Hochverfügbare WLAN-Lösungen von COMNET. Projektnotiz. Errichtung eines Gigabit-WLAN-Netzwerks für das Städtische Klinikum Lüneburg

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1 Hochverfügbare WLAN-Lösungen von COMNET Projektnotiz. Errichtung eines Gigabit-WLAN-Netzwerks für das Städtische Klinikum Lüneburg Friedrich-Ebert-Damm 245, Hamburg

2 Inhalt 0 Über COMNET 3 1 Gigabit-WLAN im Städtischen Klinikum Lüneburg 4 2 Beschreibung der Lösung und der eingesetzten Komponenten Access-Points nach IEEE ac mit zwei Gigabit-Ethernet-Ports WLAN-Controller NAC (Network Access Control) Gateways Netzwerk-Management Appliances Core-Switches Access-Switches 10 3 Leistungen von COMNET 11 4 Das Projektteam des Klinikums 12 Seite 2/12

3 0 Über COMNET Die COMNET Unternehmensgruppe gehört in Deutschland zu den großen Anbietern von Sprachund Datenkommunikationssystemen und Sicherheitstechnik. Gegründet 1991, beschäftigt das Unternehmen heute rund 260 Mitarbeiter in den Niederlassungen in Hamburg, Bremen, Hannover, Berlin, Köln, Magdeburg, Frankfurt, Kassel und Mannheim. COMNET ist als herstellerunabhängiges Systemhaus für Unternehmen aller Branchen aus Industrie und Produktion, für Logistiker, Banken und Versicherer, für die öffentliche Hand und - besonders erfolgreich - für Krankenhäuser und Kliniken tätig. Spezialisiert auf multifunktionale, integrierte Lösungen unterstützt COMNET die Kunden bei der Projektierung, Installation und beim Service von: Telekommunikationssystemen und Kommunikationsnetzwerken Infrastrukturen für DECT- und WLAN-Kommunikation Lokalisierungssystemen über DECT oder WLAN LAN/WLAN-Datennetzen und aktiver Infrastruktur COMNET ist als Gold-Partner in Deutschland bei Extreme Networks, einem führenden Anbieter von High-End-Netzwerktechnologie, zertifiziert. COMNET ist akkreditierter Partner der Dienstleistungs- und Einkaufsgemeinschaft Kommunaler Krankenhäuser eg im Deutschen Städtetag. Ihr COMNET-Ansprechpartner für das Projekt und weiterführende Fragen: Thomas Walter Fon Mail twalter@com-net.de Seite 3/12

4 1 Gigabit-WLAN im Städtischen Klinikum Lüneburg Das Städtische Klinikum Lüneburg ist ein sich dynamisch entwickelndes Akutkrankenhaus der Schwerpunktversorgung mit überregionaler Bedeutung. Als akademisches Lehrkrankenhaus des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf (UKE) bietet es ein breites Leistungsspektrum mit 13 Kliniken und Instituten. Fünf Belegabteilungen, ein ambulantes medizinisches Versorgungszentrum sowie eine Schule für Pflegeberufe vervollständigen das medizinische Angebot. Das Städtische Klinikum Lüneburg ist eine von neun Gesellschaften unter dem Dach der Gesundheitsholding Lüneburg GmbH, die mit ihren über Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern einer der größten Arbeitgeber der Region ist. Mit einer Kapazität von über 500 Betten behandelt das Klinikum ca ambulante und ca stationäre Patienten pro Jahr. Im Rahmen einer Ausschreibung beauftragte das Klinikum im April 2015 die COMNET mit der Lieferung und betriebsfertigen Übergabe einer hochverfügbaren WLAN-Lösung für das Klinikgelände mit einer Fläche von etwa m². Die Auftraggeber erwarteten, dass mit der Lösung alle bereits genutzten Netzwerkanwendungen im Krankenhausbereich künftig auch WLAN-fähig betrieben werden können und um die Einrichtung eines separaten medizinischen Netzes zur Anbindung von Medizingeräten erweitert werden. Verlangt wurde von der Lösung außerdem, dass künftig alle Patienten des Klinikums über ein schnelles und stets nutzbares Internet verfügen. Schon um diese Anforderungen zu erfüllen, musste die gesamte Lösung den aktuellen WLAN-Standard IEEE ac unterstützen und abwärtskompatibel zu allen gängigen Standards sein. Projektzeitraum/Ausführung April 2015 bis April 2016 COMNET-Leistungen Konzeption, Implementierung und Service vcontroller basierte WLAN-Lösung, Network-Access-Control, Gateway Layer-7-Application, Monitoring und Management, hochverfügbare Core- und Access-Switches > 500 WLAN APs nach ac (3x3 MIMO) mit 2 IP-Ports Investitionssumme auf Anfrage Seite 4/12

