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日本語は機械翻訳による参考訳です。内容に矛盾や不一致があった場合には、英語の内容が優先されます。

TR-4865 ： FlexPod for Medical Imaging

共同作成者
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NetApp 、 Jaya Kishore Esanakula 、 Atul Bhalodia

医療画像は、医療機関が生成するすべてのデータの 70% を占めています。デジタルモダリティが進化し続け、新しいモダリティが出現すると、データ量は増加し続けます。たとえば、アナログからデジタルへの移行により、現在のデータ管理戦略に挑戦する速度で画像サイズが大幅に増加します。

新型コロナウイルス感染症がデジタル変革を明確に刷新しました "レポート"新型コロナウイルス感染症は、 5 年前までにデジタルコマースを加速してきました。問題解決者が主導する技術革新は、日常生活の仕方を根本的に変えています。このテクノロジ主導の変革により、ヘルスケアを含む、私たちの生活の多くの重要な側面が全面的に改善されます。

ヘルスケアは、今後数年の間に大きな変化を迫られています。新型コロナウイルス感染症は、医療業界を推進するために、少なくとも数年かかるイノベーションを加速しています。この変化の中核をなすのは、信頼性を損なうことなく、より低コストで可用性が高く、アクセス可能な医療をパンダ処理に柔軟にすることです。

この医療の変化の基盤となるのが、適切に設計されたプラットフォームです。プラットフォームを測定するための重要な指標の 1 つは、プラットフォームの変更を簡単に実装できることです。スピードは新しいスケールであり、データ保護に妥協することはできません。世界で最も重要なデータの一部は、臨床医を支援する臨床システムによって作成され、消費されています。ネットアップは、臨床医が必要とする患者のケアに重要なデータを提供しています。このデータは、オンプレミス、クラウド、ハイブリッド環境のいずれにも存在します。ハイブリッドマルチクラウド環境は、 IT アーキテクチャの最先端のテクノロジです。

医療については、医療機関（医師、看護師、放射線科医、医療機器技術者など）と患者を中心に展開しています。患者とプロバイダーをより近くに配置し、地理的な場所を単なるデータポイントにすることで、プロバイダーや患者が必要になったときに基盤となるプラットフォームを利用できるようにすることがさらに重要になります。このプラットフォームは、効率性とコスト効率の両方を長期間維持する必要があります。患者ケアコストをさらに削減するために、 "責任あるケア組織" (ACOS) は、効率的なプラットフォームによって強化されます。

医療機関が使用する医療情報システムに関しては、構築と購入の問題で回答を 1 つ購入する傾向があります。これは、多くの主観的な理由で発生する可能性があります。購入に関する意思決定は、長年にわたって左右されない情報システムを生み出すことができます。各システムには、導入先のプラットフォームに固有の要件があります。最も重要な問題は ' 情報システムが必要とする ' 大規模で多様なストレージ・プロトコルとパフォーマンス・レベルですこれにより ' プラットフォームの標準化と最適な運用効率が大きな課題となります医療機関は、多様なスキルを必要とし、 SME の定着を必要とする大規模なプラットフォームのような、運用上の必要性が小さく、ミッションクリティカルな問題に集中することはできません。

課題は、次のカテゴリに分類できます。

  • 異機種混在ストレージのニーズ

  • 部門のサイロ

  • IT 運用の複雑さ

  • クラウドへの接続

  • サイバーセキュリティ

  • 人工知能とディープラーニング

FlexPod を使用すると、 1 つのプラットフォームで FC 、 FCoE 、 iSCSI 、 NFS / pNFS 、 SMB / CIFS などをサポートできます。人、プロセス、テクノロジーは、 FlexPod が設計および構築する DNA の一部です。FlexPod アダプティブ QoS は、基盤となる同じ FlexPod プラットフォーム上で複数のミッションクリティカルな臨床システムをサポートすることで、部門のサイロを解消します。FlexPod は FedRAMP 認定および FIPS 140-2 認定済みです。さらに、医療機関は人工知能やディープラーニングなどのビジネスチャンスに直面しています。FlexPod とネットアップは、これらの課題を解決し、オンプレミスやハイブリッドマルチクラウド環境で必要とされる場所で、標準化されたプラットフォームでデータを利用できるようにします。詳細および一連のユーザ事例については、を参照してください "FlexPod ヘルスケア"。

一般的な医療画像情報および PACS システムには、次の機能があります。

  • 受付と登録

  • スケジュール設定

  • イメージング

  • 文字変換

  • 管理

  • データ交換

  • イメージアーカイブ

  • 臨床医のための画像撮影と読み取り、および画像表示用の画像表示

イメージングに関しては、医療分野は以下の臨床的課題を解決しようとしています。

  • の普及拡大 "自然言語処理" （ NLP ）ベースの技術者および医師による画像読み取りアシスタント。放射線科では、音声認識を利用してレポートを転記することができます。NLP を使用すると、患者の記録（特に DICOM 画像に埋め込まれた DICOM タグ）の識別と匿名化を行うことができます。NLP 機能を使用するには、イメージ処理の応答時間が短いハイパフォーマンスプラットフォームが必要です。FlexPod の QoS 機能は、パフォーマンスだけでなく、将来の拡張に備えて必要な容量を予測します。

  • ACOS や地域の医療機関が標準化された臨床経路とプロトコルを幅広く採用。これまで、臨床的な意思決定をガイドする統合ワークフローではなく、静的なガイドラインセットとして臨床経路が使用されてきました。NLP および画像処理の進歩により、画像内の DICOM タグを臨床的経路に統合して臨床判断を促進することができます。そのため、これらのプロセスには、基盤となるインフラプラットフォームやストレージシステムから、高いパフォーマンス、低いレイテンシ、高いスループットが求められます。

