Klinikum St. Marien Amberg virtualisiert mit VMware und DataCore SANmelody: Energieverbrauch um 50 Prozent gesenkt Sicherer Zugriff auf digitale Patientendaten Die Erweiterung des klinischen Informationssystems (KIS) um ein radiologisches Bildarchiv nahm das Klinikum St. Marien Amberg zum Anlass, seine IT umfassend zu konsolidieren. Der IT-Anbieter transtec AG installierte eine Lösung mit DataCores SANmelody, auf der VMware Virtual Infrastructure implemeniert wurde. Die virtuelle Infrastruktur für Server und Storage bietet nicht nur Hochverfügbarkeit, größere Performance und geringeren Managementaufwand, auch die Stromkosten konnten durch weniger Hardware auf die Hälfte reduziert werden. Das Klinikum St. Marien Amberg, Anstalt des öffentlichen Rechts der Stadt Amberg, wird als Kommunalunternehmen geführt und ist akademisches Lehrkrankenhaus der benachbarten Universitäten Erlangen-Nürnberg und Regensburg. Das Schwerpunktkrankenhaus der Versorgungsstufe III verfügt über 554 Betten in 13 Fach- und vier Belegabteilungen sowie eine angegliederte Gemeinschaftspraxis für Pathologie. Die rund 650 Computer- Arbeitsplätze für 1.300 Mitarbeiter werden von einem 12-köpfigen IT-Team administriert. Im 24-Stunden-Betrieb eines Krankenhauses muss der Zugriff auf Patientendaten rund um die Uhr gewährleistet sein. Mit Archivierungsfristen von bis zu 30 Jahren müssen darüber hinaus höchste Standards bei der Datensicherheit gelten. Die zunehmende Digitalisierung von Patienten- und Verwaltungsdaten lassen dabei die Anforderungen an das Datenmanagement drastisch anwachsen. Angesichts knapper Budgets stellt dies gerade im Gesundheitswesen eine echte Herausforderung dar. Im Klinikum St. Marien Amberg wird dies durch das klinische Informationssystem (KIS) NEXUS / MEDFOLIO abgebildet. Es ist modular aufgebaut und ermöglicht eine schrittweise Einführung von Softwaremodulen, z.b. für die elektronische Patientenakte, ein zentrales Dokumentenmanagement und diverse Datenbanken. Erste Hilfe für PACS Bis 2006 wurden in Amberg radiologische Bilder mit konventionellen Aufnahmetechniken aufgenommen. Die einzelnen Röntgenbilder mussten dann von Schwestern oder Pflegern in Tüten an die jeweiligen Stationen gebracht werden. Ein ziemlich zeitaufwendiger Prozess,
der durch die Einführung eines zentralen PACS (Picture Archiving and Communication System) und die Einbindung in das KIS abgelöst werden sollte, so Dr. Dietmar Bräuer, Leiter Informationstechnologie des Klinikums St. Marien Amberg. Für die komplette Digitalisierung der Bilddatenbank reichten jedoch weder die Performance noch die Kapazität der vorhandenen IT-Infrastruktur aus. Immerhin beanspruchen radiologische Aufnahmen zwischen 5 bis 500 Megabyte pro Vorgang und die IT-Abteilung muss sicherstellen, dass auf die Patientendaten schnell und mitunter parallel zugriffen werden kann. Dieser Aufgabe waren die bislang eingesetzten dedizierten Server mit internen Speicherplatten nicht gewachsen. Virtualisierung bringt Flexibilität Um mehr Flexibilität zu ermöglichen und die Ressourcennutzung zu optimieren, hatte man sich im Zuge des PACS-Projekts für die Servervirtualisierung unter VMware entschieden. Für die Virtual Infrastrucutre 3-Plattform wurden vier physische Servern vom Typ FSC RX300 bzw. RX600 integriert. Über sie laufen heute etwa 35 virtuelle Maschinen, überwiegend unter MS Windows-Betriebssystemen. Der Vorteil liegt neben der höheren Auslastung insbesondere in der Einsparung von Hardware. Dies erleichtert die Adminstration erheblich, so Dr. Bräuer. Für den hochverfügbaren Betrieb verlangt die Servervirtualisierung jedoch eine Netzwerkspeicherlösung. Mit dem Aufbau einer Fibre Channel-Infrastruktur und dem Einsatz zweier RAID-Plattenspeicher setzte man den Grundstein für die Virtualisierungslösung, jedoch keine langfristige Lösung aus der Kapazitäts- und Performance-Misere. So kam es zu einer Ausschreibung für eine flexible Speicherlösung mit erweiterbarer Kapazität und optimaler Hochverfügbarkeit. Trotz der vorhandenen SAN-Hardware hatten wir höhere Anforderungen an die Hochverfügbarkeit, Kapazität und Performance. NAS (Network Attached Storage) war für uns auf Grund der limitierten Performance keine Option. SAN-Hardwarelösungen mit Hochverfügbarkeitsfunktion dagegen sind häufig sehr kostspielig, beschreibt Dr. Bräuer die Situation. Aufgrund dessen brachte ein unabhängiger Berater, der unser PACS-Projekt betreute, schließlich das Thema Speichervirtualisierung ins Spiel. Das Angebot der transtec AG überzeugte die IT-Verantwortlichen: Der IT-Dienstleister schlug vor, die hardware-unabhängige Speichervirtualisierung mit DataCore-Software umzusetzen. Die vorgeschlagene Speichervirtualisierung mit SANmelody entsprach hinsichtlich Hochverfügbarkeit, Performance und Preis-/Leistungsverhältnis am besten unseren Anforderungen, und die Lösung öffnet uns die Türe zur bedarfsgerechten Erweiterung in der Zukunft, so Dr. Bräuer. Vollkommene Redundanz Nach der Auftragserteilung wurde die Implementierung der neuen Speicher-Lösung innerhalb von nur vier Wochen geplant und durchgeführt. Vor Ort richteten transtec-techniker die Disk Server-Software SANmelody in der Version 2.0 auf zwei Standardservern ein, die in unterschiedlichen Brandabschnitten im Rechenzentrum untergebracht und mit QuadCore Xeon 5400 sowie 16 GB Cache sehr performant ausgelegt sind.
