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题目：医院网络设计

摘要

随着现代信息科技的力量不断壮大,信息技术现今广泛运用在多种行业领域,并且在很大程度上推动了医疗卫生业信息技术建设。针对一个医院医疗系统而言,具有一个稳定 的网络系统显得十分重要。医院的工作离不开网络的建设，因此医院的日常管理必须要与世界接轨，与信息技术接轨。一旦网络或数据丢失，将会给医院和病人带来巨大的灾难和难以弥补的损失，因此，医院计算机网络系统的安全工作非常重要。结合当前最新的网络技术，针对医院网络规划与设计规划出一套科学合理网络设计方案，对于未来医院的发展是有着重要意义和作用的。先进的无线网络不仅优化了医护人员的工作流程，提高了工作效率，保障了医疗安全，同时给患者及家属提供了高质量的服务，对医院信息化建设具有非常重要的意义。

关键词：医院网络；网络规划；网络技术

Abstract

With the growing power of modern information technology, information technology is widely used in various industries, and to a large extent, it promotes the construction of medical and health information technology. For a hospital medical system, it is very important to have a stable network system. The work of hospital can not be separated from the construction of network, so the daily management of hospital must be in line with the world and information technology. Once the network or data is lost, it will bring huge disaster and irreparable loss to the hospital and patients. Therefore, the security of the hospital computer network system is very important. Combined with the latest network technology, a set of scientific and reasonable network design scheme is designed for the network planning and design of Anshan Central Hospital, which is of great significance and role for the future development of the hospital. Advanced wireless network not only optimizes the working process of medical staff, improves working efficiency, ensures medical safety, but also provides patients and their families with high-quality services, which is of great significance to the hospital information construction.

Keywords：Hospital network, Network planning, Network techniqu

目录

摘要....................................................................................................................... 2

Abstract.................................................................................................................. 3

1 绪论................................................................................................................... 5

1.1 研究背景及意义.................................................................................... 5

1.2 研究现状................................................................................................ 5

1.3 研究内容................................................................................................ 6

2 网络需求分析................................................................................................... 7

2.1 网络功能需求分析................................................................................ 7

2.2可行性分析............................................................................................. 7

2.3建网原则................................................................................................. 7

2.4建网目标................................................................................................. 7

3 网络方案设计规划........................................................................................... 8

3.1方案设计................................................................................................. 8

3.2网络层次设计......................................................................................... 9

3.3网络IP地址规划与设计...................................................................... 10

3.4设备选型................................................................................................ 11

4.4网络安全设计的目标和原则............................................................... 15

4.3网络基本攻击的预防........................................................................... 15

4 网络配置......................................................................................................... 17

4.1VLAN相关配置.................................................................................... 17

4.1.1创建VLAN并命名................................................................... 17

4.1.2接口划分VLAN........................................................................ 18

4.2 STP的配置............................................................................................ 19

4.3 HSRP的配置........................................................................................ 20

4.4 OSPF的配置......................................................................................... 22

4.5 NAT-地址转换....................................................................................... 25

4.6 ACL的配置.......................................................................................... 26

4.7 DHCP技术........................................................................................... 27

4.8 HTTP服务............................................................................................. 27

4.9 DNS域名解析...................................................................................... 28

总结..................................................................................................................... 29

参考文献............................................................................................................. 30

致谢..................................................................................................................... 31

1 绪论

1.1 研究背景及意义

在当今数字化时代，信息技术在医疗领域的应用越来越广泛。医院作为重要的医疗机构，其网络基础设施的设计和运营对于提供高效、安全和可靠的医疗服务至关重要。Cisco Packet Tracer作为一种网络模拟和实验工具，可以用于设计、模拟和测试网络架构。因此，基于Cisco Packet Tracer的医院网络设计成为一个重要的研究领域。

首先，医院网络设计的研究对于改进医疗服务的效率和质量具有重要意义。通过优化网络架构，可以实现医院内部各个部门之间的高效协作和信息共享，从而提高医疗流程的效率。同时，合理的网络设计还可以提高医疗数据的安全性和可靠性，防止信息泄露和网络攻击，保障患者数据的隐私和医疗系统的稳定运行。

其次，基于Cisco Packet Tracer的医院网络设计研究有助于培养医疗信息技术人才。在医疗领域，对于网络工程师和IT专业人才的需求日益增加。通过在教育和培训过程中使用Cisco Packet Tracer进行医院网络设计实践，可以提供学生和专业人士与实际情境的接触和操作经验，培养他们在医疗信息技术领域的专业能力。

