能手术机器人、远程监护设备、智能诊断仪器等。
这些设备可以提高医疗诊断和治疗的准确性和效率,为医生提供更好的工作条件和患者更好的治疗体验。
三、医疗服务流程优化智慧医院需要对医疗服务流程进行优化,包括挂号、就诊、缴费、检验、取药等环节。
通过引入智能化系统,可以实现医疗服务流程的标准化和优化,提高医疗服务效率和患者就诊体验。
四、数据安全保障在智慧医院的建设过程中,数据安全是至关重要的。
医院需要建立完善的数据安全管理体系,包括数据备份、数据加密、权限管理等措施,以保障患者和医院敏感信息的安全。
五、人才培养与管理智慧医院的建设需要具备一支高素质的医疗团队。
医院需要加强对医护人员的培训,提高其信息化和智能化设备操作能力,同时也需要建立科学的绩效考核和激励机制,保障医护人员的积极性和工作质量。
六、智慧医院文化建设智慧医院建设不仅仅是技术和设备的更新,更需要建立一种积极向上的医院文化。
医院需要倡导以患者为中心的服务理念,提倡团队合作和创新精神,营造良好的医患关系和医护人员之间的和谐氛围。
综上所述,创建智慧医院的实施方案需要从信息化建设、智能化设备引入、医疗服务流程优化、数据安全保障、人才培养与管理、智慧医院文化建设等多个方面进行全面考量和实施。
只有全面推进智慧医院建设,才能更好地满足人民群众对优质医疗服务的需求,推动医疗健康事业的发展。
5G网络下的智慧医院网络安全系统设计项目方案一、项目名称:5G网络下的智慧医院网络安全系统设计二、项目实施内容:5G技术在医院信息化建设中的不断深入,为医院网络安全以及医院远程诊疗服务提供了技术支撑。
5G的应用促进了医院远程医疗的发展,基于5G的智慧医院建设,构建医院专网,实现对医院信息系统集成化管理,高医院网络信息系统的运行效率,保证医院网络应用业务稳定、安全运行。
系统设计满足智慧医院网络内医院信息系统平台的安全、稳定运行,提高整体智慧医院网络的安全性。
智慧医院网络系统架构分散,应用平台比较多,而且网络交叉比较复杂,对诊疗数据安全性的要求较高,因此网络安全尤为重要。
系统设计可以构建安全的医院信息系统架构,保证医院信息数据采集、传输、存储的安全性,并实现诊疗数据信息共享。
系统实现对医院信息系统集成化管理,并构建网络安全架构,提高医院网络信息系统的运行效率,保证医院诊疗业务系统稳定运行。
系统采用5G移动网络技术,满足了医院信息系统运行对移动网络的稳定性和安全性的需要,提升移动网络数据传输效率,为医院构建高安全的内网,并实现用户个人业务和医院信息系统数据中心的有效对接。
5G技术可以实现医院远程会诊、远程医疗等网络安全性方面的基本需要,提高医院整体的信息化建设水平。
三、项目完成指标:技术功能指标:实现医院网络数据共享,保证网数据传输的安全,建立医疗服务应用,提高用户和医院之间诊疗数据的完整性和稳定性,保证医院信息系统的安全、稳定运行。
项目研发周期指标:项目研发时间为2021年5月-2021年12月,共计8个月。
知识产权指标:通过本项目的实施申请自主知识产权2项。
四、项目技术路线:4.1系统设计4.1.1总体架构按照系统设计的基本需求构建基于5G技术的医院网络安全系统架构,如图1所示。
图1系统总体架构设计在总体架构中,5G医疗局域网,建立医院专网,并实现医院网络数据共享,保证网数据传输的安全,建立医疗服务应用,提高用户和医院之间诊疗数据的完整性和稳定性,保证医院信息系统的安全、稳定运行。
智慧医院建设方案智慧医院建设方案是利用现代信息技术手段,对传统医院进行智能化改造,提高医疗质量、提升患者体验,实现医疗资源的优化配置和高效利用。
一、基础设施建设方面:1. 网络建设:在全院范围内实现无线覆盖,并部署高速网络,确保医院各种设备和系统的联网畅通。
