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Kundenreferenz: Be The Match

Tausende von Patienten mit lebensbedrohenden Krankheiten wie Leukämie, Lymphdrüsenkrebs oder Sichelzellenanämie benötigen eine Knochenmarktransplantation, haben jedoch keinen passenden Spender in ihrer Familie. Über 70 % der Patienten verlassen sich bei der Spendersuche auf Be The Match. Be The Match wird vom National Marrow Donor Program (NMDP), dem nationalen Knochenmarkspenderprogramm, betrieben und hilft, Patienten mit Spendern in Verbindung zu bringen. In den letzten 25 Jahren haben wir dazu beigetragen, über 50.000 Transplantate für Patienten zu finden, indem wir basierend auf dem HLA-Typ passende Spender ermitteln konnten. (HLA-Gewebemerkmale dienen als eine Art Fingerabdruck, mit dem eine bessere Übereinstimmung als nur über die Blutgruppe festgestellt werden kann.)

Der Arzt eines Patienten kann sich an uns wenden, um unsere Be The Match Datenbank zu durchsuchen, in der weltweit über 15 Millionen Mitglieder und 400.000 Nabelschnurblut-Einheiten aufgenommen sind. Mit unseren komplexen Algorithmen werden schnell die bestmöglichen Spender für einen Patienten ermittelt. Innerhalb von Minuten liegt ein Ergebnis vor. Mit dieser Information können wir den Prozess starten, der damit beginnt, die gefundenen Personen zu kontaktieren, um weitere medizinische Untersuchungen vorzunehmen und so den bestmöglichen Spender für den Patienten zu finden. Am Ende wird der beste Spender ausgewählt. Wir vereinbaren dann gemeinsam mit ihm einen Spendetermin in einem Spendezentrum. Ein ehrenamtlicher Kurier bringt das gespendete Knochenmark oder die periphere Blutstammzellen-Spende (PBSC) zum Krankenhaus, in dem der Patient für die Transplantation vorbereitet wird.

Je mehr Daten wir speichern und elektronisch versenden können, und je schneller der Datenfluss ist, desto schneller können wir wichtige Entscheidungen treffen, und desto mehr Patienten helfen wir. Anfang 2007 haben wir begonnen, die Rolle, die die Technologie bei Be The Match spielte, zu überdenken. Es war unser Ziel, die Anzahl der jährlichen Transplantationen bis 2015 zu verdoppeln und gleichzeitig die Zeit, die von der Spendersuche bis zur abgeschlossenen Transplantation verstreicht, von 96 Tagen auf 45 Tage zu verkürzen.

Wie viele kleine, schnell wachsende Unternehmen verfügte Be The Match über verschiedene Systeme, mehrere Datenquellen und isolierte Datenpools. Manuelle Prozesse erzeugten zusätzlichen Aufwand und Ineffizienz, die uns am Erreichen unserer Ziele hinderten. Ich beschreibe in diesem Artikel, wie wir unsere IT-Infrastruktur inklusive Storage von Grund auf umgewandelt haben, um die Verfügbarkeit, Skalierbarkeit, Sicherheit und Effizienz zu erreichen, die wir auf unserem Weg in die Zukunft benötigten. Ich werde auch auf unsere Pläne in Bezug auf private und öffentliche Clouds eingehen.

Obwohl die Umwandlung unserer IT ein immer noch laufender Prozess ist, sind wir alleine von den Ergebnissen, die wir bisher erreicht haben, sehr begeistert:

  • Wir konnten die 96 Tage, die zwischen der Übereinstimmungssuche Spender/Patient und der tatsächlichen Transplantation lagen, bereits um 15 % verkürzen.
  • Die Anzahl der Transplantationen, die wir pro Jahr ermöglichen, ist kontinuierlich, von 4.800 im Jahr 2009 auf 5.500 im Jahr 2010, gewachsen und wächst noch weiter.
  • Die Möglichkeit, Ergebnisdaten schnell zu integrieren, hat die Entwicklung unseres eigenen Algorithmus zur Patient/Spender-Übereinstimmung beschleunigt. Größere Genauigkeit bedeutet verbesserte Überlebenschancen.
  • Mit der Implementierung unseres Öffentlichkeitsportals für Spenderwerbung ist die Anmeldung neuer Mitglieder pro Jahr um 136 % von durchschnittlich 360.000 (2000-2008) auf durchschnittlich 850.000 neu registrierte Mitglieder pro Jahr (2009 und 2010) angewachsen.