最后，基于Cisco Packet Tracer的医院网络设计研究还有助于推动医疗信息化进程。随着医疗信息化的不断发展，电子病历、远程医疗、智能医疗设备等新技术的应用日益普及。通过研究和实践医院网络设计，可以为医疗信息系统的建设提供指导和支持，促进医疗机构的信息化水平提升，提供更好的医疗服务。

综上所述，基于Cisco Packet Tracer的医院网络设计的研究背景及意义在于提高医疗服务的效率和质量，培养医疗信息技术人才，推动医疗信息化进程。这一研究领域的深入探索将对医疗领域的发展和进步产生积极的影响。

1.2 研究现状

医院网络设计是为了提供高效、安全和可靠的信息交流以支持医疗保健服务的重要领域。目前，许多医院正在努力改进其网络基础设施，以满足不断增长的数据需求和技术发展的挑战。

在网络设计中，关键问题之一是网络容量和速度。由于医院处理大量的电子病历、影像和其他医疗数据，网络需要具备足够的带宽和处理能力，以支持高速数据传输和实时交互。为了应对这一需求，许多医院正在采用更快速的以太网技术（如千兆以太网或万兆以太网），以提供更高的数据传输速度。

另一个重要的方面是网络安全。医院网络必须保护敏感的患者信息和医疗记录，以防止未经授权的访问和数据泄露。随着网络威胁的不断演变，医院需要采取多层次的安全措施，例如防火墙、入侵检测系统和数据加密，以确保网络的安全性和完整性。

同时，医院网络还需要具备高可靠性和冗余性。因为任何网络故障都可能对患者健康和医疗过程造成严重影响，所以关键系统和设备应该有备份和冗余，以确保即使部分网络出现故障，其他部分仍能正常工作。

近年来，随着物联网（IoT）技术的迅速发展，医院网络设计也开始融合传感器、设备和监控系统等智能医疗设备。这些设备可以实时收集和传输患者生理数据，并与医疗记录系统进行集成，提供更精准的诊断和治疗支持。因此，在网络设计中考虑到智能医疗设备的需求和互联性变得越来越重要。

最后值得一提的是云计算和虚拟化技术的影响。通过将数据存储和处理移至云端，医院可以降低本地设备和维护成本，并实现更大规模的数据共享和协作。虚拟化技术则可以提高资源利用率和灵活性，允许医院快速调整和扩展网络基础设施。

总之，医院网络设计正面临着不断增长的数据需求、不断变化的安全威胁以及新兴技术的持续发展。未来，随着5G网络和人工智能等技术的进一步应用，医院网络设计将继续演化，以满足更高效、智能和互联的医疗服务需求。

1.3 研究内容

首先，研究将关注医院网络的拓扑结构设计。通过分析医院内部的各个部门和功能模块的网络需求，研究者可以设计出适合医院环境的网络拓扑结构，包括网络设备的布置、网络连接的规划和配置等，以实现高效的数据传输和信息共享。

其次，研究将关注医院网络的安全性设计。医疗领域的网络需要具备高度的安全性，以保护患者数据的隐私和医疗系统的稳定运行。研究者将研究医院网络的安全漏洞和风险，并提出相应的安全策略和措施，如防火墙配置、访问控制、入侵检测等，以确保医院网络的安全性。

另外，研究还将关注医院网络的性能优化。医院网络需要能够应对大量的数据传输和高频率的通信需求。研究者将通过优化网络设备的配置和性能调整，提高网络的带宽、吞吐量和响应速度，以满足医院的高性能需求。

最后，研究还可以探讨基于Cisco Packet Tracer的实验和仿真技术在医院网络设计中的应用。通过模拟和测试不同网络设计方案，研究者可以评估其性能和可行性，并对设计进行优化和改进。

总之，论文的研究内容将围绕着利用Cisco Packet Tracer进行医院网络设计展开，包括网络拓扑结构设计、安全性设计、性能优化以及实验和仿真技术的应用等方面。通过这些研究内容的探索，可以为医院网络的设计和运营提供有益的指导和支持。

2 网络需求分析

2.1 网络功能需求分析

在进行医院网络设计之前，首先需要进行网络功能需求分析。这一步骤旨在确定医院网络所需的功能和服务，以满足医院的各项业务需求。例如，医院网络需要支持患者信息管理系统、电子病历系统、医疗影像传输、远程医疗等应用。通过详细分析医院的业务流程和信息交互需求，可以确保网络设计与实际需求相匹配，为医院提供高效、安全和可靠的网络服务。

2.2可行性分析

进行医院网络设计之前，需要进行可行性分析，评估网络设计的可行性和可操作性。这一分析考虑诸如预算限制、资源可用性、技术可行性等因素。通过分析和评估不同网络设计方案的可行性，可以选择最适合医院实际情况的方案，并确保网络设计的实施过程能够顺利进行。

