Cisco Unified Computing im Klinischen Rechenzentrum E-Book

Martin Hintringer

• Herausgeber: GRIN Verlag
• Sprache: Deutsch

Veröffentlichungsjahr: 2010

Beschreibung

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.

Leseprobe

Impressum:

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Eidesstattliche Erklärung

Ich, Ing. Martin Hintringer

geboren am 25. April 1981 in Linz

erkläre,

1. dass ich meine Master Thesis selbstständig verfasst, andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und mich auch sonst keiner unerlaubten Hilfen bedient habe,

2. dass ich meine Master Thesis bisher weder im In- noch im Ausland in irgendeiner Form als Prüfungsarbeit vorgelegt habe,

Kurzbeschreibung

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.

Abstract

The Cisco Unified Computing System (UCS) offers an architecture to make available the full possibilities for the virtualization of IT systems to computer centers. It standardizes the access to arithmetic achievement, network resources, storage, management and virtualization to an IT overall system and is a base for an efficient IT operation and a quick and secure service supply in the clinical computer center.

The rising requirements can be supported by the consolidation of the distributed IT resources to an efficient overall system concerning cost optimization, future security, efficiency, operational safety and simplicity in the clinical computer center. Therefore the UCS performs a contribution to basic medical care with portable costs as a technical base for IT services in health care.

The essential contents of the work are beside a description of the requirements for IT systems in the clinical computer center, an analysis of the system technologies and solutions available in the market, as well as the representation of trends in this area. In addition, the potential usage is described for the application by UCS in the clinical computer center and the implementation of a Cisco UCS, at the example of the Klinikum Wels-Grieskirchen GmbH, is indicated. The representation of the successful-critical factors for the introduction of UCS round the work.

The master thesis shows the purpose of the technical, operational and strategical business-aspects for the application of the UCS in the clinical computer center and shows how UCS supports the requirements for modern and future-proofed IT-architectures.

Danksagung

Mein Dank gilt allen Personen, die mich direkt oder indirekt bei der       Erstellung dieser Arbeit unterstützt haben.

Mein besonderer Dank gilt der Firma Cisco, die diese Arbeit unterstützt hat, sowie Herrn Hans-Peter Ullrich, der durch seine hervorragende Betreuung wertvolle Beiträge lieferte, mich ermutigte und maßgeblich unterstützte. Darüber hinaus bedanke ich mich bei Herrn Dr. Walter Dey und Herrn Bernd Loitzl, die mich mit technischen Detailinformationen zum Cisco UCS versorgten und mir mit Rat und Tat zur Seite standen.

Ferner danke ich Herrn Dr. Walter Seböck und Frau Mag. Anita Zimmermann, sowie meinen Lehrgangskollegen und Vortragenden für die interessanten Beiträge und Diskussionen, von denen dieses Werk profitierte.

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Glossar

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung und Strukturierung des Themas

1.1 Allgemeines

1.2 Problemstellung, Motivation und Struktur der Masterthese

1.2.1 Problemstellung

1.2.2 Motivation und Struktur der Masterthese

1.3 Zielsetzung und Forschungsfrage

2 Marktanalyse

2.1 Anforderungen an moderne Rechenzentren im klinischen Umfeld

2.1.1 Betriebssicherheit

2.1.2 Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit

2.1.3 Einfachheit und Wartbarkeit

2.1.4 Effizienz im Betrieb

2.1.5 Kostenoptimierung und Zukunftssicherheit

2.1.6 Informationssicherheit

2.2 IT-Systembausteine eines klinischen Rechenzentrum

2.2.1 Netzwerksysteme

2.2.2 Serversysteme

2.2.3 Speichersysteme

2.2.4 Virtualisierungssysteme

2.2.5 Management- und Monitoringsysteme

3 Cisco Unified Computing System

3.1.1 UCS Manager

3.1.2 UCS Fabric Interconnect

3.1.3 UCS Fabric Extender

3.1.4 UCS Blade Server Chassis

3.1.5 UCS Blade Server

3.1.6 UCS Network Adapters

4 Unified Computing am Beispiel der Klinikum Wels-Grieskirchen GMBH

4.1 Allgemeines

4.2 Motivation

4.3 Projektumsetzung

4.4 Technologischer und Wirtschaftlicher Nutzen

5 Nutzenpotentiale

5.1 Basis für Virtualisierung

5.1.1 Memory Expansion

5.1.2 Network Interface Virtualization (VN-Link)

5.2 Für Energieeffizienz konstruiert

5.3 Skalierbarkeit entkoppelt von Komplexität

5.4 Drastische Vereinfachung der Systemarchitektur

5.5 Einfaches Management und Rasche Servicebereitstellung

5.6 Basis für Cloud-Computing

5.7 Auf Industriestandards basierend

6 Erfolgskritische Faktoren bei der Einführung von Unified-Computing

6.1 Professionelles Projektmanagement

6.2 Motivierte Innovatoren und Projektförderung

6.3 Ganzheitliche Planung

6.4 Prozessanalyse als Grundlage

6.5 Durchführung von Pilotprojekten

6.6 Akzeptanz durch die künftigen Nutzer

6.7 Dialog im Netzwerk

6.8 Umfassende Funktionstests

6.9 Wartung und Betrieb

6.9.1 Schulung des Betriebspersonals

6.9.2 Zugriffsberechtigung und Management

6.9.3 Systemmonitoring

6.9.4 Datensicherung

6.9.5 Support durch Hersteller und Lieferant

6.9.6 Betriebshandbuch

7 Fazit

8 Literatur- und Quellenverzeichnis

8.1 Monographien und Lehrbücher

8.2 Sammelbände

8.3 Beiträge aus Fachzeitschriften

8.4 Internet-Quellen

8.5 Informationen aus Gesprächen und Diskussionen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1. Ausblick Fibre Channel und Ethernet Storage Systeme.

