安徽省健康一體機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入方案研究

朱建軍

主要研究了在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中接入安徽省衛(wèi)計(jì)委下發(fā)的健康一體機(jī)，要求接入方案簡(jiǎn)單高效且具備良好的經(jīng)濟(jì)效益?？紤]到成功接入的經(jīng)濟(jì)效益問題，方案主要根據(jù)光纜覆蓋情況做了接入研究，針對(duì)光纜覆蓋區(qū)域使用有線寬帶接入、針對(duì)光纜覆蓋較弱但4G信號(hào)已覆蓋的區(qū)域使用4G CPE接入，可以有效降低投資成本。通過在縣級(jí)衛(wèi)生局服務(wù)器側(cè)部署網(wǎng)關(guān)設(shè)備，使村衛(wèi)生室用戶通過VPN方式成功實(shí)現(xiàn)低成本接入。

健康一體機(jī) VPN 低成本 網(wǎng)絡(luò)接入方案

1 引言

安徽省衛(wèi)計(jì)委下配給縣級(jí)衛(wèi)生系統(tǒng)的健康一體機(jī)功能齊全且便于攜帶，具備心電圖、心率、血糖、血壓、血氧飽和度、尿常規(guī)、體溫等檢測(cè)功能。同時(shí)，配有二代身份證讀卡器，并配套相關(guān)的應(yīng)用軟件和管理軟件，實(shí)現(xiàn)與基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)管理信息系統(tǒng)、公共衛(wèi)生系統(tǒng)及縣級(jí)綜合衛(wèi)生管理平臺(tái)間的互聯(lián)互通和信息共享。該機(jī)的配備使用將有力提升村級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)服務(wù)能力，為農(nóng)村居民帶來更高質(zhì)量的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)，廣大農(nóng)民群眾足不出村即可享受各項(xiàng)免費(fèi)身體檢查，尤其是65歲以上老年人和慢性病患者的健康體檢將更加方便快捷。但是在使用過程中發(fā)現(xiàn)，健康一體機(jī)是接入衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)的，而村衛(wèi)生室中的互聯(lián)網(wǎng)專線用戶、家庭寬帶用戶、4G LTE寬帶用戶均無法使用健康一體機(jī)。

后期安徽省衛(wèi)計(jì)委將在全省推廣健康一體機(jī)，涉及滁州市1050戶村衛(wèi)生室接入。如村衛(wèi)生室使用數(shù)據(jù)專線直連至衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)，可以正常接入，但數(shù)據(jù)專線投資成本較高，經(jīng)濟(jì)效益較差?；诖?，本文項(xiàng)目旨在研究村衛(wèi)生室用戶的接入方案，在經(jīng)濟(jì)效益及方案可行性上進(jìn)行創(chuàng)新接入。

2 項(xiàng)目背景

項(xiàng)目旨在使移動(dòng)用戶使用健康一體機(jī)能夠成功接入到衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)。健康一體機(jī)要求通過WLAN（Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng)）方式連接，在保證能夠正常接入的同時(shí)，考慮到接入方式的經(jīng)濟(jì)效益問題，應(yīng)盡可能選取低成本、高效的接入方式。

健康一體機(jī)操作系統(tǒng)為Linux，無法進(jìn)行客戶端VPN（Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）撥號(hào)，且健康一體機(jī)訪問IP等信息已固化在設(shè)備中，無法通過公網(wǎng)映射。

用戶接入方式包括有線寬帶、LTE寬帶這2種形式。4G信號(hào)在村衛(wèi)生室已基本覆蓋，投資較低；而有線寬帶覆蓋較弱，投資較高，但接入質(zhì)量較好。考慮到經(jīng)濟(jì)效益問題，方案需要解決有線寬帶及LTE寬帶用戶的接入問題。

3 采用方案及關(guān)鍵技術(shù)分析

健康一體機(jī)接入方案拓?fù)鋱D如圖1所示。有線寬帶用戶通過滁州IP城域網(wǎng)與在衛(wèi)生局部署的網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接，LTE寬帶用戶通過4G CPE（Customer Premise Equipment，客戶終端設(shè)備）連接至安徽省網(wǎng)Internet，并通過省到市CMNET連接滁州IP城域網(wǎng)連接到衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備。根據(jù)以上特點(diǎn)，擬采用L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol，第二層隧道協(xié)議） VPN方案接入[1-2]，有線寬帶用戶及LTE寬帶用戶通過不同的方式接入衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)。

關(guān)鍵技術(shù)：PPP（Point to Point Protocol，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）協(xié)議定義了一種封裝技術(shù)，可以在二層的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上傳輸多種協(xié)議數(shù)據(jù)包，當(dāng)用戶與NAS（Network Access Server，網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器）之間運(yùn)行PPP協(xié)議時(shí)，二層鏈路端點(diǎn)PPP會(huì)話點(diǎn)會(huì)駐留在相同硬件設(shè)備上。由于L2TP協(xié)議提供了對(duì)PPP鏈路層數(shù)據(jù)包的隧道傳輸支持，允許二層鏈路端點(diǎn)和PPP會(huì)話點(diǎn)駐留在不同的設(shè)備上，并且采用包交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息交互，從而擴(kuò)展了PPP模型。L2TP協(xié)議結(jié)合了L2F（Level 2 Forwarding protocol，第二層轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議）協(xié)議和PPTP（Point to Point Tunneling Protocol，點(diǎn)到點(diǎn)隧道協(xié)議）協(xié)議的各自優(yōu)點(diǎn)，成為IETF（The Internet Engineering Task Force，國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）有關(guān)二層隧道協(xié)議的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]。