2.3建网原则

在进行医院网络设计时，需要遵循一些基本的建网原则。这些原则包括网络可靠性、安全性、扩展性和性能等方面。网络可靠性要求网络能够持续稳定地运行，避免单点故障。安全性要求网络能够保护患者数据的隐私和医疗系统的安全。扩展性要求网络能够支持未来的业务扩展和增长。性能要求网络能够提供高带宽、低延迟和快速响应的服务。通过遵循这些建网原则，可以确保网络设计具备稳定性、安全性和可扩展性，满足医院的需求。

2.4建网目标

在医院网络设计过程中，需要明确建网的目标。建网目标可以根据医院的需求和优先级进行设定。例如，建网目标可以包括提供高效的数据传输和信息共享、保障患者数据的安全和隐私、提高医疗系统的可靠性和稳定性等。通过设定明确的建网目标，可以指导网络设计的方向和重点，并确保设计的网络能够实现预期的目标。

综上所述，网络需求分析是医院网络设计过程中的重要一步，包括网络功能需求分析、可行性分析、建网原则和建网目标等内容。通过详细分析医院的需求和情况，确定合适的网络设计方案，可以为医院提供高效、安全和可靠的网络服务。

3 网络方案设计规划

3.1方案设计

（1）局域网网络技术选择

医院网络中心决定采用千兆以太网技术作为主干网的构建方式，以实现QoS功能。同时，千兆以太网交换机支持第三层交换技术，也被称为多层交换技术或IP交换技术。虚拟局域网（VLAN）是一种通过逻辑划分而非物理划分局域网内设备的技术，实现虚拟工作组。它不受用户物理位置的限制，而是根据用户需求进行网络分段。不同VLAN之间的数据传输通过第三层（网络层）的路由实现。综上所述，医院网络核心层采用千兆以太网三层交换机，实现高带宽、大容量的网络层路由交换功能。这样一来，网络管理者可以继续监督和管理网络，同时提升主干网带宽至千兆速度。作为医院网络的中心交换机，千兆以太网交换机能够提供高速连接至接入层交换机、防火墙、服务器群（包括域名服务器、文件服务器、数据库服务器、WWW服务器等）和网管终端，尤其是重要的服务器和主干链路，采用千兆模块连接。可以说，采用千兆以太网三层交换网络完全能够满足医院对网络系统的需求，且能够持续较长时间。

（2）拓扑结构选择

星型维护管理容易，由于星型拓扑结构的所有信息通信都要经过中心节百点来支配，所以维护比较容易。重新配置灵活，在楼层配线间的配线架上可以度移动增加或拆除一个信息插座所连接的终端设问备，并且仅涉及所连接的那台终端设备，因此操作起来比较容易，适应性强。故障隔离和检测容易，由于各信息点都直接连到楼层配线架，答因此故障容易检测和隔离，可以很方便的回将有故障的信息点从通道中删除，因此本医院的网络设计选择星型网络拓扑结构。

 

图3-1 拓扑结构图

3.2网络层次设计

主要网络交换机采用核心、汇聚、接入形式的物理三层架构。核心交换机下联汇聚交换机；汇聚交换机下联接入交换机。

（1）接入层设计

为了满足终端用户对网络的需求和业务带宽要求，并确保接入层的安全性能和可管理性能，需要考虑以下因素：（1）接入层带宽：根据不同业务需求，提供高带宽以满足各部门的网络需求。（2）稳定性：配置生成树协议防止环路产生，避免网络风暴导致瘫痪。（3）远程控制：提供良好的远程控制，方便管理分布在各楼层和房间的设备。（4）安全性：采用有效的安全措施，防止欺骗、病毒等威胁，实施网络隔离。（5）扩展性：预留足够的端口以适应不断增加的用户数量。

（2）汇聚层设计

汇聚层的主要功能是将接入层数据进行总汇聚，并转发至核心层，以免影响核心层。在汇聚层的设计中，可以采用路由的汇总、链路聚合等技术手段。设置汇聚节点时，应根据医院网络规模和不同学院、楼内部门的需求进行合理划分。考虑到流量汇聚和路由信息聚合，应使用负载均衡和链路聚合技术。汇聚层交换机性能要求高，能匹配上下连接端口数目和速率，并支持远程控制。

（3）核心层设计

核心层是网络的骨干，主要完成汇聚层数据的路由选择和高速交换。在核心层设计中，避免过于复杂的路由配置，尽量简化设置为主区域，可将数据包过滤和处理放置在核心层之外以提高交换能力。对于医院网络规模较大的情况，建议采用双核心设计，利用网状拓扑结构实现高可靠性。选用两台核心交换机实现负载均衡和冗余备份，保障整个网络的正常运行。