Abbildung 2. Vereinfachung der Serveranbindung durch I/O-Konsolidierung.

Abbildung 3. Gartner Magic Quadrant für Blade Server.

Abbildung 4. Entwicklung der Anforderungen an Speichersysteme.

Abbildung 5. Tiered Storage Konzept.

Abbildung 6. Entwicklung virtualisierte versus nicht virtualisierte Server.

Abbildung 7. Trends im IT-Systemmanagement- und Monitoring.

Abbildung 8. Verbindende Elemente des Cisco UCS.

Abbildung 9. Anforderungen an das Cisco UCS.

Abbildung 10. Systembausteine des Cisco UCS.

Abbildung 11. Vernetzungsübersicht des Cisco UCS.

Abbildung 12. Schaltkreis des UCS Fabric Extender.

Abbildung 13. Übersicht UCS Blade Server Chassis.

Abbildung 14. Architektur der UCS M81KR Virtual Interface Card.

Abbildung 15. Grafische Übersicht UCS-Umsetzungskonzept KWG.

Abbildung 16. Dimensionen der Servervirtualisierung.

Abbildung 17. Cisco Extended Memory Technology.

Abbildung 18. VN-Link Einsatzszenarien.

Abbildung 19. Chassis-Verkabelung UCS.

Abbildung 20. Reduktion der Server-Netzwerkinterfaces durch I/O-Konsolidierung.

Abbildung 21. Mandantentrennung auf physikalischer Infrastruktur.

Abbildung 22. Ranking der Erfolgsfaktoren bei Projekten.

Tabelle 1. Übersicht UCS Network Adapters.

Tabelle 2. Skalierungsstufen UCS Blade Server Chassis.

Tabelle 3. Netzwerkbandbreiten UCS Blade Server Chassis.

Tabelle 4. Einsparungspotentiale durch Virtual Dynamic Data Center.

Glossar

Backplane

Busplatine in Gehäusen von IT-Geräten (z.B. Switches oder Blade-Server)

Cache-Speicher

Flüchtiger Puffer-Speicher für schnellen Zugriff

Cloud-Computing

Techniken und Bereitstellungsmodelle um Produkte oder Services in Echtzeit über das Internet zur Verfügung zu stellen

Computertomograph

Computer-gestütztes, röntgen-diagnostisches Medizingerät zur Herstellung von Schnittbildern des menschlichen Körpers, mit modernen CT’s können bei einem Röhrenumlauf mehrere Schnitte gleichzeitig aufgenommen werden (z.B. 64-Zeilen-CT)[1]

Cut-Trough-Architektur

Architektur von Switch-Komponenten, die eine sehr schnelle Weiterleitung von Datenpaketen ermöglicht

Disaster-Recovery

Maßnahmen zur Datenwiederherstellung nach einem Datenverlust oder Gerätedefekt

Ethernet

Ethernet ist eine Datennetztechnik, welche einen Datenaustausch mittels Datenpaketen zwischen den angeschlossenen Endgeräten ermöglicht. Ethernet war ursprünglich für lokale Computernetze vorgesehen, wird mittlerweile aber auch für Weitverkehrsnetzwerke verwendet. Ethernet entspricht weitestgehend der IEEE-Norm 802.3[2].

Event-Correlation

Event-Correlation ist ein Verfahren zur Korrelation von Ereignissen, um bei IT-Überwachungseinrichtungen aus einer Vielzahl von Meldungen die relevanten Informationen zu extrahieren.

Fail-Over

Funktion zur Ausfallsicherung von hochverfügbaren redundanten Computersystemen oder Anwendungen

FC-Multipathing

Technik zur Erhöhung von Ausfallsicherheit und Leistung in FC- Netzwerken (z.B. wenn ein Server mehrfach an ein FC-Netzwerk an-gebunden ist, kann er das Speichersystem über mehrere Wege erreichen)

Fibre Channel

Standardisiertes Protokoll für eine serielle Hochgeschwindigkeits-übertragung in Speichernetzwerken

Fortune 1000

Rangliste der US-amerikanischen Zeitschrift „Fortune“ mit den tausend umsatzstärksten amerikanischen Unternehmen

Green-IT

Ansatz zur umweltschonenden Nutzung von IT-Geräten über die gesamte Lebensdauer

hot-swappable

hot-swappable bezeichnet die Möglichkeit IT-Komponenten eines IT-Systems im laufenden Betrieb zu tauschen

Infiniband

Infiniband ist eine Technologie zur seriellen Hochgeschwindigkeits-datenübertragung, welche aktuell meist nur für die Verbindung von hochverfügbaren, redundanten Serversystemen verwendet wird.

I/O-Konsolidierung

Zusammenführung unterschiedlicher Datenübertragungstechniken wie Ethernet, FC oder Infiniband auf ein gemeinsames Übertragungsmedium im Rechenzentrum

IP-Telefonie

Telefonieren über IP-basierende Computernetzwerke, auch bekannt als Voice over IP

Internet Small Computer System Interface

Verfahren welches die Verwendung des Small Computer System Interface über IP-basierende Netzwerke ermöglicht, Standard entsprechend IETF RFC3720

Modalität