DataCore beschleunigt durch eigene Caching-Algorythmen die Schreib- und Zugriffsgeschwindigkeit und ermöglicht eine maximale Leistung von bis zu 220.000 I/O pro Sekunde. Über je zwei duale 2Gbit FC-Host Bus Adapter sind die Server direkt miteinander sowie über je zwei Switches über Kreuz mit dem SAN verbunden. Dadurch wird Redundanz nicht nur für die Daten, sondern auch für die Datenpfade gesichert. Die Storage Domain Server (SDS) bilden einen Active-Active-Cluster, der nicht nur Ausfallsicherheit garantiert, sondern im Normalbetrieb die automatische Lastenverteilung zwischen beiden Controller- Einheiten ermöglicht. An die SDS sind zwei transtec PROVIGO RAID- Systeme mit je 5 TB SATA-Platten angschlossen. Auch sie stehen in den unterschiedlichen Brandabschnitten, zwischen denen sämtliche Daten mittels DataCores synchroner Datenspiegelung abgebildet werden. Dank redundant angebundener SDS und Appliaktionsserver kann die Disk Server- Software vollständige und transparente Redundanz der Daten und Datenpfade in der SAN-Infrastruktur herstellen. Vereinfachtes Management Heute versorgen die DataCore-Disk Server im Klinikum Amberg das PACS-Archiv, einen Backup- Server, verschiedene File- und Datenbankserver für das Management Information System (MIS) sowie diverse Webapplikationen mit hochverfügbarer Speicherkapazität. Ihnen werden jeweils virtuelle Volumina mit der vom Betriebssystem limitierten maximalen Kapazität von 2 TB vorgehalten, ohne dass hierfür die Ressourcen physikalisch reserviert werden müssen. Über den Disk Manager der SANmelody wurden die Datenbestände von Beginn an in unterschiedlichen Storage-Pools mit unterschiedlichen Service-Levels strukturiert. Bei der Einbindung neuer Applikationen kann der Administrator entsprechend der jeweiligen Anforderungen an die Servicequalität einzelne virtuelle Laufwerke oder ganze Storage- Domänen neu erstellen und sie den diversen Applikationen im laufenden Betrieb zuweisen. Die fortlaufende Speicherbereitstellung ist dabei automatisiert. Stromverbrauch halbiert - Grüne IT dank Virtualisierung Das DataCore Thin Provisioning weist den Applikationen dynamisch und automatisch virtuelle Disks zu. Der physische Speicher wird allerdings erst belegt, wenn er auch tatsächlich benötigt wird. Dadurch kann die vorhandene Speicherkapazität bis zu 95 Prozent ausgelastet werden, ehe weitere Disk-Bündel nachgelegt werden müssen. Das Krankenhaus benötigt dadurch deutlich weniger Hardware im Rechenzentrum, hat folglich einen geringeren Administrationsaufwand sowie niedrigere Wartungskosten und die IT verbraucht 50 Prozent weniger Strom.