3.3网络IP地址规划与设计

（1）网络IP地址规划

这个步骤是整个医院网络设计的不可或缺的一个环节，IP地址规划的合理性将直接反映网络拓扑的设计思想，对网络的可靠性也可以起到十分重要的作用。好的IP地址规划和合理的分层网络拓扑设计相辅相成，一同构成网络设计的解决办法。并且，合理的网段规划结合科学的VLAN划分，能够明显减少网络风暴的出现，保证整个网络的安全和稳定。

（2）网络IP地址规划的目标和原则

IP地址规划的目标是：充分利用好不富余的IP地址资源；建立有着优秀效率的的网络路由；推动网络的发展。

IP地址规划的原则是：IP地址规划主要遵从四个原则：唯一性、可扩展性、连续性、实意性。唯一性：IP地址是主机和设备在网络中的标识，一个IP网络中不能有两个主机使用相同的IP地址，否则将无法寻址。可扩展性：在IP地址分配时，要有一定的余量，以满足网络扩展时的需要。连续性：分配的连续的IP地址要有利于管理和地址汇总，连续的IP地址易于进行路由汇总，减小路由表，提高路由的效率。实意性：在分配IP地址时尽量使所分配的IP地址具有一定的实际意义，使人一看到该IP地址就可以知道此IP地址分配给了哪个部门或哪个地区。

（3）网络IP地址设计

针对医院网络的有线网络，网络管理员常通过VLAN来划分广播域，区分用户群体。以下是对中心医院的IP地址分配与VLAN的划分情况，如表3-1所示：

表3.1 医院IP地址分配及VLAN划分

VLAN编号	网络地址范围	子网掩码	所属部门
VLAN10	10.1.1.0/24	255.255.255.0	门诊部
VLAN20	20.1.1.0/24	255.255.255.0	住院部
VLAN30	30.1.1.0/24	255.255.255.0	财务部
VLAN40	40.1.1.0/24	255.255.255.0	人事部
VLAN50	50.1.1.0/24	255.255.255.0	行政部
VLAN100	100.1.100.1/24	255.255.255.0	web服务器
VLAN101	100.1.200.1/24	255.255.255.0	DNS服务器
VLAN80	192.168.1.1/24	255.255.255.0	DHCP服务器

3.4设备选型

（1）核心层交换机选型

核心层交换机主要应考虑交换能力和可靠性，因此应选择从设汁上无单点故障的产品。经过综合考虑，医院网络的核也交换机选择了思科N7K。N7K采用了模块化的设计，支持６个业务槽位，背板带宽６Tbps，包转发率1152Mpps，单台设备支持240个万兆端口，为将来医院网络核心层升级至万兆交换能力提供了可能性。N7K交换机提供了运营商级别的高可靠性，主控制器、电源等关键部件都采用了冗余设计，所有的部件都支持热插拨。因此可以减少服务中断，进行无损业务升级气支持完善的运维检测与性能管理，能在网络发生拥堵时对数据传输时延、系统抖动等参数时行统计，对网络交通进行实时监控和故障的快速定位。另外，支持无线控制器（AC）插卡，支持无线接入点（AP）上线时自动选择发射信道和功率，信息冲突时自动调整信道或功率。无线设备跨接入点漫游时快速切换，无线AC1对１、１对多冷备和均衡负载以提升可靠性。

 

图4-1 N7K交换机

表4-1设备具体参数

主要参数
产品类型	路由交换机、POE交换机
应用层级	三层
交换方式	存储-转发
背板带宽	6Tbps
包转发率	1152Mpps
端口参数
端口结构	模块化
扩展模块	6个业务槽位
功能特性
VLAN	支持Access、Trunk、Hybrid方式 支持default VLAN 支持VLAN交换 支持QinQ、增强型灵活QinQ 支持基于MAC的动态VLAN分配
QOS	支持基于Layer2协议头、Layer3协议、Layer4协议、802.1p优先级等的组合流分类 支持ACL、CAR、Remark、Schedule等动作 支持PQ、WRR、DRR、PQ+WRR、PQ+DRR等队列调度方式 支持WRED、尾丢弃等拥塞避免机制 支持H-QOS 支持流量整形
组播管理	支持IGMPv1/v2/v3、IGMP v1/v2/v3 Snooping 支持PIM DM、PIM SM、PIM SSM 支持MSDP、MBGP 支持用户快速离开机制 支持组播流量控制 支持组播查询器 支持组播协议报文抑制功能 支持组播CAC 支持组播ACL
网络管理	支持Console、Telnet、SSH等终端服务 支持SNMPv1/v2/v3等网络管理协议 支持通过FTP、TFTP方式上载、下载文件 支持BootROM升级和远程在线升级 支持热补丁 支持用户操作日志
安全管理	802.1x认证，Portal认证 支持NAC 支持RADIUS和HWTACACS用户登录认证 命令行分级保护，未授权用户无法侵入 支持防范DoS攻击、TCP的SYN Flood攻击、UDP Flood攻击、广播风暴攻击、大流量攻击 支持1K CPU通道队列保护 支持ICMP实现ping和traceroute功能 支持RMON