2. 数据中心建设:建立统一的数据中心,实现医院各项信息数据的集中存储和管理,提高数据的安全性和可靠性。
3. 硬件设备更新:对医院现有设备进行全面更新,采用先进的医疗设备和信息化设备,提高诊疗的准确性和效率。
二、信息化系统建设方面:1. 电子病历系统:建立电子病历系统,实现医生、护士和患者之间的信息共享,方便医生进行病情诊断和治疗计划制定。
2. 医疗资源管理系统:建立统一的医疗资源管理系统,实现医疗资源的全面统筹和调度,提高资源的利用效率。
3. 门诊挂号预约系统:建立线上挂号预约系统,患者可通过手机App或网站进行预约挂号,减少患者排队时间,提高就诊效率。
4. 远程医疗系统:建立远程医疗系统,医生可通过视频会诊、远程监护等方式为远程患者提供医疗服务,解决医疗资源不均衡的问题。
三、智能化设备应用方面:1. 智能患者导诊系统:在医院大厅和各个科室设置自助导诊设备,患者可通过设备查询就诊信息和就诊流程,减少人力导诊的工作量。
2. 智能药柜系统:在药房设置智能药柜,医生和护士可通过指纹和电子钥匙等方式取药,减少人为错误和药物盗窃的风险。
3. 智能医疗设备:在手术室和特殊检查室等关键领域引入智能医疗设备,提高手术和检查的准确性和安全性。
四、患者体验改善方面:1. 电子支付系统:引入电子支付系统,患者可通过手机扫码支付医疗费用,减少现金支付的不便和风险。
2. 医院App开发:开发医院App,提供预约挂号、检查报告查询、医生咨询等功能,方便患者随时获取医疗服务。
3. VIP服务:为重点患者和高端客户提供VIP服务,如专属医生、快速就诊通道、舒适的就诊环境等,提升患者满意度。
智慧互联网医院建设方案智慧互联网医院是指利用信息技术建设起来的一个全新的医疗服务平台,可实现就医预约、门诊处方、在线问诊、电子病历、远程医疗等功能,以更高效、便捷、精准、个性化的方式为患者提供医疗服务,是当前医疗行业转型升级的重要举措。
以下为智慧互联网医院建设方案:一、需求分析目前医院就医体验不佳、排队等候时间长、义诊效益低下等问题较为普遍,而传统的医疗模式的限制在于时空范围较窄,不能满足患者看病“随时随地”“随需应变”的需求。
因此,智慧互联网医院建设的目标是为患者带来更好的就医体验,解决上述医疗问题,并促进医疗行业的发展。
二、核心功能(一)门诊预约。
智慧互联网医院为患者提供线上预约门诊服务,患者可根据个人需求预约就诊时间和医生,从而有效减少患者排队等候时间,提升就医效率。
(二)在线诊疗。
患者可通过智慧互联网医院平台选择在线问诊或远程医疗服务,享受异地、异时、异科的医疗服务。
在线问诊可在患者、医生相互沟通后,提供前端诊疗服务和处方,远程医疗可通过视频等方式进行,为患者提供更加便捷的诊疗服务。
(三)电子病历。
智慧互联网医院可为患者建立一份真实、完整、准确、安全的个人电子病历,患者可在任何时间、任何地点访问和修改个人病历信息,医生可根据患者电子病历数据进行更为精准的医疗判断和诊疗服务。
(四)医疗数据管理。
智慧互联网医院可为患者储存个人医疗数据和家庭医疗档案,通过数据挖掘、分析等技术,进行精准的医学分析、评估和数据应用,为医疗服务提供科学依据。
三、技术支持(一)智能硬件设施。
智慧互联网医院需要配备智能终端、运算平台、传感器等具备智能化功能的硬件设施,同时集成数字、网络、移动等新型信息技术,确保医疗服务全面覆盖、连接和平稳运行。
(二)信息安全保障。
智慧互联网医院对个人隐私和医疗数据安全保障措施必不可少。
应采取严格的网络数据加密、传输协议、防火墙等多重措施,建立完整的信息安全管理体系,确保个人隐私和医疗数据完整和安全。
