医院综合楼计算机网络系统技术方案

莱芜人民医院综合楼

计算机内网网络系统

设计方案

目录

1工程概述........................................................................................4

2医院业务系统划分...............................................................................4

2.1医院业务划分.............................................................................4

2.2医院管理系统分类..........................................................................5

2.3临床医疗信息系统分类.....................................................................5

2.4物联网系统分类............................................................................6

3网络系统设计原则...............................................................................6

3.1多层面的稳定可靠.........................................................................6

3.2先进成熟..................................................................................6

3.3有线无线的高性能..........................................................................6

3.4虚拟化的安全防护.........................................................................7

3.5无线接入无缝漫游..........................................................................7

3.6移动安全访问..............................................................................7

3.7IT的统一运维管理.........................................................................7

3.8绿色节能..................................................................................7

4内网网络系统设计方案综述......................................................................8

4.1内网网络系统构成拓扑图：...............................................................8

4.2内网网络系统构成：.....................................................................10

5需求分析及建设目标............................................................................13

5.1方案整体架构..............................................................................13

5.2稳定可靠的网络架构......................................................................15

6设备参数.......................................................................................19

6.1核心交换机..............................................................................19

6.2服务器接入交换机.......................................................................20

6.3楼宇汇聚交换机...........................................................................21

6.424口接入交换机..........................................................................22

6.548口接入交换机..........................................................................23

6.624oPOE接入交换机....................................................................24

6.7智能网络管理系统........................................................................25

6.8用户准入系统.............................................................................27

6.9无线控制器...............................................................................28

6.10无线接入AP-放装型......................................................................29

6.11无线接入AP一室分型......................................................................30