Wir haben diese wichtigen Meilensteine zum großen Teil den Bemühungen unserer IT zu verdanken, die es uns ermöglicht hat, Verfügbarkeit und Effizienz zu steigern. Durch die Verwendung von NetApp Storage konnten wir die Gesamtmenge unseres implementierten Storage erhöhen, ohne die Anzahl an Administratoren aufzustocken, und durch Thin Provisioning und Deduplizierung haben wir unsere gesamten Storage-Anforderungen um etwa 35 % gesenkt, was zu deutlichen Einsparungen bei Investitions- und Betriebskosten geführt hat.

Shared IT-Infrastruktur

Als wir 2007 mit der Umwandlung unserer IT-Umgebung angefangen haben, bestand diese aus über 90 Servern, alle mit Direct-Attached Storage und Bandlaufwerken und ohne Server-Virtualisierung. Es war problematisch, Zeit für routinemäßige Wartungsvorgänge wie Firmware Upgrades zu finden. Auch die Durchführung von Backup und Disaster Recovery (DR) war schwierig, und wir hatten ein paar sehr ernste Ausfälle. Dadurch herrschte bei uns die sehr dringende Notwendigkeit, uns nach einer Shared IT-Infrastruktur mit zentralisiertem Storage umzusehen, die eine bessere Festplatten-Performance, niedrigere Administrationskosten und leichteres Backup und DR mit sich bringen würde.

Heute ist unser Standard NetApp Unified Storage. Wir haben 2007 zwei FAS3020 Cluster installiert, um zwischen unserem primären Datacenter und sekundären Einrichtungen SnapMirror Replizierung zu ermöglichen. Zu der Zeit begann unser Datenwachstum förmlich zu explodieren. 2008 haben wir beide Cluster, ohne dass eine Datenmigration nötig gewesen wäre, gegen FAS3040 Controller austauschen können. Wir haben erst dieses Jahr einen dieser Cluster auf eine FAS3270 Konfiguration aufgerüstet, um mit den wachsenden Anforderungen unserer rege tätigen Entwicklungs- und Testumgebung Schritt zu halten. Es war uns wichtig, die Möglichkeit zu haben, unseren zentralen Storage leicht aufzurüsten, ohne komplizierte Datenmigrationen befürchten zu müssen, um mehr Leistung für unser Wachstum zur Verfügung zu haben.

2010 haben wir ein FAS6080 Cluster hinzugefügt, das wir speziell zur Unterstützung unserer High-End-Datenbanken verwenden. Wir haben darüber hinaus ein FAS2040 System integriert, um unsere Backup-Umgebung zu unterstützen, womit wir nun insgesamt vier NetApp Arrays in Betrieb haben.

Für unsere Server-Umgebung haben wir uns für IBM xSeries Server mit Linux und Windows entschieden. Wir sind momentan zu ungefähr 50 % virtualisiert. Einige der älteren Applikationen laufen immer noch auf Solaris. Der Übergang zu stärkerer Virtualisierung ist ein immer noch laufender Prozess. Als Teil unserer geschäftlichen Umstrukturierung portieren wir Applikationen von Solaris nach Linux, damit diese in unserer VMware Umgebung laufen können, oder implementieren Applikationspakete, die deren Funktionen übernehmen können. Wenn man sich die Zusammensetzung der Applikationen ansieht, die wir nutzen, sind nur 10 % davon für unseren Geschäftsbetrieb strategisch extrem wichtig. Die restlichen 90 % sollten durch gebrauchsfertige Lösungen abgedeckt werden können. Ein Unternehmen unserer Größe mit insgesamt 780 Mitarbeitern kann es sich nicht leisten, weiterhin Entwicklungsanstrengungen in Nebenfunktionen zu investieren, die von Standard-Software übernommen werden können.

national marrow donor program storage architecture diagram

Abbildung 1) Die Storage-Architektur von Be The Match

Die für uns wichtigsten internen und Standardapplikationen umfassen:

  • Traxis: die Applikation, die Transplantationszentren verwenden, um passende Spender in unserer Datenbank zu finden
  • STAR LINK: die Datenbank, die unsere Spenderregistrierung verwaltet
  • Oracle E-Business Suite: wurde vor Kurzem implementiert, um finanzielle und andere geschäftsbezogene Funktionen zu übernehme
  • Microsoft Exchange: wichtig zur Koordinierung unserer verschiedenen Standorte

Ausnutzung der IT zum Erreichen ehrgeiziger Geschäftsziele

Die von mir im vorigen Abschnitt beschriebene Shared IT-Infrastruktur versorgt uns mit den Tools, die wir zur Erfüllung unserer ehrgeizigen Geschäftsziele benötigen. Diese liefern uns verbesserte Performance, Verfügbarkeit, Sicherheit, Datensicherung und Disaster Recovery. Unser NetApp Storage dient uns als Basis, von der aus wir uns in viele Richtungen weiterentwickeln können.

