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Cisco Unified Computing im Klinischen Rechenzentrum

AutorMartin Hintringer
VerlagGRIN Verlag
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl140 Seiten
ISBN9783640653133
FormatePUB/PDF
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis34,99 EUR
Masterarbeit aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Informatik - Angewandte Informatik, Note: 1-2, Donau-Universität Krems - Universität für Weiterbildung (Zentrum für Praxisorientierte Informatik), Veranstaltung: IT in Healthcare and Life Science, Sprache: Deutsch, Abstract: Das Cisco Unified Computing System (UCS) bietet eine Architektur, um Rechenzentren die vollen Möglichkeiten für die Virtualisierung von IT-Systemen zur Verfügung zu stellen. Es vereinheitlicht den Zugang zu Rechenleistung, Netzwerkressourcen, Speicher, Management und Virtualisierung zu einem IT-Gesamtsystem und ist Basis für einen effizienten IT-Betrieb und eine schnelle und sichere Servicebereitstellung im Klinischen Rechenzentrum. Durch die Zusammenführung der verteilten IT-Ressourcen zu einem effizienten Gesamtsystem können die steigenden Anforderungen hinsichtlich Kostenoptimierung, Zukunftssicherheit, Leistungsfähigkeit, Betriebssicherheit und Einfachheit im Klinischen Rechenzentrum unterstützt werden. Somit leistet das UCS als technische Basis für IT-Dienste im Gesundheitswesen einen Beitrag zu einer medizinischen Grundversorgung mit tragbaren Kosten. Die wesentlichen Inhalte der Arbeit sind neben einer Beschreibung der Anforderungen an IT-Systeme im Klinischen Rechenzentrum, eine Analyse der am Markt verfügbaren Systemtechnologien- und Lösungen, sowie die Darstellung von Trends in diesem Bereich. Darüber hinaus werden die Nutzenpotentiale für den Einsatz von UCS im Klinischen Rechenzentrum beschrieben und die Implementierung eines Cisco UCS, am Beispiel der Klinikum Wels-Grieskirchen GmbH, aufgezeigt. Die Darstellung der erfolgskritischen Faktoren für die UCS-Einführung runden die Arbeit ab. Die Masterthesis hat zum Ziel die kaufmännischen, technischen, operativen und strategischen Aspekte für den Einsatz des UCS im Klinischen Rechenzentrum zu beleuchten und soll aufzeigen, wie dadurch die Anforderungen an moderne und zukunftssichere IKT-Architekturen unterstützt werden können.

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Leseprobe

2 Marktanalyse


 

2.1 Anforderungen an moderne Rechenzentren im klinischen Umfeld


 

Rechenzentren, also zentralisierte Einrichtungen zur Datenverarbeitung,   -speicherung und -verbreitung, sind aus modernen Kliniken nicht mehr wegzudenken. Während in der Vergangenheit das Augenmerk haupt-sächlich auf die Steigerung der Leistungsfähigkeit der Systeme in den Rechenzentren lag, ist mit der anhaltenden Diskussion um steigende Energiepreise und Klimaerwärmung, sowie der Forderung nach Kostensenkung eine Neubewertung der Prioritäten innerhalb der IT- und Rechenzentrumsbetreiber zu beobachten. Nicht mehr nur die pure Leistung der Server-, Speicher- und Netzwerksysteme steht im Mittelpunkt, sondern Klimafreundlichkeit und Effizienz im Betrieb gewinnen stark an Bedeutung. In vielen Bereichen eines Rechenzentrums bestehen Einsparmöglichkeiten, die nach Angaben von Herstellern und Verbänden beträchtlich sind[8].

 

Kaum zuvor gab es bei der Konzeption und im Betrieb von Rechenzentren einen so hohen Druck, und so viele Herausforderungen zu meistern. Einerseits muss die immer komplexer werdende Infrastruktur zu einer funktionierenden Gesamtlösung zusammengefügt werden, und dabei strenge Service-Level-Vorgaben und immer weiter steigende Anforderungen an die System- und Anwendungsverfügbarkeit erfüllen. Andererseits kann der Aufbau eines neuen, oder das Nachrüsten eines bestehenden Rechenzentrums, immense Kosten verursachen, weshalb angesichts der schwierigen Wirtschaftslage Projekte aufgeschoben oder nicht umgesetzt werden. Doch wenn Krankenhäuser und Kliniken keine neuen Investitionen tätigen und auf dem Status quo verharren, kann darunter die Wettbewerbsfähigkeit leiden. Dieses Dilemma wird häufig durch sich widersprechende Ziele des Facility Managements (FM) und der IT verschärft. Die IT konzentriert sich in der Regel auf die unmittelbaren Anwendungs- und Service Level Agreement- (SLA) Anforderungen. Das FM hat dagegen mit hohen Anfangsinvestitionen und laufenden Kosten zu kämpfen und richtet den Blick Richtung Skalierbarkeit und langfristige Instandhaltung[9].