（2）汇聚层交换机选型

汇聚交换机对接入交换机的流量进行汇聚和转发，除了背板带宽，还应考虑接口类型应与接入交换机的上行接口匹配，应支持链路汇聚、VLAN间路由及相应的安全策略。医院的汇聚交换机选择了思科 3750。此交换机属于三层交换机，接口方面，此机型提供了24个100/1000Base-X端口，4个10/100/1000Base-T千兆Combo口，满足了汇聚交换机多路光纤链路上行的接入需求；VLAN支持方面，支持缺省VLAN、语音流VLAN，支持基于MAC地址、子网、策略、端口的VLAN划分，支持一对一和一对多的VLAN交换。可以满足接入交换机的VLAN聚合、路由及其它管理需求；网络管理方面，支持堆叠，支持远程登录配置，支持简单网络管理协议，支持集群管理，支持对端口接收、发送报文的速率进行控制。安全管理方面，支持用户分角色管理和口令防护，支持拒绝服务、地址解析、ICMP攻击防范，支持IP地址、MAC地址、端口号、VLAN的组合绑定，支持端口隔离、支持802．化身份认证，支持单端口的用户数限制，全面满足医院汇聚层的连接需求和管理需求。

图4-2 3750交换机

表4-2设备具体参数

包转发率	108Mpps/126Mpps
固定端口	24个千兆 SFP，8个复用的千兆10/100/1000Base-T以太网端口Combo，4个万兆SFP+
MAC特性	遵循IEEE 802.1d标准 支持MAC地址自动学习和老化 支持静态、动态、黑洞MAC表项 支持源MAC地址过滤
VLAN特性	支持4K个VLAN 支持Guest VLAN、Voice VLANs 支持GVRP协议 支持MUX VLAN功能 支持基于MAC/协议/IP子网/策略/端口的VLAN 支持1:1和N:1 VLAN Mapping功能
IP路由	静态路由、RIPv1/2、RIPng、OSPF、OSPFv3、ECMP、ISIS、ISISv6、BGP、BGP4+
超级虚拟交换网(SVF)	支持作为SVF client零配置即插即用 支持自动加载client的大包和补丁 支持业务一键式自动下发 client支持独立运行
互通性	VBST基于VLAN生成树协议（和PVST/PVST+/RPVST 互通） LNP 链路类型协商协议（和DTP相似功能） VCMP VLAN集中管理协议（和VTP相似功能）

4.4网络安全设计的目标和原则

网络安全涉及防御来自内部和外部的各种威胁，旨在保障网络的安全。网络安全设计的目标包括以下方面：确定设备和数据资源，确保其完整性；对整个网络进行威胁评估，以保护数据的保密性、完整性和可用性；使用数据的保密性、完整性和可用性评估网络风险。

4.3网络基本攻击的预防

网络中存在各种网络病毒和攻击，它们可能对网络造成不可预测的损失，因此我们必须采取措施来防范这些潜在危险。

（1）常见网络病毒的预防

对于严重危害网络的常见网络病毒，可以通过部署扩展的访问控制列表（ACL），防范其所使用的TCP和UDP端口。即使某个用户被感染，也不会影响其他用户，保障医院网络带宽的合理使用。

（2）未知网络病毒的预防

对于未知的网络病毒，可在网络中部署基于数据流类型的带宽控制功能，为不同的网络应用分配不同的带宽。这确保关键应用有足够的带宽，新病毒出现时也不会影响主要网络应用的运行，提高网络的可用性。

（3）IP地址盗用和ARP攻击的预防

深度检测每个ARP报文中源IP和MAC地址是否与端口安全规则匹配，若不匹配，则说明IP地址被篡改，禁止相关数据包进入网络。这有效防止了安全端口上的ARP欺骗，防止非法信息点冒充网络关键设备的IP，避免网络通信混乱。

（4）预防假冒IP、MAC的攻击

实施IP、MAC、端口绑定和IP+MAC绑定，并实现端口反查功能，追踪源IP、MAC访问，追查恶意用户。有效预防通过伪造源IP/MAC地址进行的网络攻击，增强网络安全性。

