NetApp Tech OnTap
     

Étude de cas : concevoir un data center idéal de zéro


Les installations et l'infrastructure constituent un défi pour tout service informatique, mais ce défi se révèle particulièrement vrai pour les PME : en effet, leurs budgets sont souvent extrêmement serrés et elles doivent faire face avec le matériel existant et un personnel limité.

Notre établissement en témoigne : le Centre régional de cancérologie, le RCC (Regional Cancer Center), compte 179 employés et 5 informaticiens. De ce fait, nous sommes confrontés à des défis informatiques similaires à ceux d'autres moyennes entreprises, auxquels s'ajoutent des exigences drastiques liées à la nature même de notre activité du secteur santé : disponibilité des données, conservation à long terme des informations et des images, récupération instantanée d'images de diagnostic volumineuses et planification des reprises après sinistre. L'insuffisance d'investissements en ressources informatiques se faisait sentir.

Jusqu'à une date récente, nous fonctionnions avec une salle de serveurs peu spacieuse et obsolète ; son alimentation et son refroidissement étaient inadaptés, et les systèmes de secours - de simples petits onduleurs - restreints. Heureusement, fin 2006, le RCC convient qu'il est effectivement nécessaire d'investir dans davantage de ressources informatiques pour aller de l'avant dans le cadre d'initiatives organisationnelles importantes. Pour 2007 et 2008, les dépenses informatiques sont soigneusement planifiées et des ressources supplémentaires sont dégagées pour investir dans une infrastructure informatique.

Nous avons donc eu le feu vert pour ériger un data center entièrement neuf, de A à Z ; une situation de rêve pour notre équipe comme pour toute autre équipe informatique d'une entreprise de même type ! Dans cet article, nous allons expliciter la manière dont nous avons planifié le nouveau data center et mis en service la nouvelle installation. Nous examinerons les améliorations, tant sur le plan de l'exploitation que sur le plan clinique, auxquelles nous sommes parvenues depuis la mise en ligne de l'installation.


Planifier un nouveau data center

L'informatique est étroitement liée aux traitements que nous prodiguons à nos patients. Aujourd'hui, la quasi-totalité des avancées du secteur santé intègre un composant informatique. En d'autres termes, l'informatique du secteur santé évolue très vraisemblablement à un rythme supérieur à celui de l'informatique en général. Dans notre cas précis, cette croissance signifiait que notre petite salle de serveurs, qui présentait un grand nombre de carences, n'était pas équipée pour accompagner notre développement.

Les canalisations d'eau étaient visibles au plafond, les fenêtres étaient à moitié couvertes de neige en hiver, l'environnement ambiant était faiblement maîtrisé et l'alimentation de secours inexistante. Toutes ces contraintes menaçaient la disponibilité des informations à une période où les données électroniques devenaient de plus en plus essentielles aux soins prodigués aux patients. En conséquence, notre liste de vérification des éléments physiques nécessaires au nouveau data center comprenait les éléments suivants :

  • Une surface au sol supplémentaire
  • Un système de ventilation, refroidissement et chauffage (HVAC) redondant pour garantir un environnement d'exploitation constamment maîtrisé
  • Un système anti-incendie à gaz FM200
  • Un onduleur 30kVA pour alimenter l'installation en cas de coupure brève
  • Une dotation pour l'acquisition d'un générateur de secours qui permettrait le fonctionnement du data center sur des périodes de coupure prolongée (installation prévue à l'automne 2008)

Le RCC dispose de trois succursales dans les états de Pennsylvanie et de l'Ohio. Pour fonctionner, ces succursales doivent avoir accès aux données consignées dans notre centre principal, même si un orage ou une panne affectait son alimentation secteur. Aussi les fonctions d'alimentation de secours et de reprise après sinistre sont cruciales. L'investissement dans un nouveau data center ne se résumait pas à de nouvelles installations ; nous avons mis en place une infrastructure en quasi-totalité nouvelle avec de nouveaux commutateurs, câblages réseau et systèmes de stockage. Nous avons intégré plusieurs éléments pour améliorer la résilience :