 

Hinsichtlich Investition und Betrieb von IT-Systemen, gilt es im modernen Klinischen Rechenzentrum folgende Anforderungen zu erfüllen:

 

2.1.1 Betriebssicherheit


 

Moderne Rechenzentren im klinischen Umfeld stellen eine hoch-redundante und stabile Haustechnik- und IT-Infrastruktur bereit, um hohen Anforderungen hinsichtlich Verfügbarkeit, Ausfallsicherheit, Stabilität und Servicequalität gerecht zu werden. Nicht selten wird in Klinischen Rechenzentren für die Kernanwendungen und die zentralen Systeme eine Verfügbarkeit von 99,9% gefordert, was im Klartext bedeutet, dass ein System, das 24 Stunden am Tag, an 7 Wochentagen, 365 Tage im Jahr in Betrieb ist, eine maximal erlaubte Ausfallzeit von lediglich 8,76 Stunden haben darf[10].

 

Da IT-Systeme im Rechenzentrum aufeinander aufbauen und daher voneinander abhängig sind, gilt es bei der Berechnung der Gesamt-verfügbarkeit eines IT-Systems bzw. einer Anwendung zu berücksichtigen, dass sich diese aus dem Produkt der Einzelverfügbarkeit des jeweiligen Systems zusammensetzt. Das bedeutet, dass bei einer geforderten Verfügbarkeit eines Krankenhaus-Informationssystems (KIS) von 99,9%, die darunterliegenden IT-Systeme, wie etwa Netzwerk-, Server- oder Speichersysteme, eine noch höhere Verfügbarkeit erfüllen müssen.

 

Um solch hohe Verfügbarkeitsanforderungen erfüllen zu können, müssen die zentralen IT- und Haustechniksysteme in den Klinischen Rechen-zentren redundant ausgelegt sein, um damit einen Single Point of Failure zu vermeiden. Wesentlich ist dabei, dass alle Abhängigkeiten der geforderten Systeme durchgängig berücksichtigt werden. Dabei gilt es vor allem die Basisinfrastrukturkomponenten im Rechenzentrum, wie etwa Unterbrechungsfreie Stromversorgung, Klimatisierung, sowie Netzwerk-, Server- und Speichersysteme, redundant auszuführen und in die Berechnungen mit einzubeziehen. Wichtig ist es, diese Redundanzen auch regelmäßig auf Funktionalität zu testen. 

 

2.1.2 Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit


 

Bei der Anschaffung von modernen IT-Systemen im Klinischen Rechenzentrum, muss ein besonderes Augenmerk auf die Leistungs-fähigkeit, sowie auf die Leistungsreserven gelegt werden. Die rasanten Entwicklungen im Bereich der Medizintechnik, sowie der Einsatz von neuen Medien, wie etwa IP-Telefonie oder Videokonferenzanwendungen, stellen die Netzwerke und IT-Systeme im klinischen Umfeld vor völlig neue Herausforderungen.

 

Ein moderner 64-Zeilen Computertomograph (CT) scannt den gesamten menschlichen Körper mit einer örtlichen Auflösung von 0,4mm in nur 25 Sekunden. Dabei werden etwa 3.600 Bilder erzeugt. Das sind               400Megabyte (MB) Daten pro Sekunde oder 10Gigabyte (GB) Daten pro Untersuchung. Bisher verwendete Systeme liefern 60 Bilder beim Einzeilen-CT oder 400 Bilder bei 4-8-Zeilen-CT´s. Dass bedeutet eine Steigerung des Datenvolumens um das 10 bis 15-fache bei Wechsel der medizinischen Modalitäten im Rahmen von Neubeschaffungen[11].