5 2 Beschreibung der Lösung und der eingesetzten Komponenten Mit dem vom IT-Projektteam des Klinikums favorisierten IdentiFI-WLAN des Herstellers Extreme Networks setzte dessen Integrationspartner COMNET eine hochverfügbare, geo-redundante Unternehmenslösung ein, die Wireless-Networking klinikweit als leicht zu administrierende, performante Always On -Lösung bereitstellt. Gemeinsam mit den voll redundant ausgelegten aktiven Netzwerkkomponenten dieses Herstellers und seinem Netzwerkmanagement Net- Sight sowie der Network Access Control -Lösung entstand eine Infrastruktur, die Wiredund Wireless-Networking in einer einheitlichen Umgebung ohne Medienbruch zusammenfasst. Themen wie ein hochverfügbares Netzwerk, Authentifizierung, Authentisierung, Lokalisierung, Policies und Management können so medienübergreifend in einem leicht handhabbaren gemeinsamen Management-Tool bereitgestellt werden. 2.1 Access-Points nach IEEE ac mit zwei Gigabit-Ethernet-Ports Die auf allen Stationen des Lüneburger Campus installierten Access-Points AP3825i von Extreme Networks unterstützen neben den bisherigen Standards a/b/g/n selbstverständlich auch den aktuellen WLAN-Standard ac. Diese Access-Points wurden speziell für unternehmenskritische Anwendungen in Umgebungen mit vielen gleichzeitigen Zugriffen und Nutzern wie Kliniken, Universitäten, Stadien usw. entwickelt. Dafür sind sie mit duplizierten Gigabit-Ethernet-Ports ausgestattet (1000Base-T), die mittels LACP eine redundante Anbindung an die Access-Switches mit einer Bandbreite von bis zu zwei Gbit/s im active/active -Modus sicherstellen. Basierend auf den umfangreichen Möglichkeiten, QoS darzustellen, ergibt sich eine Lösung, die in idealer Weise eine Always On -Infrastruktur für unternehmenskritische Anwendungen eines Gesundheitsunternehmens (Vitalmonitoring, Video, mobile Visite, Echtzeitalarmierung, Sprache, Echtzeitlokalisierung u. a.) bereitstellt. Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, dass der AP3825 als einziger Access-Point seiner Klasse eine Versorgung mittels 802.3af (PoE Class 3 < 15,4 Watt) ermöglicht. Dieser Punkt war im Zuge der Vergabe Seite 5/12