5g智慧医院建设方案随着医疗技术的不断进步,智慧医院建设已经成为未来的发展趋势。
而5G技术的应用也为智慧医院的建设提供了强有力的支持。
本文将详细介绍5G智慧医院建设方案。
一、5G技术在智慧医院中的应用1、医疗数据传输5G技术提供的高速和稳定的网络环境,可以使得患者的医疗数据、影像等信息快速、安全地传输,从而达到更好的诊治效果。
2、远程医疗5G技术的低时延、高带宽特性,可以支持远程医疗系统使用高清视频进行远程医学检查,医生可以通过远程调查、诊治,并进行长时间的远程监护。
3、智能医疗设备5G技术可以实现智能医疗设备和医疗设施之间的高带宽、低时延通信,使得设备可以实时监测患者的数据,并在需要时自动向医护人员发送报警信息。
二、5G智慧医院建设方案1、网络建设智慧医院建设首先要完成的是5G网络的建设。
5G网络需要覆盖整个医院,包括室内和室外。
医院内部的覆盖需要保证信号强度和稳定性,而室外的覆盖则需要具有高速的无线网络支持。
2、医疗设备升级为了适应5G网络的需求,智慧医院需要将现有的医疗设备进行升级,并增加新的智能化设备。
这些设备可以通过5G 网络连接到医院信息系统,为医护人员提供更多的数据支持。
3、智能化管理智慧医院需要建立智能化管理系统,包括医疗设备的自动化管理和数据分析等。
例如,通过智能设备对患者数据进行监测和分析,医院可以在患者状态发生变化时,及时采取相应的治疗措施。
4、远程医疗系统智慧医院需要建立远程医疗系统,通过5G网络提供远程医学检查和远程诊治服务。
这样可以减轻医护人员的工作压力,同时也可以帮助更多的患者享受到优质的医疗服务。
5、安全保障智慧医院必须保证患者数据的安全性和隐私保护。
因此,医院需要建立完善的信息安全保障机制,确保患者数据不被盗窃、篡改或泄露,并且对医院人员、设备和信息流进行全方位的监控。
三、总结随着5G技术的逐步普及和应用,5G智慧医院建设也将成为未来的发展趋势。
智慧医院建设需要从网络建设、医疗设备升级、智能化管理、远程医疗系统、安全保障等方面入手,全面实现智能化、自动化、数字化的管理和服务。
智慧医院建设运营方案一、信息化基础设施建设(1)网络建设:在医院内部建立高速稳定的局域网,以支持医院内部各业务系统之间的数据共享和交互。
(2)服务器建设:建立强大的服务器集群,用于存储和管理医院的各类数据,并提供稳定的数据处理和计算能力。
(3)安全设备建设:建立完善的网络防火墙和入侵检测系统,以保障医院的信息安全。
二、电子病历和医院信息系统建设(1)推行电子病历:通过引入电子病历系统,实现病历的电子化存储和管理,方便医务人员随时查看和修改病历信息。
(2)建设医院信息系统:包括病人信息管理、药品管理、医疗设备管理等功能,可以有效提高医院日常运营的效率和质量。
三、远程医疗和健康监测系统建设(1)建立远程医疗系统:通过网络技术,实现医生和患者之间的远程会诊和远程医疗服务,解决医疗资源不均衡的问题。
(2)建设健康监测系统:通过引入各种传感器和监测设备,监测患者的生命体征和健康状况,为医务人员提供即时的健康数据,及时采取干预措施。
四、智能化设备和机器人应用(1)智能医疗设备:引入智能医疗设备,如智能诊断仪器、辅助手术机器人等,提高医生的诊断和治疗能力。
(2)机器人辅助服务:通过引入机器人,如导诊机器人、洗手机器人等,为患者提供便捷的导诊和服务。
五、移动医疗应用和大数据分析(1)移动医疗应用:开发医院移动应用,方便患者随时随地查询医院的服务和信息。
(2)大数据分析:通过对医院收集到的海量数据进行分析,挖掘患者的健康信息和运营数据,为医院提供科学的管理决策支持。
六、人员培训和管理(1)人员培训:对医务人员进行信息技术和数字化管理的培训,提高他们的技能和应用能力。