Unified Storage

Be The Match ist ein kleines, Nonprofit-Unternehmen. Wir konnten uns daher nicht den Luxus leisten, ein Storage-System eigens für Fibre Channel einzurichten, ein weiteres für NFS und so weiter. Zu Anfang hatten wir nur einen einzelnen NetApp Storage Cluster in Betrieb, was dazu führte, dass alle vier Storage-Protokolle – FC, NFS, CIFS und iSCSI – über diesen einzelnen Cluster liefen. Wir haben sofort neun Windows File Server eliminiert und die gesamten CIFS-Daten auf NetApp Storage verschoben. Werfen wir einen Blick auf die Applikationen, die ich zuvor erwähnt habe: Unsere Applikation Traxis verwendet NFS und STAR LINK nutzt eine .net Applikation mit einem Microsoft SQL Server Back-End, also Fibre Channel. Microsoft Exchange verwendet natürlich auch Fibre Channel, während die Oracle E-Business Suite über NFS läuft. Ein paar Applikationen mit kleineren Datensätzen verwenden iSCSI. Bei dem FAS6080 System, das wir letztes Jahr implementiert haben, haben wir uns entschieden, es für unsere größeren Datenbanken zu verwenden. Daher kommen dort nur NFS und FC zum Einsatz, auf allen anderen Systemen laufen jedoch alle vier Protokolle ohne Konflikte oder Probleme.

Da diese Storage-Systeme geclustert sind, bieten sie eine großartige Verfügbarkeit (sogar ohne die DR-Funktionen, die ich kurz angesprochen habe). Da wir nun Storage Controller ohne Datenmigration aufrüsten können, sind wir in der Lage, wie bereits erwähnt, mit den wachsenden Performance-Anforderungen Schritt zu halten, ohne den Betrieb auszusetzen oder im Voraus mehr Performance-Kapazitäten als benötigt anzuschaffen.

Backup und Recovery

Die Be The Match Datenbank ist die gößte und vielfätigste ihrer Art weltweit. Vor der Implementierung von NetApp Storage dauerten Backups unserer STAR LINK Datenbank, die diese Daten enthält, über 24 Stunden. Das Backup eines Tages lief also in das des nächsten Tages hinein, was zu Störungen führte. Mit NetApp SnapManager für Microsoft SQL Server (SMSQL) konnten wir die Gesamtzeit für dieses Backup auf unter vier Stunden verkürzen, ohne den Datenbankzugriff unterbrechen zu müssen.

Zusätzlich zum SMSQL kommt bei uns SnapManager für Exchange (SME) zum Einsatz, um auch Exchange Backups auf ähnliche Weise zu vereinfachen. Wir haben die Funktion Single Mailbox Recovery zum SME hinzugefügt, damit wir einzelne verlorene Nachrichten wiederherstellen können, ohne auf VTL oder Tape zurückgreifen zu müssen. Unser Geschäftsbetrieb ist mit 18 Remote-Standorten extrem auf E-Mail angewiesen, und wir nutzen diese Funktion vermutlich jede Woche, um Nachrichten wiederherzustellen, die aus irgendeinem Grund versehentlich gelöscht wurden. Darüber hinaus werden wir von den Vorteilen von SnapManager für Oracle profitieren, sobald die Schulung unserer Datenbankadministratoren abgeschlossen ist.

Obwohl die SnapManager Tools für unsere Backup-Strategie von unschätzbarem Wert sind, gibt es trotzdem noch Applikationen, die damit nicht abgedeckt sind. Wir haben beispielsweise einige ältere Applikationen, die Sybase verwenden. Es gibt zwar keinen SnapManager für Sybase, doch konnten wir mit NetApp SnapDrive und den APIs, die es zur Verfügung stellt, auch für diese Daten ein ähnliches Niveau an Backup-Funktionalität erreichen. Weitere Informationen zu NetApp SnapManager Tools und SnapDrive erhalten Sie in einem früheren Tech OnTap Artikel (NetApp hat vor Kurzem das Snap Creator Framework veröffentlicht, um die Applikationsintegration weiter zu vereinfachen.)

Die Snapshot Zeitpläne, die wir in den einzelnen Fällen verwenden, hängen von den Anforderungen des jeweiligen Datensatzes ab. Einige Applikationen werden stündlich, andere nur täglich oder wöchentlich abgearbeitet.