6 ein wichtiges Entscheidungskriterium, da das Klinikum Lüneburg nicht nur einen effizienten Kaufpreis für die Lösung anstrebte, sondern besonderen Wert auf optimierte, niedrige Betriebskosten legte. Im Vergleich mit Access-Points anderer Hersteller kann das Klinikum allein durch den deutlich geringeren Stromverbrauch der Access-Points von Extreme mit Einsparungen von mehr als ,00 über eine Betriebsdauer von 5 Jahren rechnen. Durch die active/active -Data-Ports und mehrfachen Power-Optionen gewährleistet der AP3825 permanente Konnektivität. Im Normalfall bezieht der Access-Point Strom via 802.3af-Power-over-Ethernet (PoE), optional über ein externes Netzteil. Bemerkenswert ist, dass es dabei zu keiner Reduzierung der Performance oder Funktionalität kommt. Das bedeutet für Unternehmen, die ac nutzen, dass sie ihre Switches für den höheren PoE-802.3at-Standard nicht aktualisieren müssen. Da Upgrades von Switches bekanntlich nicht gerade billig sind, war für die Lüneburger nach einem entsprechenden Vergleich mit den Angeboten anderer Hersteller gerade dieser Aspekt ein wesentliches Argument, sich für die Access-Points von Extreme Networks zu entscheiden. Der AP3825i enthält sechs integrierte Antennen. Er verfügt über zwei 10/100/1000-Mbit/s-Autosensing-Ethernet-Schnittstellen sowie einen Konsolenport für die Installation und das Management des Geräts. Auf seiner Frontseite bzw. der Seite, die zum Betrachter zeigt, sind die üblichen Status-LEDs untergebracht. Im AP3825 steckt neben ac mit dem dynamischen Radio- Management, der Spektrumanalyse mit Interferenzklassifizierung, Beam-Forming, selbstbildendem und selbstformendem Meshing, auf Rollen basierender Authentifikation, Autorisierung und Access-Control weitere aktuelle Wifi-Technik. Die 3x3:3-Plattform ist in der Lage, 1,75 Gbit/s wireless sowie bis zu Pakete/s über die kabelbasierten Ports zu liefern. Ein Dual-Core-Prozessor sowie ein Netzwerk- Co-Prozessor beseitigen Engpässe im Datenpfad, wenn Pakete durch den langsamen Pfad von Wireless zum Kabel verarbeitet werden müssen. Vorteile, die sich schnell auch dem Klinikum erschlossen: Wir setzen auf eine hochperformante und ausfallsichere WLAN-Umgebung, die den künftig weiter steigenden Anforderungen im Klinikumfeld gerecht wird, so Sandra Kuetz, Leiterin des Geschäftsbereichs IT der Gesundheitsholding Lüneburg. Zu der jetzt schon hohen Gebrauchsdichte von geschäftskritischen Geräten, zum Beispiel für den Einsatz mobiler Arbeitsplätze zur Durchführung der mobilen Visite am Patientenbett, kommt künftig eine zu erwartende zuneh- Seite 6/12

7 mende Anzahl drahtlos betriebener medizinischer Endgeräte, deren Anbindung den Vorgaben bestehender DIN-Normen entsprechen muss. Abzuwarten bleibt der Trend für die Nutzung medizinischer APP s im Umfeld des Krankenhausinformationssystems, die einen Einsatz weiterer Endgeräte wie Tablets und Smartphones nach sich ziehen werden. Dank der COMNET-Lösung, die die geforderte Leistungsfähigkeit mit einer flexiblen Architektur verbindet, sind wir auch in den kommenden Jahren mit dem hochverfügbaren Netzwerk für einen effizienten Krankenhausbetrieb zum Wohle der Patienten gerüstet, so Kuetz. 2.2 WLAN-Controller Die in Lüneburg eingesetzten WLAN-Controller Extreme Networks V2110 unterstützen das einheitliche Management von bis zu Access-Points. Sie wurden für das Klinikum als geo-redundante active/active -Lösung konzipiert. Die Fähigkeit eines solchen Systems, auch im unwahrscheinlichen Fall eines Komplettausfalls der duplizierten Controller vollständig und ohne jede Dienstunterbrechung zu funktionieren, wurde in Lüneburg als ein wichtiger Punkt für den Betrieb lebenswichtiger Applikationen, wie z. B. der Patiententelemetrie, erkannt. Die Controller werden auf COMNET-Servern samt der darauf installierten Virtualisierungs-Lösung (VMware) zur Verfügung gestellt. Da Server und die VMware-Lizenzen und Betriebssysteme durch COMNET implementiert wurden, stellt sich die Lösung für das Klinikum wie eine geschlossene Appliance dar, in der weder auf kundenseitige Hard- oder Software noch auf kundenseitige Management-Systeme zugegriffen wird. 2.3 NAC (Network Access Control) Gateways Das NAC von Extreme Networks bietet die Netzwerkzugangskontrolle als eine komplett standardbasierte Lösung für LAN-, WLAN- und VPN- Nutzer in einem übergreifenden Tool an. Gleichzeitig können mit ihm umfangreiche Reportingund Managementmöglichkeiten bereitgestellt werden. Da das System auch herstellerunabhängig einsetzbar ist ( vendor agnostic ), werden damit auch inhomogene Umgebungen unterstützt. Seite 7/12