Über eine VPN-Leitung überwacht der transtec-support permanent den Zustand der RAID- Systeme, Switches und SDS-Server. Im Störungsfallwürden die zuständigen Mitarbeiter beim Dienstleister und im Rechenzentrum über eine direkte Fehlermeldungen informiert werden ein solcher Störfall ist allerdings bislang in den sechs Monaten, in denen das System in Betrieb ist, nicht aufgetreten. Die Standardbedienung von SANmelody erfolgt durch zwei Krankenhaus-Mitarbeiter vor Ort. Sie erhielten von transtec eine 2-tägige Schulung zur Einführung in das System: Server- Einbindung in das SAN, Zuweisung von Plattenkapazität aus dem Storage-Pool sowie Erweiterung der Plattensysteme können die Mitarbeiter jetzt selbst durchführen. Die intuitiv zu bedienende Benutzeroberfläche gestaltet die Administration des Systems vergleichsweise einfach. Auch das Zusammenspiel zwischen DataCore und VMware verläuft problemlos. Bis heute hatten wir noch keinen Ausfall, freut sich Dr. Bräuer. Bei kleinen Problemen oder Fragen konnte uns die transtec AG schnell, kompetent und vor allem unbürokratisch weiterhelfen. In der Zwischenzeit wurde die Kapazität der beiden SANmelody Disk Server von der transtec AG um ein weiteres Platten-Shelf mit rund 3 TB erweitert. Da es sich um eine hardwareagnostische Lösung handelt, können weiterer Plattenbündel (Shelfs) einfach im laufenden Betrieb hinzugefügt werden. Die Virtualisierung der Server bleibt davon unberührt sie läuft parallel weiter. Zusätzlich sorgen die VMware-Funktionalitäten HA und VMotion für Ausfallsicherheit der Server. Die Sicherung der virtuellen Server erfolgt mittels VMware Consolidated Backup, das den bisherigen Sicherungsvorgang wesentlich vereinfacht und beschleunigt. Desweiteren ist die Einführung des VMware Desktop Managers VDI zur Dektopvirtualisierung geplant. Darüber hinaus sollen künftig DataCore-Snapshots für die Datensicherung oder zu Testzwecken eingebunden werden. Mit der Kombination aus Storage- und Servervirtualisierung haben wir den Grundstein für eine zukunftssichere IT-Umgebung gelegt. Mehr Flexibilität, mehr Funktionalität und Leistung mit weniger Hardware, resümiert Dr. Bräuer. SANmelody ist dabei ein flexibles, hochfunktionales und ausfallsicheres Storage-System, das unsere Erwartungen voll und ganz erfüllt und die VMware-Virtualisierung speicherseitig optimal ergänzt. Im Überblick Projektanforderung Hochverfügbarkeit, Performance, Speichererweiterung IT-Umgebung 4 x VMware Virtual Infrastructure 3 auf Serverhardware FSC RX300 bzw. RX600 2 x transtec PROVIGO RAID-Systeme mit je 5 TB SATA-Disks 4 x 2 Gb FC Switches DataCore-Lösung 2 x SANmelody 2.0 mit synchroner Spiegelung und Thin Provisioning auf QuadCore Xeon 5400, 16 GB Cache, je zwei FC-HBAs
Über Klinikum St. Marien Amberg Das Klinikum St. Marien Amberg ist im Krankenhausplan des Freistaates Bayern als Krankenhaus der dritten Versorgungsstufe (Schwerpunktkrankenhaus) mit 554 Planbetten ausgewiesen. Träger des Klinikums St. Marien Amberg ist die Stadt Amberg. Das Klinikum wird als Kommunalunternehmen (Anstalt des öffentlichen Rechts) geführt. Das Klinikum St. Marien ist Lehrkrankenhaus der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg und der Universität Regensburg. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.klinikum-amberg.de Über transtec AG Die börsennotierte transtec AG, gegründet 1980 in Tübingen, bietet maßgeschneiderte Hardware- und IT-Lösungen an. Im Direktvertrieb werden leistungsstarke, ausfallsichere Speichersysteme, Server, Netzwerkkomponenten, Cluster- und SAN- Lösungen angeboten. Der Unternehmensbereich Customized Hardware (CHW) offeriert für unterschiedliche Firmenstrukturen flexible IT-Lösungen zu transparenten Preisen auf Wunsch von der Produktberatung bis zur Installation und Betreuung. Das transtec Competence Center (CC) entwickelt und konfiguriert Supercomputer, High-End-Server sowie Speichernetze für Unternehmen und Institutionen der öffentlichen Hand mit forschungs- und rechenintensiven Anwendungen. Europaweit ist transtec in den Ländern Großbritannien, Frankreich, Belgien, Niederlanden, Österreich, und der Schweiz vertreten. Im Geschäftsjahr 2006 erwirtschaftete transtec mit etwa 200 Mitarbeitern 68,1 Millionen Euro Umsatz. Weitere Informationen finden Sie auch im Internet unter www.transtec.de Über DataCore Software DataCore Software verändert die Dynamik des Speichermanagements in puncto Leistung und Wirtschaftlichkeit fundamental. DataCores Disk Server Software ermöglicht einfache Speichererweiterung und zentrales Speichermanagement für Windows-, UNIX-, Linux-, Vmware, MacOS- und Netware-Systeme. DataCore befindet sich in Privatbesitz und unterhält seine Hauptniederlassung in Ft. Lauderdale, Florida. Weitere Informationen über Produkte erhalten Sie unter www.datacore.com. DataCore, das DataCore-Logo und SANmelody sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der DataCore Software Corporation. Andere hier aufgeführte DataCore-Produkt- oder Servicenamen oder Markenzeichen sind Warenzeichen der DataCore Software Corporation. Alle weiteren hier aufgeführten Produkte, Leistungen und Firmennamen können Warenzeichen der jeweiligen Eigentümer sein.