1工程概述

本工程位于山东省莱芜市长勺北路。

本建筑为莱芜市人民医院门、急诊及外科病房楼工程，总建筑面积为109317平方米，建

筑主体高度71.25m,裙房高度22.05m。工程结构形式为剪力墙；基础形式为筏板、柱基；地

下一层、地上16层。

门、急诊及外科病房楼各层功能：

(1)地下一层：变配电室、制冷机房、水泵房、厨房及餐厅、汽车库及人防等；

(2)一层：挂号收费、急诊部、中西药房、住院大厅、出入院办理、儿科、影像科、输液

中心、消防控制中心、计算机中心、客户服务中心、服务中心、快餐等。

(3)二层：外科中心、内科中心、疼痛科、检验科、超声科、电生理科、内镜中心、病房

药房、综合病护理单元等。

(4)三层：眼科、妇科、产科、耳鼻喉科、皮肤科、理疗科、中心供应、职工活动中心、

心胸外护理单元等。

(5)四层：手术部、病理科、预留门诊、重症监护病房、心胸外护理单元等。

(6)五层：儿科护理单元。

(7)六层~十六层为各科室病房。

随着国家深化医疗改革，以电子病历为核心的医院信息平台和以病人电子健康档案为中

心的医疗平台将会对医院的业务要求越来越高，随之而来的就是对IT信息化要求越来越高。

从技术架构、数据架构、应用架构等各个方面均需要对医院业务进行支撑，特别是IT基础设

施(技术架构)的健壮性成为首选建设任务。

莱芜人民医院为更好的服务病人、提高医院核心竞争力，正在不断扩大规模、提升信息

化水平，新院区计划2015年投入使用。

随着医院业务系统应用规模的不断扩大、医院各个业务的协同办公及物联网、移动医护、

大数据等方面的应用，莱芜市人民医院的IT基础网络及无线网络的建设，须满足信息化建设

高带宽、低延时等应用需求，并须满足将来网络拓展和升级的需求。

2医院业务系统划分

2.1医院业务划分

医院的业务系统有很多，而且不同的专科医院业务系统也有很大区别，以下业务系统是

医院都须具备的：门诊系统、住院系统、体检系统、PACS系统、医院管理经济系统，区域

医疗系统、其他医疗专用系统等。主要包括医院管理系统和临床医疗信息系统(含无线管理系

统)，以及逐步建立完成的物我网系统。

2.2医院管理系统分类

(1)门、急诊挂号子系统

(2)门、急诊病人管理及计价收费子系统

(3)住院病人管理子系统

(4)药库、药房管理子系统

(5)病案管理子系统

(6)医疗统计子系统

(7)人事、工资管理子系统

(8)财务管理与医院经济核算子系统

(9)医院后勤物资供应子系统

(10)固定资产、医疗设备管理子系统

(11)院长办公综合查询与辅助决策支持系统

2.3临床医疗信息系统分类

⑴住院病人医嘱处理子系统

⑵护理信息系统

(3)门诊医生工作站系统

(4)临床实险室检查报告子系统

(5)医学影像诊断报告处理系统

(6)放射科信息管理系统

(7)手术室管理子系统

(8)功能检查科室信息管理子系统

(9)病理卡片管理及病理科信息系统

(10)血库管理子系统

(11)营养与膳食计划管理子系统

(12)临床用药咨询与控制子系统

(13)移动查房及医嘱

(14)无线监护

(15)移动输液

(16)移动检验及诊疗

(17)人员定位(含婴儿防盗)