  • Un nouveau réseau dorsal ayant pour objectif d'isoler le trafic de stockage iSCSI
  • Des systèmes de stockage plus robustes organisés en cluster
  • Des dispositions pour une fonctionnalité de reprise après sinistre, ou DR (Disaster Recovery)

Le nouveau data center se trouve à environ 400 mètres de l'ancien site, sur le même campus. Nous souhaitons mettre en place la reprise après sinistre hors site dès que cela sera possible en pratique. Pour le moment, notre ancien data center est désormais dédié à la reprise après sinistre. Nous utilisons deux réseaux SAN iSCSI : l'un pour la production et l'autre pour la reprise après sinistre. Nous avons opté pour la technologie iSCSI au moment de l'installation de notre système de stockage NetApp® d'origine, il y a quatre ans. À l'époque, cette solution était plus économique pour nous qu'un SAN Fibre Channel. Et comme cette solution nous convenait bien, nous avons continué à l'exploiter.

La conception de notre ancien réseau faisait appel à un VLAN pour séparer le trafic de stockage iSCSI du reste du trafic réseau passant par les mêmes commutateurs. La nouvelle infrastructure dispose pour sa part de commutateurs de cœur de réseau dédiés distincts et des commutateurs SAN dédiés qui isolent physiquement le trafic SAN iSCSI du reste du trafic réseau. Nous avons également doublé les câblages de fibre optique entre les bâtiments afin d'augmenter la bande passante globale et nous permettre dans l'avenir de mettre en œuvre des technologies 10 Gigabits.

Les ressources de stockage de production sont désormais fournies par un système de stockage NetApp FAS2050c en cluster intégrant des disques Fibre Channel. Notre site secondaire est doté d'une solution NetApp FAS2050 à contrôleur unique et de disques SATA. Pour ce site, nous avons opté pour les disques SATA afin d'offrir une capacité maximale et de donner lieu à davantage d'économies. Nous faisons appel au logiciel NetApp SnapMirror® pour répliquer périodiquement les données entre le site de production et le site secondaire. Contrairement à certaines solutions de reprise après sinistre disponibles, SnapMirror n'exige pas que les systèmes source et cible soient identiques en termes de contrôleurs ou de disques.

Figure 1) Vue d'ensemble de la nouvelle infrastructure RCC

Basculement vers le nouveau data center

En tant qu'établissement de soins externes, nos heures normales de fonctionnement vont du lundi au vendredi de 8h00 à 17h00. Ce qui laisse les week-ends libres pour la maintenance planifiée. Néanmoins, il est toujours possible que des soins d'urgence soient demandés en dehors des heures habituelles. Aussi, pour réduire au maximum le temps d'indisponibilité, nous avons basculé vers la nouvelle installation en plusieurs phases :

  • Nous avons programmé la mise en œuvre de la nouvelle infrastructure réseau de sorte qu'elle soit terminée deux semaines avant la date de transition vers le nouveau data center. Nous ne voulions pas modifier trop d'éléments d'un coup, le jour même de cette transition. Par ailleurs, nous souhaitions minimiser le temps d'indisponibilité.
  • Ensuite, nous avons fait transiter un premier serveur utilitaire pour nous assurer que la nouvelle infrastructure réseau fonctionnait conformément à nos attentes.
  • Nous avons fait transiter le reste du data center sur deux week-ends. Le premier week-end, nous avons déplacé le système clinique qui n'était nécessaire que du lundi au vendredi. Cette étape nous a servi de test complémentaire de l'infrastructure réseau.
  • Le second week-end, nous avons procédé à la transition finale. Nous avons privilégié les systèmes susceptibles de servir en cas d'urgence et les avons déplacés en priorité. Ensuite, nous avons déplacé le reste des ressources.

Forts de toute notre planification et de tous les tests auxquels nous avons procédé, déplacer les systèmes et les remettre en ligne n'a pas posé de problèmes majeurs ; remettre tout en ordre et organiser les faisceaux de câbles sur nos racks est ce qui a pris le plus de temps.