（1）有線寬帶接入方案

有線寬帶利用滁州城域網(wǎng)BRAS（Broadband Remote Access Server，寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器）（華為ME60）作為L2TP LAC（L2TP Access Concentrator，L2TP訪問集中器）設(shè)備[4]，與衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備建立L2TP隧道，有線寬帶用戶通過無線路由器進(jìn)行PPPoE（PPP over Ethernet，以太網(wǎng)上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）方式撥號(hào)接入衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)，健康一體機(jī)通過WLAN連接無線路由器接入衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)，方案無額外投資。

總體思路：將衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過三層接口與滁州BRAS互聯(lián)，BRAS使用LoopBack地址與網(wǎng)關(guān)設(shè)備建立L2TP隧道，BRAS及衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備均新建認(rèn)證域，BRAS下掛用戶通過PPPoE撥號(hào)連接后，BRAS認(rèn)證域?qū)⒂脩糁赶蛐l(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備認(rèn)證并連接到衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)[5]。主要配置如下：

要求在BRAS上建立衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備的三層子接口[6-7]。

在BRAS上使能L2TP并建立l2tp-group[8]，使用BRAS的LoopBack接口作為隧道接口，建立L2TP用戶認(rèn)證域并關(guān)聯(lián)到l2tp-group。

衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備（華為SRG2200）建立虛擬網(wǎng)關(guān)接口[7-8]、使能L2TP功能并建立l2tp-group；在AAA模塊中創(chuàng)建認(rèn)證域、創(chuàng)建用戶并關(guān)聯(lián)地址池，其中創(chuàng)建用戶必須使用戶名后綴為“@認(rèn)證域的域名”，如下所示：

local-user test@dywsj password cipher test@123 //dywsj為認(rèn)證的域名

在BRAS下建立用戶認(rèn)證接口[7]，將用戶指向該接口認(rèn)證。

BRAS下掛用戶通過PPPoE方式使用用戶名/密碼（test@dywsj/test@123）認(rèn)證，在衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)上認(rèn)證成功，健康一體機(jī)使用WLAN連接進(jìn)行服務(wù)器測(cè)試，測(cè)試成功。

（2）LTE寬帶接入方案

LTE寬帶利用4G CPE作為L2TP LAC設(shè)備，通過Internet與衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備建立L2TP隧道，LTE寬帶用戶通過無線路由器連接到CPE上接入衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)，健康一體機(jī)通過WLAN連接無線路由器接入衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)，方案無額外投資[9]。

選取室外型CPE ZLT P10設(shè)備作為L2TP LAC設(shè)備，原設(shè)備無法進(jìn)行L2TP撥號(hào)，聯(lián)系設(shè)備廠家對(duì)CPE設(shè)備進(jìn)行軟件版本升級(jí)后，可以在ZLT P10上直接進(jìn)行L2TP撥號(hào)[10]。

該CPE設(shè)備軟件版本升級(jí)后可以直接進(jìn)行L2TP撥號(hào)配置，但在進(jìn)行L2TP撥號(hào)時(shí)要求具備隧道名稱，需在衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備上做如下配置：

能L2TP并建立l2tp-group[8]，其中l(wèi)2tp-group必須具備隧道名稱，如下所示：

l2tp-group 2

allow l2tp virtual-template 2 remote lac domain system //關(guān)聯(lián)認(rèn)證接口及認(rèn)證域，隧道名稱為lac

創(chuàng)建認(rèn)證域、關(guān)聯(lián)地址池并創(chuàng)建用戶[7-8]。

在升級(jí)后的CPE設(shè)備中直接進(jìn)行L2TP撥號(hào)設(shè)置，輸入衛(wèi)生局網(wǎng)關(guān)設(shè)備的IP地址、隧道名稱以及配置的用戶名/密碼（test/test@123），健康一體機(jī)使用WLAN連接進(jìn)行服務(wù)器測(cè)試，測(cè)試成功。

4 結(jié)論

本文接入方案針對(duì)村衛(wèi)生室用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況，對(duì)已有光纜覆蓋的用戶，使用IP城域網(wǎng)與衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備做L2TP VPN接入；對(duì)無光纜覆蓋但4G信號(hào)已覆蓋的用戶，使用4G CPE與衛(wèi)生局內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)做L2TP VPN接入。經(jīng)過實(shí)地接入測(cè)試，成功達(dá)到方案的研究目的，實(shí)現(xiàn)低成本、高效的接入，并且接入運(yùn)行正常穩(wěn)定。

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