(18)移动护理

2.4物联网系统分类

(1)医疗设备管理

(2)药品管理

⑶冷链管理

(4)医疗废弃物管理

(5)医护人员管理

(6)楼宇设备管理

⑺其他人财物管理

3网络系统设计原则

3.1多层面的稳定可靠

由于莱芜人民医院新建院区为新建项目，网络系统不仅着眼于现有网络的需求(包括网络

系统)随着医院业务数字化程度的不断提高，各项业务对网络系统的依赖程度越大越高。IT

基础设施作为信息化的硬件基础其重要性也不断凸显，一旦系统运行不正常或者出现故障中

断将直接导致医院业务中断，造成的经济、社会影响等损失不可估量。因此必须从设备自身

和网络架构角度确保网络系统的稳定性。设备自身角度，核心设备采用多级交换架构设备，

利用引擎、交换矩阵关键部件的分离提高物理可靠性；架构方面，优化为三层架构，关键汇

聚节点设备利用虚拟化或者智能堆登类似技术提高收敛速度、简化管理难度、实现冷机框的

802.3ad链路聚合。

3.2先进成熟

采用先进成熟的技术和方案，支撑现有的与未来3-5年的主流网络应用，具有发展潜力。

各厂商提供的解决方案应为主流的技术方案，代表各自技术发展的方向和最高水准，同时应

具备成功实施案例，无线网络建设AP可以选择802.11AC标准的无线AP、核心交换机要求支

持虚拟化技术如思科的VSS、VDC,H3c的IRF、MDC等多虚一和多虚一技术。

3.3有线无线的高性能

医院应用从带宽要求小的HIS、US业务系统逐步丰富到PACS、电子病历等高带宽应用，

对医院基础网络的带宽提出越来越高的要求。骨干网络升级为万兆双链路，结合核心层和汇

聚层的虚拟化技术，与传统方式部署相比提高了一倍的处理带宽；在无线网络的可采用主流

的802.11AC标准的无线AP,可兼容现有的802.11b/g/'a/n无线终端，处理性能可到1Gbps。

3.4虚拟化的安全防护

医院平台不仅承载业务系统，更是承载了较多病人的信息，如身份、住址、病况等隐私

信息。目前在网络边界和重要的数据库已进行安全防护，下一步可在核心交换机部署一套安

全功能插卡，通过虚拟化方式对内部各类业务服务器和部门进行安全防护进行逐一防护，节

省投资。

3.5无线接入无缝漫游

医院下一步开展无线查房业务、无线输液业务，这其中最为重要的是建设一套能够稳定、

高效承载这些业务的无线网络平台。除了要求无线具备高性能外，还需要对整个大楼无死角

覆盖，确保终端无缝漫游。

3.6移动安全访问

无线网络在医院部署中显的越来越重要，但是安全问题必须作为重要考量。结合投资保

护和经济适用原则，无线终端需要通过安全管理准入系统验证后才可接入无线网络。同时考

虑到移动访问的便利性特点，需要方案具备IOS、Android类终端的认证客户端，以避免每次

榆入用户名密码的繁琐。需要基于对终端类型的识别、账号的识别进行权限控制。如护士在

病房区采用PAD,可获得US、0A等访问权限，如果采用自带的终端认证入网，则仅禁止入

网，以确保使用自带终端的便利性同时信息安全性不受损失。

3.7IT的统一运维管理

本次建设需要具备相对智能的网络管理手段。通过部署管理平台即可查看整网拓扑、IT

基础设施设备运行情况、链路情况等，做到防患未然提高信息化的服务能力。

网络投入运营之后，随着运行时间的增加，故障的发生概率也会逐渐增加。出现异常或

是故障是不可避免的。为了提高解决问题的效率，最科学的方法是随时对网络的运行状态进

行分析，发现趋势性故障并提前预防。发生突发故障时可以快速、准确的定位故障原因。因

此，需要建设一个网络性能监测与分析的系统，随时监控网络状态并可提供状态回溯与分析

的能力。以保障业务系统运行的稳定与效率

3.8绿色节能

IT基础设施建设中对于空间的占用及能耗的需求是投资中不可忽略的一部分。数据中心

的物理空间总是相对有限，需要在有限空间内进行高密度集约建设才可满足未来不断增长的

业务需求，而高密度势必带来机房散热的挑战。因此骨干设备要求采用竖插槽设计，以利于

散热，符合机房的散热方案设计。通过这些举措，以降低机房的制冷成本和总体能耗，符合

绿色数据中心和机房的建设理念。

根据前述的建设需求，对内网网络方案要求如下。

4内网网络系统设计方案综述

本网络主要为莱芜市人民医院新建院区提供Internet接入和设备的联网需求，实现医疗

和办公对网络通讯的需求，并支持将来物联网等功能的拓展需求；同时通过光纤与南院区的

在运行机房实现互连互通。

新建院区对网络系统的要求极高，主要表现为系统的稳定性、可靠性、安全性、数据传

输防丢包特性、无线网络的全覆盖性、可拓展性等；新建院区机房网络与老院区机房网络的

无缝互联互通。鉴于此，对新建院区机房网络系统提出如下要求：

4.1内网网络系统构成拓扑图：

新建院区容

灾和存储40GU5路

1---------万兆塘路

服务必接入

交换机）

防火遹I

核心层与接入层

新建院区交换机虚拟融合

外网接入化为一4节点

服务器摄入

i亥心交换机核心交换机

交换机

服务器

无线控制器

区防火噜

智能网络管।甲中心修心交换机

汇聚交换机

接入交接入三

接入交换机

无t£AP；平板电脑

老院区

新建院区网‘St"老院区机

络中心主楼产电左护仪移动区疗信息库房系统

茶艺人民区院计牌机内网网络系统拓扑困

莱芜人民医院综合楼计算机网络系统技术方案

4.2内网网络系统构成：

4.2.1网络设备采用有线无线一体化网络构架。

4.2.2智能网络管理系统：整个网络由一套智能网络管理系统对整个网络系统进行智能管理，

由一台电脑主机，通过网络管理软件平台实现网络的智能管理。

♦网络管理软件平台包括4个管理模块：基础管理中心、安全控制中心、性能优化

中心和运营管理中心。该智能网络管理系统不仅实现了移动和固定设备的互连互

通、通信、计算、应用、存储、设备的监控及预警等各类业务应用和网络的融合，

其本质实现的是将软件控制和高速的硬件数据交换进行有机融合的整体解决方

案，使简单的网络设备堆积和连接变成为以软件控制为核心智能化网络系统。

♦智能网络管理中心拓扑图：

智能网络管理中心

基础设备管理安全控制巾心性能优化申心运营管理中心

终端准入解决方案

自动生成拓扑图流里计费解决方案

行为审计解决方案流里分析解决方案

显示设备状态无线运营解决方案

安全联动解决方案性能优化解决方案

故障告警EPON管理解决方案

流里清洗解决方案

4.2.3有线网络系统:

♦三层构架：采用3层构架，即接入交换机+汇聚交换机+核心交换机的有线网络构

架。核心交换机带防火墙板卡，该板卡自带嵌入式防火墙软件；无线AP控制器

接入核心交换机，通过智能网络管理中心实现对所有无线AP的智能管理；核心

交换机接入容灾和存储设备。

♦系统冗余：核心交换机和汇聚交换机采用系统冗余的设计方案（一用一热备）；无

线AP控制器采用冗余设计（一用一热备）。

♦数据同步：主机和热备机实时数据同步。

4.2.4智能无线网络系统：为满足莱芜人民医院移动诊疗的需求：移动查房、移动医嘱、移

动输液、移动检验、移动化验、病员管理、婴儿防盗、无线监护

等），无线网络系统采用智能式无线蜂窝结构技术方案，实现对门

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莱芜人民医院综合楼计算机网络系统技术方案

诊区域、病房区域的无缝式的网络全覆盖，确保无线网络信号无

死角，以保证移动医疗无线数据的无丢包、数据的高速传输、高

稳定性的在任意时间的实时传输。为满足以上要求，无线网络系

统要求如下：

♦构成：由智能网络管理中心、无线AP控制器和无线AP组成智能无线网络系统；

♦虚拟蜂窝技术方案：无线AP按照蜂窝状结构布局，克服不同区域无线无线信号

的均衡性；多个AP构成的无线系统，通过智能网络管理中

心虚拟为一个无线AP进行管理。蜂窝状结构布局图如下：

所有AP

房明

OAP

0^AP°

♦智能管理AP：控制器与每一无线AP间建立唯一隧道通讯，并通过智能网络管理

中心管理、检测、控制所接入的全部无线AP,实时检测每一无线

AP的工作状态、智能判定其是否损坏、接入设备数量、数据传输量、

无线干扰源的频段锁定、无线AP的工作频段切换等；

♦智能频段切换：根据已经接入设备数量和数据传输量，当有新的设备接入或数据

传输量过大时，可以自动调节对应AP的工作频段。例如智能控

制器发现5G频段的设备接入过多或数据传输过高时，将自动将

AP工作的5G频段切换到2.4G频段；

♦智能发射功率调节：对于蜂窝状结构布局的AP,当其中一只AP损坏后，AP控制

器立即识别，并自动增强紧邻AP的发射功率，以覆盖损坏AP

所覆盖的面积；智能网络管理中心自动报警，告知损坏的AP

的区域和编号，通知维修人员更换或维护有故障的无线AP。

♦智能频谱保护：无线AP自动探测周围无线环境，发现在同信道存在其它无线信

号时，可自动切换信道避免干扰；

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♦5G工作频段：无线双频AP的主频应有2.4G和5G双频工作频段，带宽大于等于

1G,智能无线系统对无线AP预设的工作频段为5G,以提高无线

AP的抗干扰能力和无线信号的穿透能力（避开蓝牙、微波、无绳电

话等信号的2.4G工作频段，以及抗雷暴等强磁场干扰）；

♦智能终端设备管理：对终端移动设备进行认证管理，移动终端通过认证后，该终

端自动获得一个唯一的ID号，只有通过认证的移动终端才

能够进行网络系统进行数据传揄：

♦无线网络系统安全管理：通过无线AP自带的WIDS技术实现无线网络系统的自动

防御，保证无线网络系统的安全；

♦智能终端漫游管理：终端移动过程中，智能无线网络系统自动定位跟踪每台经认

证的移动终端，该终端用户感觉不到无线AP的自动切换：

♦智能文件传输管理：通过终端管理软件，监控每一上传文件是否上传成功，如未

全部上传完成，则告警提示；

4.2.5无线AP支持的通讯协议：支持801.11a/b/g/n/ac,并向下兼容2.4G的无线通讯协议；

4.2.6网络安全：在核心交换机上，安装防火墙板卡，该板卡自带嵌入式软件，对所有的网

络传输信号自动进行识别是否属于网络攻击行为，并自动滤除网络攻击信

号。该系统具备拒绝访问攻击（DOS）的防护，能实现交换机、防火墙

/1DS/1PS联动与网管软件联动，自动的实现对网络蠕虫和黑客攻击防范和

屏蔽。

4.2.7物联网：基于有线和无线组成的智能网络通讯平台，通过扩展模块直接支持物联网

RFID、Wi-Fi协议；通过协议转换设备，支持Zegbee/GPRS/2G/3G等其他通

讯协议。

4.2.8链路带宽：核心交换机与容灾存储设备间的链路带宽为40G;核心交换机与汇聚交换

机间的链路带宽为40G;汇聚交换机与接入交换机备（含POE交换机）间的

链路带宽为10G：接入交换机与台式电脑等有线设备的链路带宽1000M;