8 Die für Lüneburg konzipierte NAC-Lösung basiert auf zwei geo-redundant betriebenen, virtuellen Gateways, die auf der gleichen Hardware laufen wie die WLAN-Controller. Somit wird auch hier die Redundanz bei gleichzeitigem Betrieb als geschlossene Lösung ohne Nutzung kundeneigener Komponenten als eigenständige Appliance geboten. Den hohen Anforderungen des Klinikums an Zugangssicherheit und Authentisierung der WLAN-Nutzer geschuldet, wurden schon während der Evaluierungsphase Workshops durchgeführt, in denen COMNET gemeinsam mit den IT-Verantwortlichen des Hauses ein Modell zur berufsgruppenorientierten Benutzeranmeldung erarbeitete. Hierbei erhält jeder autorisierte Anwender gezielt individuellen Zugang zu den von ihm benötigten Applikationen und Informationen an jedem Ort der Klinik. Nach diesem Modell kann man jetzt z. B. Ärzten ermöglichen, innerhalb der Stationen sensible Patientendaten, wie etwa Röntgenbilder oder Laborbefunde, mit sehr schnellen Antwortzeiten auf allen dafür zugelassenen mobilen Geräten zu betrachten, die Nutzung aber in öffentlichen Bereichen, wie beispielsweise im Mitarbeiterrestaurant der Klinik, nur eingeschränkt oder gar nicht erlauben. Die für das Klinikum Lüneburg erarbeitete Rechtevergabe berücksichtigt sogar, ob vom Personal ein durch die Klinik betriebenes Laptop oder ein privates Smartphone genutzt wird (BYOD). Selbst die auf diesen Geräten installierten Betriebssysteme werden, da Systeme wie Android, IOS oder Windows völlig unterschiedliche Sicherheitsprobleme aufwerfen, von der Lösung entsprechend bewertet. Bild I. Das Projektteam elektronische Patientendokumentation: Gabriela Renter, Leitung Patienten-und Prozessmanagement Patrick Evel, stellv. Pflegedirektor Silke Meyer, Stationsleitung Geriatrie Seite 8/12

9 Auch die Trennung zwischen Klinik- und Patienten-WLAN durch die Nutzung getrennter Frequenzbereiche gehörte von Beginn an zu den wichtigen Kundenwünschen. Das Krankenhaus-WLAN sollte zu keinem Zeitpunkt durch beliebte Dienste, wie etwa YouTube oder Netflix, überlastet werden können und somit lebenswichtigen Applikationen, wie der Echtzeitüberwachung von Patientenvitalwerten, die benötigte Bandbreite entziehen. 2.4 Netzwerk-Management Das in Lüneburg eingesetzte Managementsystem bietet nicht nur ein einheitliches Reporting und Management für alle verwendeten Extreme- Komponenten, es kann und das ist bislang ein Alleinstellungsmerkmal dieser Software auch die Komponenten anderer Hersteller umfassen. Da dem Lüneburger Klinikum mit seinen vielen verschiedenen Anwendungen ein möglichst einfaches Monitoring all dieser Applikationen wichtig ist, sorgte COMNET mit NetSight für eine Lösung, die sämtliche Applikationen flowbasiert überwacht und so den Administratoren alle wichtigen Daten in Dashboards übersichtlich bereitstellt. Dank dieses leicht nutzbaren Tools können die zur Verfügung stehenden Ressourcen stets so verwaltet werden, dass wichtige Anwendungen, wie z. B. die Bereitstellung von Daten aus dem Krankenhausinformationssystem oder die Nutzung der Patiententelemetrie, unter allen Umständen einwandfrei genutzt werden können, so Malte Schad, Netzwerkadministrator des Klinikums Lüneburg. 2.5 Appliances Die NAC-Gateways, aber auch die WLAN-Controller und das Management-System werden gemeinsam auf geo-redundant betriebenen Servern (inkl. RAID-Controller, redundante PS, Management-Modul usw.) installiert. Da alle drei Komponenten eigene dedizierte Netzwerkports nutzen und sowohl die Hardware als auch die Virtualisierung durch die COMNET geliefert und betrieben werden, stellen sie eine eigene vollredundante Appliance dar, die in keiner Weise auf Server oder Virtualisierungs-Ressourcen des Klinikums zugreift. Seite 9/12