Activer de nouvelles applications

Fournir une infrastructure dotée de la capacité et de la résilience nécessaires à la prise en charge de nouvelles applications constituait la principale impulsion sous-jacente pour le nouveau data center.

Electronic Medical Records (EMR)
Et la plus importante d'entre toutes est l'initiative des dossiers médicaux au format électronique, ou EMR. L'objectif de ce projet consiste à éliminer les dossiers papier en capturant autant d'informations sur les patients que faire se peut au format électronique. Le RCC fournit des soins en oncologie et radiothérapie. Ainsi, avec un système à support papier, si un patient consulte dans les deux services, nous nous retrouvons avec des données en double. Le système EMR améliore à la fois l'accessibilité et la transparence des données afin d'améliorer les soins prodigués. Nous sommes actuellement dans un processus transitoire.

Tous nos lieux de soin, et notamment nos salles d'examen, sont dotés d'un poste de travail où les praticiens ont accès aux données du patient et sont en mesure de les mettre à jour. Notre établissement compte plusieurs numériseurs pour les cas où nous sommes amenés à gérer des documents papier portant la signature d'un patient. Ainsi ces éléments peuvent être numérisés et indexés dans la base de données, où ils sont associés au dossier du patient correspondant.

Évidemment, la disponibilité des données reste un souci majeur sur un tel système. Le nouveau data center est bien mieux équipé pour garantir l'accessibilité permanente des informations numériques aux praticiens du RCC ainsi qu'au reste du personnel soignant.

Cone Beam CT (CBCT)
Résultat des modifications apportées à l'infrastructure informatique, nous pouvons lancer l'utilisation de notre solution Trilogy Stereotactic System de Varian Medical Systems, et en exploiter pleinement le potentiel. Nous avons commencé à utiliser la technologie CBCT en août 2008 pour traiter des patients. Le faisceau conique (CB ; Cone Beam) offre une radiothérapie guidée par l'image (IGRT ; Image-Guided Radiation Therapy) laquelle améliore la précision des traitements, permettant de mieux cibler les tumeurs et minimiser ainsi les dommages infligés aux tissus sains environnants.

Le scanner CBCT produit un fichier image volumineux à chaque utilisation. La solution de stockage NetApp nous offre les capacités et les performances nécessaires au stockage de ces images en ligne aussi longtemps qu'elles sont nécessaires. Pour que ce projet voit le jour, il aura fallu combiner plusieurs initiatives informatiques notamment la mise à niveau de notre application clinique et de notre installation NetApp.

Améliorations opérationnelles

Parallèlement aux nouvelles applications qui ont une incidence directe sur les soins cliniques, la conception du nouveau data center nous a permis de mettre en œuvre certaines modifications qui simplifient nos opérations informatiques et les rendent plus efficaces. Ces améliorations profitent également aux applications cliniques par le biais de niveaux de service supérieurs.

Des îlots de stockage consolidés
Depuis l'installation du nouveau système de stockage NetApp en cluster, nous recherchons activement des opportunités de consolider voire d'éliminer les îlots de stockage et les applications associées, qui s'exécutent sur des serveurs disposant de leurs propres ressources de stockage et de sauvegarde. Par exemple, notre système de planification des traitements disposait de son propre serveur accompagné de ses propres ressources de stockage interne. De plus, il ne pouvait conserver qu'environ trois mois de données en ligne. La mise à niveau de la configuration au moyen d'une solution NetApp pour le stockage a permis alors de conserver en ligne l'équivalent d'une année de données. Cette capacité nous a par ailleurs permis de rentabiliser notre bibliothèque de bandes rattachée au SAN pour sauvegarder ces données, éliminant ainsi le besoin d'une bande distincte dédiée à l'application. L'entreprise qui développe le logiciel de planification des traitements n'avait encore jamais procédé à une mise en œuvre du logiciel sur iSCSI, mais ils ont été ravis de constater avec quelle facilité cela a été possible.