POE交换机与无线AP间的链路带宽为1G;无线AP与移动设备间的链路带

宽1G;

4.2.9与南院区的互联互通：通过4根万兆光纤（10G带宽）将南北院区连接起来，实现2套

机房网络系统的互联互通（2用2备的万兆光纤），以支持医疗

和办公对网络通讯的需求。

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5内网网络系统需求分析及建设目标

业务或网络现状、问题需求分析建设目标

①网络架构稳定可靠

HIS、PACS等业务系统中断，影响

②关键节点必须冗余设计保障医院各类业务系

病人就诊服务，造成医院声誉损

③需采用先进技术保证冗统不中断运行

失，减少医院运营收益；

余节点之间的切换时间

PACS等业务系统对带宽要求高；

①有线、无线网络高性能

现有有线网络骨干1000M环境下，医生或护士调用时要

②有线网络采用10G或40G

医生护士调用时等待时间长、效率求快速读取；

骨干

低，影响病人就医体脸；

现有的三层物理网络架构，流量处

简化网络架构及管理

理节点多，数据延迟较大；①尽量减少网络层级

难度，提高业务转发

设备更换时需要单独配置，效率②设备更换自动部署

效率

低、易出错；

传统部署模式（走廊放装AP）不适

合现有病房结构（洗手间靠近走需要使用天线引入房间的

病房区无死角覆盖

廊），信号衰减大，影响移动医护方案；

业务：

移动终端的上传或下

①控制单台AP覆盖房间的

移动CT业务、PACS业务、移动医载速率至少200M/S,

数量；

生工作站对无线要求性能高；PACS业务至少在2s内

②无线AP带宽至少1G

读取完毕：

移动业务对无线网络要求敏感，在提高医护人员使用满

不丢包

病房区移动时容易出现中断；意度

①采用5G频段部署；

现有运营商及其它无线网络采用②分析无线信道干扰并自

确保移动医护业务正

2.4G频段，容易产生干扰，影响移动切换信道；

常运行

动医护业务：③对非法无线干扰AP进行

反制；

在网络层面、主机层面、应符合等级保护对医院

网络建设充分考虑医院等保要求

用层面进行安全防护的信息安全要求

服务器虚拟化环境

服务器虚拟化环境下，虚拟机迁移要求虚拟机迁移后网络策

下，保障虚拟机的安

导致原网络安全策略失效略跟随

全

①统一管理运维平台，管理

有效的对医院IT基础

各厂家设备；

新老院区网络设备、服务器、业务设备进行统一管理和

②对业务系统进行实时监

系统众多，管理复杂，维护难度高运维，对业务系统进

控（业务的繁忙度、健康度、

行监管

可用性）

5.1方案整体架构

5.1.1网络三•层构架：莱芜方人民医院院区IT网络采用三层架构：核心一汇聚-楼层，采用

40G主干、1G到桌面的先进设计思路；核心交换机、汇聚交换机、无

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莱芜人民医院综合楼计算机网络系统技术方案

线AP控制器的核心设备实施冗余方案保证网络的可靠运行；并确保

主备用设备间数据的实时同步；

5.1.2单一节点技术：为简化网络的架构及管理难度、提高流量转发效率，设计中采用纵向

融合架构，将核心交换机与服务器接入交换机、核心交换机与楼宇汇

聚交换机等多层次的网络节点融合为单一节点，实现管理策喀的统一

部署及设备的统一管理，降低维护难度，实现业务流量的快速转发。

5.1.3新老院区的互联互通：新院区网络建成后，新院区核心交换机将作为整个医院的核心

交换机，与老院区核心交换机之间通过部署OSPF路由协议实

现新、老院区之间互通，采用路由互通的模式组网，对老院区

的IP地址规划和网络结均不会造成影响。

5.1.4智能无线网络系统：随着医院开展无线查房业务、无线输液业务，无线网络已经成为

医院信息化必配，本次无线网络建设采用“网络智能管理中心+无

线控制器+无线AP”的架构建设方式，组成智能无线系统。在核心

交换机连接2台高性能的无线控制器设备，通过无线控制器对网