10 Es handelt sich um mehrere identische Server, deren Hardware so ausgelegt wurde, dass spätere Erweiterungen auch über den im Anforderungskatalog angegebenen Rahmen hinaus jederzeit möglich sind. Dies schließt mögliche Schnittstellen -Probleme, wie sie durch den Betrieb auf kundeneigenen, virtuellen Umgebungen auftreten können, vollständig aus. 2.6 Core-Switches Der Netzwerk-Core für die Lüneburger WLAN-Lösung besteht aus zwei Extreme Network-Switches der Serie 7100K. Switches also, die gezielt für den Einsatz in Rechenzentren konzipiert wurden wie bereits daran deutlich wird, dass sie durch redundante Netzteile und eine konfigurierbare Front-To-Back - bzw. Back-To-Front -Kühlung auf den Einsatz in Umgebungen mit Kaltgang/Warmgang-Trennung vorbereitet sind. Hinzu kommt ein besonders umfangreiches Feature-Set für den Einsatz als Layer-3- Core-Switch und ein Paketdurchsatz von mehr als 1Tbps. Natürlich sind die beiden in Lüneburg eingesetzten Switches mit je 48 SFP+Slots stackable und unterstützen ein echtes Closed-Loop-Stacking. Die mit 40Gbit/s verbundenen Maschinen werden geo-redundant in zwei getrennten Rechenzentren betrieben und stellen aufgrund der Virtual-Switch-Bonding -Technologie für alle angebundenen Geräte einen gemeinsamen Core dar. Dies bedeutet, dass alle Uplinks auf beiden Core-Switches aufgelegt werden und im active/active -Modus mit doppelter Bandbreite betrieben werden. Außerdem entstehen keine Umschaltzeiten im Falle des Ausfalls eines der Core-Switches. 2.7 Access-Switches Als Access-Switches für den Einsatz in den Datenunterverteilern kamen in Lüneburg Geräte der Extreme Networks B-Serie zum Einsatz. Es handelt sich um hoch-performante Geräte, die neben 24- oder 48-Gigabit-Ethernet-Ports je vier SFP/SFP+ Slots für 1G oder 10GE Uplinks bereitstellen. Da die Switches ein echtes Closed-Loop-Stacking über die Backplane nutzen, können Core-Switches und alle Access-Points redundant angebunden werden. Die mittels LACP zusammengefassten Anschlüsse können somit, über mehrere Geräte im Stack verteilt, terminiert werden. So können Umschaltzeiten von mehreren Sekunden ausgeschlossen werden, was die Infrastruktur nicht nur für Echtzeitapplikationen untauglich machen würde. Außerdem ergeben sich durch das redundante Stacking besonders hohe Bandbreiten für den Traffic innerhalb des Stacks. Seite 10/12

11 3 Leistungen von COMNET Wie bei der Vergabe des Auftrags vereinbart, hat COMNET das Design der Lüneburger Lösung von Anfang an in enger Kooperation mit den IT-Verantwortlichen des Klinikums Lüneburg gestaltet. Dazu zählten zahlreiche Workshops mit den IT-Experten sowie ein umfangreiches Schulungsangebot für die Mitarbeiter in den einzelnen Fachteams. Das Projekt umfasste also nicht nur die Lieferung und Inbetriebnahme, sondern auch Planungsleistungen für die passive Infrastruktur, das Firewall- und Routing- Redesign, die Ausleuchtung aller Campus-Areale und den 24/7/365-Support der Lösung. Seite 11/12

12 4 Das Projektteam des Klinikums Bild II. Die Mitglieder des WLAN-Projektteams des Städtischen Klinikums Lüneburg (von rechts nach links) Sandra Kuetz, IT-Leitung Gesundheitsholding Lüneburg Michael Bock, Teamleitung Technik Daniel Mühln, Firewalladministrator René Liebe, Netzwerkadministrator Nicht im Bild: Malte Schad, Netzwerkadministrator Seite 12/12