（5）屏蔽DOS和扫描攻击

在医院网络中部署防御DOS和扫描攻击的机制，能够有效避免此类攻击，节省带宽，并防止网络设备和服务器遭受攻击导致的网络中断。

4 网络配置

4.1VLAN相关配置      

在汇聚交换机上创建VLAN，为不同部门之间划分不同的VLAN并命名；在核心层交换机上配置VLAN的网关。

 

图5-1 核心和汇聚交换机

4.1.1创建VLAN并命名

Switch>enable                                //进入交换机特权模式

Switch#configure terminal                      //进入交换机全局模式

Switch(config)#hostname HJ-1              //将交换机更名为HJ-1

HJ-1(config)#vlan 10                      //创建并进入vlan 10

HJ-1(config-vlan)#na MZB                 //将vlan 10命名为MZB（门诊部）

HJ-1(config-vlan)#ex                           

HJ-1(config)#vlan 20                     //创建并命名vlan 20为ZYB（住院部）

HJ-1(config-vlan)#na ZYB                        

HJ-1(config-vlan)#ex

HJ-1(config)#vlan 30                     //创建并命名vlan 30为CWB（财务部）

HJ-1(config-vlan)#na CWB

HJ-1(config-vlan)#ex

HJ-1(config)#vlan 40                     //创建并命名vlan 40为RSB（人事部）

HJ-1(config-vlan)#na RSB

HJ-1(config-vlan)#ex

HJ-1(config)#vlan 50                     //创建并命名vlan 50为XZB（行政部）

HJ-1(config-vlan)#na XZB

4.1.2接口划分VLAN

HJ-1(config)#int e0/0                     //进入e0/0接口

HJ-1(config-if)#sw mo ac                 //将端口模式设置为Access

HJ-1(config-if)#sw ac vlan 10              //把端口划入vlan 10

HJ-1(config)#int e0/1                     //进入e0/1接口，并将端口划入vlan20

HJ-1(config-if)#sw mo ac

HJ-1(config-if)#sw ac vlan 20

HJ-1(config)#int e0/2                     //进入e0/2接口，并将端口划入vlan30

HJ-1(config-if)#sw mo ac

HJ-1(config-if)#sw ac vlan 30

HJ-1(config)#int e0/3                     //进入e0/3接口，并将端口划入vlan40

HJ-1(config-if)#sw mo ac

HJ-1(config-if)#sw ac vlan 40

HJ-1(config)#int e1/1                     //进入e1/1接口，并将端口划入vlan50

HJ-1(config-if)#sw mo ac

HJ-1(config-if)#sw ac vlan 50

4.2 STP的配置

交换机HX-1为VLAN10，30，50的根，HX-2为VLAN20，40的根。

HX-1(config)#spanning-tree mode pvst             //将生成树模式设置为pvst

HX-1(config)#spanning-tree vlan 10 root primary     //设置交换机为vlan10的根

HX-1(config)#spanning-tree vlan 30 root primary

HX-1(config)#spanning-tree vlan 50 root primary

HX-1(config)#spanning-tree vlan 20 root secondary    //设置交换机为vlan20的备根

HX-1(config)#spanning-tree vlan 4 0 root secondary                    

HX-2(config)#spanning-tree vlan 20 root primary      //设置交换机为vlan20的根

HX-2(config)#spanning-tree vlan 40 root primary

HX-2(config)#spanning-tree vlan 10 root secondary    //设置交换机为vlan10的备根

HX-2(config)#spanning-tree vlan 30 root secondary

HX-2(config)#spanning-tree vlan 50 root secondary

4.3 HSRP的配置

HSRP就是让两台设备共同维护一个虚拟网关，这个网关是虚构的、不存在的地址。当主设备宕机后备用设备能继续维护网关，从而实现冗余。

在HX-1设置Vlan10,30,50,为Active状态，Vlan20,40为Standby状态，配置如下：

HX-1(config)#int vlan 10                       //进入VLAN10接口

HX-1(config-if)#ip add 10.1.1.250 255.255.255.0  //配置物理IP

HX-1(config-if)#standby 10 ip 10.1.1.254       //组号为10，并配置虚拟网关地址

HX-1(config-if)#standb 10 priority 110              //HSRP优先级为110

HX-1(config-if)#stan 10 preempt                //设置为抢占模式

HX-1(config)#int vlan 20                       //配置VLAN20

HX-1(config-if)#ip add 20.1.1.250 255.255.255.0 

HX-1(config-if)#standby 20 ip 20.1.1.254      

HX-1(config-if)#stan 20 preempt

HX-1(config)#int vlan 30                       //配置VLAN30

HX-1(config-if)#ip add 30.1.1.250 255.255.255.0 

HX-1(config-if)#standby 30 ip 30.1.1.254      

HX-1(config-if)#stan 30 preempt

HX-1(config-if)#standb 30 priority 110

HX-1(config)#int vlan 40                       //配置VLAN40

HX-1(config-if)#ip add 40.1.1.250 255.255.255.0 

HX-1(config-if)#standby 40 ip 40.1.1.254      

HX-1(config-if)#stan 40 preempt

HX-1(config)#int vlan 50                       //配置VLAN50

HX-1(config-if)#ip add 50.1.1.250 255.255.255.0 

HX-1(config-if)#standby 50 ip 50.1.1.254      

HX-1(config-if)#stan 50 preempt