络内所有的AP进行统一管理和维护。在病房区部署802.11AC协

议的无线AP提供超过1G的高带宽接入服务；病房楼检裙楼均采

用分室部署方式，通过馈线把AP的天线直接部署在病房内部和走

廊内，实现虚拟的无线蜂窝覆盖技术构架，确保无死角覆盖（病房

的卫生间同样实现无线信号的全覆盖）。

5.1.5智能网络管理中心：二次网络建设需要具备相对智能的网络管理手段。通过无线智能

网络管理中心，实现对全部网络系统的智能管理。智铃网络管理

中心具备网络拓扑、网络性能、网络配置、网络安全、网络告警、

网络业务的统一管理功能，同时在其上可以配置有多种业务管理

组件。

♦智能管理中心具备网络拓扑、网络性能、网络配置、网络安全、网络告警、网络

业务的统一管理。智能管理中心可自动监控整网拓扑、IT基础设施设备运行情况、

链路情况等，做到防患未然提高信息化的服务能力。网络投入运营之后，随着运

行时间的增加，故障的发生概率也会逐渐增加。出现异常或是故障是不可避免的。

智能管理中心就是一个网络性能监测与分析的系统，随时监控网络状态并提供状

态回溯与分析的能力，随时对网络的运行状态进行智能的自动化分析、发现趋势

性故障并提前预防；

♦配置有线无线一体化管理组件，方便管理大规模的无线网络；

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莱芜人民医院综合楼计算机网络系统技术方案

♦端点准入解决方案（EAD）在身份接入基础上，支持安全状态评估、网络安全威胁

定位、安全事件感知及保护措施执行等，预防因未打补丁、病毒泛滥、ARP攻击、

异常流量、非法软件安装和运行等因索可能带来的安全威胁，并可根据终端的安

全状态实现终端VIP、Guest,隔离、下线等多种控制策略。从端点接入上保证每

一个接入网络的终端的安全，从而保证网络安全。

5.2稳定可靠的网络架构

5.2.1系统冗余：医悦网络系统承载医院日常医疗业务：HIS、US、PACS、财务、体检系统

等，一旦网络出现故障，将直接导致医院各项业务的中断或带来严重的误

诊及相应的医疗纠纷，因此必须保证网络系统的稳定可靠。故对核心交换

机、汇聚交换机、无线AP控制器均采用双设备、双链路架构，通过部署

虚拟化技术，将两台设备虚拟化为一台逻辑设备，进行统一管理和维护，

性能成倍增长，网络数据实时同步。

5.2.2高带宽骨干网络：传统模式下的10G骨干网络，仅能保证10个1000M接口线速转发，

导致汇聚层与接入层之间存在较大的收敛比，网络必然出现一定延

迟。本次方案规划时充分考虑医院发展，保证在3-5年内保持业界

领先水平，核心交换机与容灾存储设备间的链路带宽为40G;核心

交换机与汇聚交换机间的链路带宽为40G：汇聚交换机与接入交换

机备（含POE交换机）间的链路带宽为10G：接入交换机与台式电脑

等有线设备的链路带宽1000M；P0E交换机与无线AP间的链路带宽

为1G;无线AP与移动设备间的链路带宽1G;以确保医院各项业务

正常运行。

5.2.3三层网络架构：物理组网采用三层组网架构；核心层+汇聚层+接入层。同时部署纵向

虚拟化架构，把汇聚层设备虚拟为核心设备的一块板卡，由核心交换

机统一管理，流量处理节点减少，物理结构清晰。

5.2.4无线信号无死角：随着无线查房、无线输液等移动医护业务上线，无线网络改变了病

人就医环境，已经成为必不可少的业务系统，必须保证病房楼内无

死角覆盖。采用天线入室的覆盖方式，把天线直接部署在病房内部，

确保无线信号覆盖无死角。一台AP+美化天线可以无线无缝覆盖8

个房间，即组成了无线蜂窝技术方案，由网络智能管理中心、无线

控制器的智能管理系统，实现了无线网络的智能化。

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莱芜人民医院综合楼计算机网络系统技术方案

无线控制器：

对所有AP进行

询砌涔统一管理；

通过虚拟蛭离

技术实现无醛

漫游；

智能管理中心:

核心交换机