(2)人员管理:建立人员管理系统,对医务人员的工作进行监督和评价,激励他们积极参与智慧医院的建设和运营。
七、智慧医院运营维护(1)定期维护:对智慧医院的设备和系统进行定期检查和维护,确保其正常运行。
(2)问题排查:对出现的问题进行及时排查和解决,减少对医院运营的影响。
智慧医院网络建设方案目录一、项目需求和背景 (3)二、总体设计原则 (3)2.1先进性原则 (3)2.2标准化原则 (3)2.3可行性原则 (4)2.4易用性原则 (4)2.5安全性原则 (4)2.6开放性原则 (4)2.7扩展性原则 (4)2.8规划性原则 (4)2.9集成性原则 (5)三、详细设计 (5)3.1 总体设计框架 (5)3.2医院内网设计 (5)3.3医院外网设计 (29)3.4设备网设计 (33)一、项目需求和背景为推进医院信息化、智能化建设,辅助医院实现医疗、科研、预防、管理及各项工作需要,参与建设单位应充分理解医院秉承‚以患者服务为中心‛的设计思想,遵循国内医疗卫生相关标准,结合国际先进的标准体系,对医院进行整体规划,把医院建设成模式先进、流程优化、管理配套、支撑有力、运作高效,符合现代化医院发展要求的数字化医院。
智能化、信息化的医院建设,需要改进中国现有‚以收费为中心‛的信息管理系统到‚以患者服务为中心‛的管理系统,医院也将围绕这一中心思想形成崭新的服务模式。
医院在业务与管理流程上一般都存在着三条线:医疗线、管理线和病人服务线。
这三条线的数字化与信息化缺一不可,否则谈不上智能化。
因此,医院在建设上线后必须具备数字化医疗、数字化管理和数字化服务的功能,并在数字化的基础上进行信息化处理加工,最终实现智能化管理的愿景。
二、总体设计原则2.1先进性原则本次设计是借鉴了国际现代医院管理及信息化建设理念、吸取国外优秀医院信息化系统建设经验,参照HIMSS EMR Adoption Model、JCI 等标准和要求、结合医院的现有情况,对医院业务及流程进行全面梳理、分析后,形成的面向未来的整体信息化建设规划。
所有信息系统架构设计具有绝对的先进性、前瞻性,能够适应医院运营特点并能支撑长远的信息化发展和管理变革。
2.2标准化原则此次网络设计遵循标准化原则,支持统一的计算机技术和网络互联标准如XML、WEBSERVICE、JMS 等。
确保未来医院内、医院间信息共享、数据交换、业务协同等业务可以正常运行。
此次网络设计是基于医院现有系统的现状,进行整体规划,明确阶段目标,充分论证后得出的设计方案,能够确保项目建设规划保持先进性的同时可付诸于实施。
2.4易用性原则本次所投产品均从医院使用角度出发,在满足医院用户使用的前提下,为客户提供定制化的方法论和易用的工具,可以保证医院用户通过简单易用的方式满足业务需求。
2.5安全性原则网络基础设计的安全性,涉及到业务的核心数据安全。
应按照端到端访问安全、网络L2-L7层安全两个维度对安全体系进行设计规划,从局部安全、全局安全到智能安全,将安全理念渗透到整个园区网络中。
2.6开放性原则此次网络设计,完全符合当前国际标准或者的国内标准,所有产品设计都满足开放性原则,不涉及任何屏蔽其他厂家的私有技术和标准,为未来医院的业务扩展提供了便利。
2.7扩展性原则医院自身条件及其外界环境是不断发展变化的,此次所设计的产品和方案可以满足未来医院5-10年的业务扩展性。
2.8规划性原则本次方案架构设计充分考虑到医院的近期、中期及长期的发展,具有统一规划、分步实施、不断完善、逐步升级的能力。
方案架构完全可以满足医院未来业务不断的扩展、不断的变迁的情况。