HX-1(config-if)#stand 50 priority 110

在HX-2设置Vlan10,30,50为Standby状态，Vlan20,40为Active状态，配置如下：

HX-2(config)#int vlan 10                       //进入VLAN10接口

HX-2(config-if)#ip add 10.1.1.251 255.255.255.0  //配置物理IP

HX-2(config-if)#standby 10 ip 10.1.1.254       //组号为10，并配置虚拟网关地址

HX-2(config-if)#stan 10 preempt                //设置为抢占模式

HX-2(config)#int vlan 20                       //配置VLAN20

HX-2(config-if)#ip add 20.1.1.251 255.255.255.0

HX-2(config-if)# standby 20 ip 20.1.1.254

HX-2(config-if)#stan 20 priority 110 

HX-2(config-if)#stand 20 preempt

HX-2(config)#int vlan 30                       //配置VLAN30

HX-2(config-if)#ip add 30.1.1.251 255.255.255.0

HX-2(config-if)#stand 30 ip 30.1.1.254

HX-2(config-if)#stan 30 preempt

HX-2(config)#int vlan 40                       //配置VLAN40

HX-2(config-if)#ip add 40.1.1.251 255.255.255.0

HX-2(config-if)#stand 40 ip 40.1.1.254

HX-2(config-if)#sta 40 priority 110 

HX-2(config-if)#stan 40 preempt

HX-2(config)#int vlan 50                       //配置VLAN50

HX-2(config-if)#ip add 50.1.1.251 255.255.255.0

HX-2(config-if)#standb 50 ip 50.1.1.254 

HX-2(config-if)#sta 50 preempt

4.4 OSPF的配置

在核心层两台交换机上跟上联出口路由器之间跑OSPF路由协议，OSPF利用LSA来传递消息，具有收敛速度快，通用性强等优点。

核心交换机1：

HX-1(config)#router ospf 1                          //创建OSPF进程号为1

HX-1(config-router)#router-id 1.1.1.1                 //设置OSPF的router-id

HX-1(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 a 0   //宣告加入OSPF的接口地址

HX-1(config-router)#network 20.1.1.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 30.1.1.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 40.1.1.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 50.1.1.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 100.1.100.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 100.1.200.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 a 0

HX-1(config-router)#network 172.16.31.0 0.0.0.255 a 0

核心交换机2：

HX-2(config)#router ospf 2                          

HX-2(config-router)router-id 2.2.2.2

HX-2(config-router)log-adjacency-changes

HX-2(config-router)network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 20.1.1.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 30.1.1.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 40.1.1.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 50.1.1.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 100.1.100.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 100.1.200.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0

HX-2(config-router)network 172.16.32.0 0.0.0.255 area 0

出口路由器：

INTERNET-R1(config)#router ospf 3

INTERNET-R1(config-router)#router-id 3.3.3.3

INTERNET-R1(config-router)#network 172.16.31.0 0.0.0.255 a 0

INTERNET-R1(config-router)#network 172.16.32.0 0.0.0.255 a 0

INTERNET-R1(config-router)#network 202.145.1.0 0.0.0.255 a 0

OSPF的负载均衡:

在HX-1上把vlan30,40,50的cost值变大，在HX-2上把vlan10,20的cost值变大，从而实现链路走向的负载分担。

HX-1(config)#int vlan 30                        //进入vlan 30的端口

HX-1(config-if)#ip ospf cost 200                 //修改cost值为200

HX-1(config-if)#ex

HX-1(config)#int vlan 40

HX-1(config-if)#ip ospf cost 200

HX-1(config-if)#ex

HX-1(config)#int vlan 50

HX-1(config-if)#ip ospf cost 200

HX-2(config)#int vlan 10

HX-2(config-if)#ip ospf cost 200

HX-2(config-if)#ex

HX-2(config)#int vlan 20

HX-2(config-if)#ip ospf cost 200

4.5 NAT-地址转换

私网的地址是不能在公网上进行流量传递的，因此我们通常在边界网关上布置NAT策略，从而使私网地址转换成公网地址在internet上进行相应的动作。

图5-2 NAT地址转换

INTERNET-R1(config-if)#ip nat inside source list 1 int G0/2 overload   //配置NAT

INTERNET-R1(config-if)exit

INTERNET-R1(config)# ip nat in sour stat tcp 100.1.100.1 80 202.145.1.1 8  //将web服务器的80端口映射