Zur Abrundung unserer Backup-Strategie vertrauen wir auf CommVault. Wir verwenden CommVault für Daten, die nicht repliziert oder auf irgendeine andere Weise durch NetApp Snapshots gesichert werden, um ein Backup in eine Virtual Tape Library (VTL) durchzuführen. Wir verfügen an jedem Standort über eine VTL, die untereinander repliziert werden. Darüber hinaus führen wir an unserem DR-Standort Backups unserer VTLs und unseres NetApp Storage auf Tape zur Archivierung durch, und bei Bedarf auch von externem Storage zur Erfüllung von Compliance-Richtlinien.

Disaster Recovery

Mit unserer alten Direct-Attached Storage-Konfiguration war Online Disaster Recovery nahezu unmöglich. Daher mussten wir uns auf Recovery von externen Bandlaufwerken verlassen. Dadurch, dass nun unsere gesamten Daten auf NetApp Storage zentralisiert sind, ergibt sich ein deutlich anderes Bild. Wir konnten unsere DR-Funktionen immens erweitern.

Wir verwenden NetApp SnapMirror Software, um alle Tier-1-Daten asynchron zu unserem DR-Standort zu replizieren. Wie auch die Zeitpläne für unsere Snapshot Kopien richten sich unsere Replizierungszeitpläne nach den Anforderungen der Datensätze. Einige Daten werden sogar halbstündlich repliziert.

Mit den SnapManager Tools können wir die Replizierung von SQL Server und Exchange Daten konfigurieren und managen. Bei jedem Replizierungszyklus wird automatisch eine konsistente Snapshot Kopie von den Daten des Quellsystems erstellt, sodass nach der Replizierung die Daten am DR-Standort in einem Zustand sind, der nötigenfalls sofort einen Neustart ermöglicht.

Wir sind gerade dabei, VMware Site Recovery Manager (SRM) einzuführen, und werden damit den Disaster Recovery-Prozess für unsere VMware Umgebung automatisieren. Mit dem SRM können wir die erforderlichen Schritte zum Verbinden, Inventarisieren, Neukonfigurieren und Hochfahren der Virtual Machines an unserem DR-Standort ausführen. Die manuelle Ausführung dieser Aufgaben kann kompliziert sein, insbesondere wenn Abhängigkeiten verlangen, dass eine VM vor der anderen gestartet wird. SRM vereinfacht das Management im gesamten DR-Prozess, einschließlich Bestandsaufnahme, Konfiguration, Failover und Tests.

Storage-Effizienz

Ein weiterer Vorteil, den wir durch NetApp gewinnen, ist die Steigerung unserer gesamten Storage-Effizienz. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Funktionen für platzsparende Snapshot Kopien und Replizierung bauen wir auf NetApp Thin Provisioning und Deduplizierung.

Fast der gesamte Storage, der auf unseren NetApp Systemen bereitgestellt ist, basiert auf Thin Provisioning. Dadurch können sich viele Volumes einen einzigen Pool mit freiem Storage teilen, was uns eine gewaltige Menge an Platz einspart. Außerdem haben wir sehr früh Deduplizierung implementiert. Zu der Zeit hat NetApp noch jede Installation freigegeben, bevor sie aktiviert wurde. Aufgrund der Datentypen, die wir verwenden, setzen wir Deduplizierung hauptsächlich bei unseren VMware Datenspeichern und CIFS Shares ein.

Bisherige Verbesserungen

Obwohl unsere IT-Infrastruktur sich immer noch im beständigen Wandel befindet, können wir bereits deutliche Verbesserungen verzeichnen. Ich habe in der Einführung schon die herausragenden Verbesserungen im geschäftlichen Bereich beschrieben. Aus einer reinen IT-Perspektive haben wir eine bedeutende Phase der Entwicklung und des Wachstums hinter uns:

  • Verbesserung von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit: Wir haben geplante wie auch ungeplante Ausfallzeiten deutlich reduziert. Unsere geclusterten NetApp Systeme ermöglichen uns, einen Storage Controller für alle erforderlichen Wartungsarbeiten aus dem Cluster zu nehmen, ohne den laufenden Betrieb zu unterbrechen. VMware vMotion versorgt uns mit derselben Funktionalität für Server.
  • Steigerung der Effizienz: Thin Provisioning und Deduplizierung erbringen deutliche Einsparungen. Bei deduplizierten Volumes erreichen wir Platzeinsparungen von bis zu 58 %. Momentan verfügen wir über ungefähr 260 TB zugewiesene Speicherkapazität. Wenn wir nicht von Thin Provisioning und Deduplizierung profitieren würden, läge unsere zugewiesene Kapazität bei ungefähr 350 TB. Das wären circa 35 % mehr Storage, den wir im Rack unterbringen, mit Strom versorgen und managen müssten.
  • Größerer Storage ohne Personalzunahme: Obwohl wir Storage und Storage-Systeme vergrößert haben, wird unser gesamtes Storage Management weiterhin von nur 1,5 Mitarbeiterkapazitäten betreut. Das liegt zum großen Teil daran, dass unsere gesamten NetApp Systeme, ob klein oder groß und unabhängig vom Protokoll, über dieselben Schnittstellen, Tools und Befehle gemanagt werden können. Wir können ohne Überraschungen für unsere geschulten Mitarbeiter Aufrüstungen vornehmen oder ein neues System hinzufügen.
  • Vereinfachung des Managements und Optimierung der Performance: Wir verwenden NetApp Management Tools wie NetApp Operations Manager (mittlerweile Teil von NetApp OnCommand ) und Performance Advisor, um unseren Storage zu managen und erkennen zu können, was in ihm passiert. Mit diesen Tools sind wir in der Lage, sofort festzustellen, wann die Storage-Last bei unseren vorhandenen Controllern die Ebene erreicht, ab der ein Austausch (wie oben beschrieben) nötig wird. Wenn ein Datenbankadministrator ein Performance-Problem meldet, können wir mit diesen Tools darüber hinaus feststellen, ob das Problem im Storage liegt, und daraufhin die Quelle isolieren.

Cloud-Pläne

Be The Match wird in den kommenden Monaten weiter wachsen. Wir werden unsere Infrastruktur mit dem Ziel weiterentwickeln, eine voll virtualisierte Shared Infrastruktur zu schaffen, die unter Verwendung der besten verfügbaren Technologien den Anforderungen unserer Patienten und Spender gerecht wird. Software-seitig konzentrieren wir unsere Entwicklungsbemühungen auf unsere Kernaufgabe (Auffinden von passenden Spendern für Patienten) und setzen die beste verfügbare Standard-Software ergänzend in anderen Bereichen ein.

Einer der nächsten Schritte in unserer Entwicklung ist die Einrichtung einer privaten Cloud, damit wir unseren internen Entwicklern jederzeit vollständige virtuelle Server ohne Eingreifen von Administratoren zur Verfügung stellen können. Wir gehen davon aus, dass NetApp und VMware eine wichtige Rolle bei dieser Initiative spielen werden.

Darüber hinaus haben wir uns vorgenommen, unsere auf NetApp basierende Infrastruktur zu einer öffentlichen Cloud weiterzuentwickeln. Dadurch könnte das Netzwerk unserer Niederlassungen in 40 Ländern von den Vorteilen profitieren, die wir bei Be The Match vorbereitet haben. Damit wollen wir eine wahrhaft globale Mission unterstützen, einer wachsenden Anzahl von schwer kranken Patienten eine zweite Lebenschance zu bieten.

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Josh Thorstad, Infrastructure Architect, Enterprise Architecture-Information Technology

Josh ist seit 14 Jahren in der IT tätig. Er hat in einer Einstiegsposition im Helpdesk angefangen und sich über verschiedene Rollen in den Bereichen UNIX, Netzwerk und Storage-Administration zu seiner aktuellen Position als Infrastrukturarchitekt hochgearbeitet. Nach sieben Jahren bei Be The Match ist er mittlerweile für die gesamte Infrastrukturplanung verantwortlich, was Server, Netzwerke, Telekommunikation, Storage und Middleware einschließt. Aufgrund seiner Erfahrungen mit NetApp Storage, die John in einem vorhergehenden Beschäftigungsverhältnis sammeln konnte, war er wesentlich an der Implementierung von NetApp bei Be The Match beteiligt.


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Über Be The Match

Be the Match vereint eine wachsende Zahl an Menschen, die Patienten helfen möchten, welche eine Knochenmark- oder Nabelschnurblut-Transplantation von einem nicht verwandten Spender benötigen. Be The Match wird vom National Marrow Donor Program (NMDP) betrieben, das führend bei Knochenmark- und Nabelschnurblut-Transplantationen ist, und bietet der Öffentlichkeit eine Möglichkeit, sich an der Rettung von Patienten mit Leukämie, Lymphdrüsenkrebs und anderen lebensbedrohlichen Krankheiten zu beteiligen. Freiwillige können sich in der Be The Match Datenbank – der größten und umfassendsten Liste potenzieller Knochenmarkspender und gespendeter Nabelschnurblut-Einheiten – registrieren und die Be The Match Foundation finanziell oder anderweitig unterstützen. >mehr

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