Nous disposons également d'un système de communication et d'archivage d'image développé par GE, le PACS (Picture Archiving and Communications System). Nous l'utilisons pour archiver les images radiologiques. Il s'agit d'une solution autonome dotée d'une solution de stockage et d'une bibliothèque de bandes propres. Pour cette solution, les données PACS sont mises en spool sur la solution de stockage NetApp puis sauvegardées sur bande. Nous éliminons ainsi à nouveau le besoin d'une bibliothèque de bandes distincte et consolidons l'activité de sauvegarde sur celle rattachée au réseau de stockage, ou SAN (Storage Area Network).

Virtualisation des serveurs
Nous avons récemment ajouté deux serveurs VMware® ESX haute disponibilité, l'un dédié à la production et l'autre pour la reprise après sinistre. Le serveur VMware de production se connecte aux ressources de stockage par le biais d'une tête de notre FAS2050 en cluster, tandis que l'autre est dédié aux connexions à des serveurs physiques. Nous pouvons ainsi mettre en miroir l'intégralité du stockage VMware sur le site secondaire, de sorte qu'un serveur virtuel peut être démarré indifféremment dans l'un ou l'autre des sites en fonction des besoins.

Pour le moment, nous ne disposons que de quatre machines virtuelles (VM) : un serveur utilitaire qui exécute un logiciel antivirus, une machine de test SQL Server®, un serveur de terminaux et un serveur Web. Notre objectif à moyen terme consiste à virtualiser l'ensemble de nos serveurs de petite envergure, notamment les petits serveurs d'applications, les serveurs Web, serveurs Active Directory, DNS et d'administration Windows®, etc.

Pour l'avenir, nous prévoyons de cesser d'acheter de nouveaux serveurs physiques autant que faire se peut, et de migrer les serveurs physiques existants sur l'environnement VMware de haute disponibilité. Nous achèterons de nouveaux serveurs physiques uniquement lorsque cela est nécessaire à la prise en charge d'applications incompatibles avec un environnement virtuel ou lorsqu'un produit présente des spécifications matérielles si contraignantes qu'il consommerait trop de ressources sur un serveur ESX.

Le secteur santé compte encore de nombreuses applications incompatibles avec une exploitation en environnement virtuel ; c'est le cas de notre application de soins cliniques. Le fournisseur nous a d'ailleurs expliqué que si nous la virtualisions, nous serions livrés à nous-mêmes en cas de problème. Heureusement, nous sommes un établissement de cancérologie de faible envergure et autonome, avec au total seulement 60 à 70 applications (par rapport aux centaines d'applications qu'exploitent les grands hôpitaux). Et nous prévoyons que quelques-unes de ces applications tout au plus soient contraintes de rester sur des serveurs physiques.

Conclusion

Le nouveau data center et l'infrastructure mise à jour du RCC nous positionnent bien plus efficacement pour nous adapter aux besoins à venir, par la maîtrise de l'évolutivité de la capacité, de la bande passante et des serveurs. Parmi nos prochains objectifs, nous envisageons de transférer notre installation de reprise après sinistre sur un site plus éloigné du data center principal. Nous identifions également un besoin d'archivage à long terme des données électroniques des patients afin de mieux nous conformer aux exigences de la réglementation. Nous ne doutons pas que NetApp est le partenaire idéal qui nous aidera à surmonter ces défis.

Des avis ou des commentaires à propos de notre étude de cas ?

Posez vos questions, échangez des idées et faites part de vos opinions en ligne dans les communautés NetApp.
Julie Cardman

Julie Cardman
Chief Information Officer
The Regional Cancer Center

Julie travaille dans le secteur informatique depuis 21 ans, dont 19 dans le secteur santé. Elle a intégré le Regional Cancer Center en tant que Chief Information Officer (DSI) en janvier 2007. Depuis, elle s'est donné pour mission de repenser l'informatique du RCC.

Chris McCarthy

Chris McCarthy
Network Engineer
The Regional Cancer Center

Chris travaille dans le secteur informatique depuis 10 ans dont 6 au Regional Cancer Center. Il est chargé de l'ensemble de l'infrastructure informatique, notamment en matière d'administration du stockage, d'infrastructure réseau, de sécurité et de solutions VMware.

Explorer