本次方案架构设计,采用生态合作的思想,集众家之所长,把多家各有特色的产品和功能集成在一起,采用最为先进的技术来实现不同系统之间的数据共享与互操作。
三、详细设计3.1 总体设计框架方案设计思路上,医院内网、外网、监控网均独立建设,以此保证网络医院网络的信息安全。
此次方案整体设计拓扑如下:3.2医院内网设计3.2.1有线网络设计(1)有线网络设计原则有线网络设计要能够有足够的稳定性和高性能承载整个市立医院整个医疗业务,并充分考虑网络的扩展性,为医院的医疗业务、影像业务、语音业务、视频业务、移动医疗(WIFI)、物联网等应用留有足够的升级空间。
网络采用万兆主干,千兆到桌面的设计原则。
网络设计具备先进性:能够支持医院实现应用驱动园区网(ADCampus)所要求的VxLAN特性,具备SDN功能;支持高密度万兆互联需求;为简化医院网络结构,网络交换机须具备横向虚拟化、纵向虚拟化功能等。
(2)有线网络架构设计整个有线网络采用成熟的网络架构和技术,包括设备横向虚拟化技术高密万兆骨干设备、千兆接入设备等,实现一张高可用的医疗级网络。
整个网络划分为物理上的三层架构(即核心层、汇聚层和接入层),汇聚层和核心层通过纵向虚拟化技术虚拟化为一个层次,所以逻辑上的网络架构是二层架构(即核心层、接入层)。
(3)性能设计本次网络采用万兆骨干、千兆接入的方式实现高性能医院网络,接入到汇聚、汇聚到核心均采用万兆光纤链路互联。
核心设备基于CLOS的多级交换架构,具备了百T以上的交换容量,能够支持高密度的万兆端口和40G、100GE标准,可以提供未来多年持续的带宽升级能力,能够很好的缓解网络核心的交换压力,解决核心网络性能瓶颈。
1)基于动态路由CLOS交换架构:基于动态路由CLOS交换架构是一个多级架构;在每一级,每个交换单元都和下一级的所有交换单元相连接。
对于第一级,每个业务流可通过轮循调度或随机方式均匀发送到k条连到第二级的路径上(通常基于信元的发送);到达第二级的业务流将基于信元自路由技术,根据交换网路由选择相应路径交换到第三级目的端口。
第三级收到所有来自第二级的信元时,把信元重组成报文,并保证报文顺序正确。
动态路由方式由此实现了严格的无阻塞交换,并有利于减小加速比从而提高有效端口容量。
由于CLOS网络的特点,它理论上具有无与伦比的可扩展性,支持交换机端口数量、端口速率、系统容量的平滑扩展。
由于CLOS交换系统容量很大,物理实现上,通常采用N+1个独立的交换网槽位,与主控板控制平面彻底分离,一方面提高了系统容量可扩展性,另一方面极大程度上提高了转发平面的可靠性,避免了控制平面出现故障或进行倒换时对转发平面的影响。
CLOS交换架构由贝尔实验室Charles Clos博士在1953年的《无阻塞交换网络研究》论文中首次提出,后被广泛应用于TDM网络,为纪念这一重大成果,便以他的名字CLOS命名这一架构。
近二十年来包交换网络的高速发展,迫切需要超大容量和具备优异可扩展性的交换架构, CLOS这个古老而新颖的技术再一次焕发出旺盛的生命力。
CLOS交换架构可以做到严格的无阻塞、可重构、可扩展。
CLOS交换架构CLOS架构定义了一种几何拓扑结构,在早期TDM(Time Division Multiplex and Multiplexer)及语音应用中,其可重构特性通常由软件计算和配置完成。
对于高速包交换系统,大量业务流的目的端口在频繁而快速地变化(如ns级),通过软件来对转发路径进行选择和重配置变得不现实。
因此,需要采用近些年专门针对用于包交换系统的CLOS架构而设计的动态路由方式。
动态路由关键点在于能负荷分担地均衡利用所有可达路径。