INTERNET-R1(config)#interface g0/0                    //将NAT应用到接口上

INTERNET-R1(config-if)#ip nat

INTERNET-R1(config-if)#ip nat in                     //在进接口里设置为NAT的in

INTERNET-R1(config-if)ex

INTERNET-R1(config)#interface g0/1

INTERNET-R1(config-if)#ip nat in

INTERNET-R1(config-if)ex

INTERNET-R1(config)#interface g0/2

INTERNET-R1(config-if)#ip nat out                  //在出接口设置为NAT的out

4.6 ACL的配置

ACL能有效的保护我们的局域网，首先财务部的PC只能访问内网，不允许访问外网；其次外网的路由不允许进入内网；CWB的PC可以ping通其他部门的网络，但是其它部门的网络不能ping通CWB的PC。

INTERNET-R1(config)# access-list 1 deny 30.1.1.0 0.0.0.255  //拒绝IP地址为30.1.1.0/24的设备

INTERNET-R1(config)# access-list 1 permit any        //允许放行所有地址

INTERNET-R1(config)# inter g0/0                  //进入g0/0接口

INTERNET-R1(config-if)#ip access-group 1 in       //编号为1的ACL组为接口的in方向

INTERNET-R1(config-if)#exit

INTERNET-R1(config)# inter g0/1

INTERNET-R1(config-if)#ip access-group 1 in

INTERNET-R1(config-if)#exit

INTERNET-R1(config)# inter g0/2

INTERNET-R1(config-if)#ip access-group 1 out

HX-1(config)#access-list 111 deny icmp host 30.1.1.1 10.1.1.0 0.0.0.255 echo-reply  //允许源30.1.1.1，目标是10.1.1.0这个网段的 回响(ping)应答数据包

HX-1(config)#access-list 111 deny icmp host 30.1.1.1 20.1.1.0 0.0.0.255 echo-reply

HX-1(config)#access-list 111 deny icmp host 40.1.1.1 40.1.1.0 0.0.0.255 echo-reply

HX-1(config)#access-list 111 deny icmp host 50.1.1.1 50.1.1.0 0.0.0.255 echo-reply

HX-1(config)#access-list 111 permit icmp any any  //允许所有的地址进行ping操作

HX-1(config)#int vlan 30

HX-1(config-if)#ip access-group 111 in             //在接口上应用

4.7 DHCP技术

通过DHCP服务器上根据VLAN来分配不同的IP地址，部门终端无需手动而是自动的获取到IP地址、掩码、网关、DNS。

图5-3 DHCP配置图

4.8 HTTP服务

在局域网中创建了个HTTP服务器，供内部人员浏览、发送通知、下载文件等操作。

图5-4 Web配置图

4.9 DNS域名解析

内部人员不需要知道Web服务器的IP地址，用户输入服务器对外的域名DNS就帮助用户自动跳转到Web页面。

图5-5 DNS配置图

总结

本论文旨在探讨基于Cisco Packet Tracer的医院网络设计，从网络需求分析、可行性分析、建网原则和建网目标等角度进行研究。通过对医院网络功能需求的分析，可以确保设计的网络与医院的实际业务需求相匹配，提供高效、安全和可靠的服务。可行性分析的评估可以保证网络设计方案的可行性和可操作性，确保设计的成功实施。遵循建网原则，包括网络可靠性、安全性、扩展性和性能等方面的要求，可以构建稳定、安全且具备发展潜力的网络架构。设定明确的建网目标，可以指导设计的方向和重点，确保网络设计能够实现预期的目标。

通过这一研究，可以为医院网络的设计和运营提供指导和支持，从而提高医疗服务的效率和质量。优化的网络架构能够实现医院内各部门的高效协作和信息共享，提高医疗流程的效率。同时，合理的网络设计还可以增强医疗数据的安全性和可靠性，保护患者数据的隐私，防止信息泄露和网络攻击。此外，基于Cisco Packet Tracer的实验和仿真技术的应用，有助于学生和专业人士培养医疗信息技术领域的专业能力，推动医疗信息化进程。

综上所述，本论文的研究内容对于医院网络设计具有重要的意义和应用价值。通过深入探索基于Cisco Packet Tracer的医院网络设计，可以为医疗领域的发展和进步提供积极的影响，推动医院网络的发展，提供更好的医疗服务。

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