 

Diese hohen Datenmengen, die durch bildgebende Modalitäten im Bereich der Medizintechnik erzeugt werden, müssen dem medizinischen Personal zeitnah und in entsprechender Qualität zur Verfügung gestellt werden. Die IT-Planer und Entscheider im klinischen Umfeld stehen daher vor der Aufgabe, mit der rasanten Entwicklung Schritt zu halten. Um den hohen Anforderungen gerecht zu werden, bedarf es einer performanten, stabilen und einfach erweiterbaren Netzwerk- und IT-Infrastruktur in den Rechen-zentren. IT-Konzepte und Strategien müssen daher mit besonderer Bedachtnahme auf Leistungsfähigkeit, Skalierbarkeit und Flexibilität erfolgen.

 

Moderne Rechenzentrumskonzepte verlangen daher eine ganzheitliche und abgestimmte Planung zwischen IT und FM, um die Anlagen und Systeme modular, entsprechend den Anforderungen, im Rahmen von Projekten bzw. anlassbezogen, in den geplanten Ausbaustufen wachsen zu lassen.

 

2.1.3 Einfachheit und Wartbarkeit


 

In historisch gewachsenen Rechenzentren findet man oftmals eine Vielzahl unterschiedlicher Systembausteine von zahlreichen Herstellern vor, welche die technologischen Entwicklungen über Jahre hinweg widerspiegeln. Das Problem dabei ist die oftmals einhergehende Komplexität solch gewachsener Lösungen, die sich aus einem Flickwerk von Systemen zusammensetzen und dem Betriebspersonal die Erfüllung der Aufgaben maßgeblich erschweren. Bedenkt man die Vielzahl an IT-Anwendungen, die speziell in der Domäne Gesundheitswesen zum Einsatz kommen, ist es schwierig, in solch gewachsenen und komplexen Umgebungen, einen stabilen und effizienten Betrieb zu ermöglichen. Vor allem ist es schwierig, die Forderungen in Bezug auf Servicequalität, Verfügbarkeit und Security der IT-Systeme, sowie hinsichtlich Kosten-effizienz zu erfüllen[12].

 

Im Hinblick auf Kostenoptimierung und Einfachheit im Betrieb, verlangt der Markt nach Lösungsanbietern, welche die IT-Subsysteme, unter Berücksichtigung von Industriestandards, zu einer leistungsfähigen und stabilen IT-Gesamtlösung für Rechenzentren formen, und alles aus einer Hand liefern können. Wesentlich ist, im Hinblick auf Qualität, Zukunftssicherheit, Support und Kosteneffizienz, die Wahl des Herstellers sorgfältig zu treffen. Vorteile einer solchen Homogenisierung der IT-Systemlandschaft sind unter anderem „Featuretransparenz“, also der Möglichkeit die vollen Leistungsmerkmale system- bzw. medienüber-greifend zu nutzen, die Reduktion der Komplexität, die Vereinfachung im Support und die Vereinfachung in Bezug auf System- und Technologie Know-How beim IT-Personal.

 

2.1.4 Effizienz im Betrieb


 

Der Stromverbrauch in den Rechenzentren wird durch steigende Energiepreise, bei gleichzeitig zunehmendem Ressourcenbedarf, zu einem wesentlichen Kostenfaktor. Ein durchschnittlicher x86-Server verursacht mittlerweile im Laufe seiner Betriebsdauer Stromkosten, die annähernd den Anschaffungskosten entsprechen[13].

 

Für eine Verbesserung der Energieeffizienz ist dabei der Blick auf das Gesamtsystem wichtig. Denn nicht nur die Server sollten effizient und sparsam arbeiten, gerade auch Kühl- und USV-Anlagen, sowie Speicher- und Netzwerkkomponenten verursachen hohe Energiekosten.

 

Damit ermittelt werden kann, wie energieeffizient ein Rechenzentrum arbeitet, hat das Konsortium „The Green Grid“ die Kennzahl Power Usage Effectiveness (PUE) entwickelt. Diese beschreibt welcher Anteil des Energieverbrauchs im Rechenzentrum für die Datenverarbeitung genutzt wird. Je höher dieser Anteil ist, desto effizienter arbeitet das Rechen-zentrum.

 

Die Kennzahl stellt sich wie folgt dar:

 

PUE = Total Facility Power geteilt durch IT-Equipment Power

 

Unter „Total Facility Power“ versteht das Konsortium den Stromverbrauch der...

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