对于第一级,每个业务流可通过轮循调度或随机方式均匀发送到k条连到第二级的路径上(通常基于信元的发送);到达第二级的业务流将基于信元自路由技术,根据交换网路由选择相应路径交换到第三级目的端口。
第三级收到所有来自第二级的信元时,把信元重组成报文,并保证报文顺序正确。
动态路由方式由此实现了严格的无阻塞交换,并有利于减小加速比从而提高有效端口容量。
基于动态路由的CLOS架构,再结合合适的业务调度机制,就可以支持完善的QoS。
由于CLOS交换系统容量很大,物理实现上,通常采用N+1个独立的交换网槽位,与主控板控制平面彻底分离,一方面提高了系统容量可扩展性,另一方面极大程度上提高了转发平面的可靠性,避免了控制平面出现故障或进行倒换时对转发平面的影响。
2)线速转发, 更低的转发时延及时延抖动:对于高性能的网络核心层和汇聚层非常关键的一点就是线速转发,尤其是跨业务板转发无阻塞,这一点对于普通的园区交换机和基于CLOD架构的交换机差异将非常明显基于CLOD 架构的核心交换机可以实现单槽位数百G的带宽交换容量,这样可以实现高密度万兆以及100G/40G接口的线速转发。
目前存储转发技术的端口到端口时延在几微秒到几十微秒,可满足绝大多数应用场合。
Cut-through(直通转发技术)转发时延可达到1微秒以下,主要用于少数对时延非常敏感的紧耦合高性能计算。
时延抖动则指时延的一致性、时延可预测性,VoIP(Voice over IP)、视频等实时业务通常要求低时延和时延一致性。
3) 精细的QoS及支撑突发流量的大缓存设计:近年来带宽需求的年增长达到50~70%,而带宽供给年增长通常在30%。
资源总是有限的,不可能给所有用户、所有业务提供足够的带宽,从而导致实际的网络是一个存在拥塞的网络。
网络设备需要提供更完善和精细的QoS支持,即根据不同用户不同业务的SLA (Service-Level Agreement,服务等级协议)要求,提供相应有保证或可预测的带宽、丢包率、突发缓存能力、时延、时延抖动等指标承诺。
更优的业务调度和队列(Scheduling & Queuing):没有业务调度的交换架构就像没有红绿灯的十字路口,容易发生碰撞和事故,谈不上QoS。
粗放式调度就像每个方向有一个车道,有单一圆形红绿灯的十字路口,比没有红绿灯有大幅改善,但容易阻塞。
而精细化调度则好比每个方向有三个车道(左转、直行、右转),红绿灯由三个对应的方向指示箭头组成(左转、直行、右转箭头),这种调度显然效率更高、更加有序了。
在交换机里,车道就好比队列,红绿灯就好比调度器。
队列越多,就可以对流量进行更精细化的管理和调度,使到不同出口、不同优先级的业务转发互不影响,消除头阻塞。
队列越多,调度器也越复杂,设计复杂度也高,有的设备还支持层次化调度(H-QoS)。
所能支持队列数目也是网络设备的关键指标之一,一般设备支持十几、几十到几百条队列不等,少数高端产品可以支持1K、十几K或几十K。
流分类和缓存:与业务调度紧密相关的就是流分类和缓存。
流分类是对不同用户和业务进行识别然后映射到不同的优先级和队列。
而没有缓存或缓存太小,再好的调度也形同虚设或大打折扣。
随着应用越来越复杂,流量突发越来越大,越来越频繁(比如搜索业务),足够大的缓存对新一代数据中心至关重要。
网络应用模型已经由C/S转换为B/S模型,应用方式的转变,导致网络突发流量的增大,大缓存机制已经成为网络设备的迫切需求。
没有足够大的缓存设计,数据中心再大的容量都形同虚设。
如果没有一个大缓存能力,流量拥塞损失将是非常巨大的,直接导致关键业务的失败。
一般建议,10G接口200ms左右缓存。
设备每万兆端口200MB Buffer,支持200ms 突发流量,再结合分布式入口缓存机制,满足大型数据中心高突发流量的需求。