  • 畳み込みニューラルネットワークを活用する ML モデルでは、画像処理機能をリアルタイムで自動化できるため、 GPU 対応のインフラが必要になります。FlexPod は、 CPU と GPU の両方のコンピューティングコンポーネントを同じシステムに搭載し、 CPU と GPU を個別に拡張できます。

  • DICOM タグが臨床ベストプラクティスアドバイザリのファクトとして使用されている場合、システムは低遅延および高スループットの DICOM アーティファクトのより多くの読み取りを実行する必要があります。

  • 画像を評価する場合、組織全体の放射線科医間でリアルタイムのコラボレーションを行うには、エンドユーザーコンピューティングデバイスで高性能なグラフィックス処理が必要です。ネットアップは、ハイエンドグラフィックスのユースケースに特化して設計され実証された、業界をリードする VDI ソリューションを提供しています。詳細については、を参照してください "こちらをご覧ください"。

  • ACO 医療機関全体で画像およびメディア管理を行う場合は、画像の記録システムに関係なく、 Digital Imaging や Communications in Medicine などのプロトコルを使用して、単一のプラットフォームを使用できます（ "DICOM"）および DICOM 永続オブジェクトへの Web アクセス（ "WADO")

  • ヘルス情報交換（ "HIE") メッセージに埋め込まれた画像を含みます。

  • ハンドヘルド、ワイヤレススキャンデバイスなどのモバイルモダリティは、 DoD レベルのセキュリティ、信頼性、遅延を持つ堅牢なネットワークインフラストラクチャを必要とします。このインフラストラクチャは、デバイス、ワイヤレススキャンデバイス（携帯電話に接続されているポケットハンドヘルド超音波スキャナなど）のエッジ、コア、クラウドに必要です。 "ネットアップが実現するデータファブリック" 大規模な組織にこの機能を提供します。

  • 新しいモダリティには急激なストレージニーズがあります。たとえば、 CT や MRI ではモダリティごとに数百 MB 必要ですが、デジタル病理画像（スライド全体のイメージングを含む）のサイズは数 GB になります。FlexPod の設計は、です "基本的な特性としてのパフォーマンス、信頼性、拡張性"。

適切に設計された医療画像システムプラットフォームは、イノベーションの中心にあります。FlexPod アーキテクチャは、業界をリードする Storage Efficiency 機能を備えた、柔軟なコンピューティング機能とストレージ機能を提供します。

解決策の全体的なメリット

FlexPod アーキテクチャ基盤でイメージングアプリケーション環境を実行することで、医療機関はスタッフの生産性向上と設備投資と運用コストの削減を期待できます。FlexPod は、予測可能な低レイテンシのシステムパフォーマンスと高可用性を実現するように設計された、厳密にテストされた検証済みの統合ソリューションです。このアプローチにより、高い快適性が得られ、最終的には医療画像システムのユーザーに最適な応答時間が得られます。

イメージングシステムのさまざまなコンポーネントが、 SMB/CIFS 、 NFS 、 ext4 、または NTFS ファイルシステム内のデータの格納を必要とする場合があります。つまり、インフラが、 NFS 、 SMB / CIFS 、 SAN の各プロトコル経由でデータアクセスを提供できる必要があります。1 つのネットアップストレージシステムで NFS 、 SMB / CIFS 、 SAN の各プロトコルをサポートできるため、プロトコル固有のストレージシステムという従来のプラクティスは必要ありません。

FlexPod インフラは、モジュラ型で、統合型で、仮想化と拡張性に優れた、コスト効率の高いプラットフォームです。FlexPod プラットフォームでは、コンピューティング、ネットワーク、ストレージを個別にスケールアウトできるため、アプリケーションの導入時間が短縮されます。また、モジュラアーキテクチャにより、システムのスケールアウトやアップグレード時にもノンストップオペレーションが実現します。

FlexPod には、医療画像業界に特有の利点がいくつかあります。

  • * 低遅延のシステム性能。 * 放射線科医の時間は、高価値のリソースであり、放射線科医の時間を効率的に使用することが最重要です。画像やビデオのロードを待つと、臨床医の効率性や患者の安全性に影響を与える可能性があります。

  • * モジュラーアーキテクチャ * FlexPod コンポーネントは、クラスタ化されたサーバー、ストレージ管理ファブリック、統合管理ツールセットを通じて接続されます。イメージング設備が年々拡大し、研究の数が増加するにつれて、基盤となるインフラストラクチャもそれに合わせて拡張する必要があります。FlexPod では、コンピューティング、ストレージ、ネットワークを個別に拡張できます。

  • * インフラストラクチャの迅速な導入。 * 既存のデータセンターにあるかリモートサイトにあるかに関係なく、 FlexPod データセンターの統合およびテスト済みの設計により、新しいインフラストラクチャをより短時間で導入し、より少ない労力で稼働させることができます。

  • * アプリケーションの導入時間を短縮。 * 検証済みのアーキテクチャにより、あらゆるワークロードへの導入時間とリスクが削減され、ネットアップテクノロジによってインフラの導入が自動化されます。解決策を使用して医療画像の初期展開、ハードウェアの更新、拡張を行う場合でも、プロジェクトのビジネス価値にリソースを移行することができます。

  • * 運用の簡素化とコストの削減。 * 従来の商用プラットフォームをより効率的でスケーラブルな共有リソースに置き換えることで、ワークロードの動的なニーズに対応することで、コストと複雑さを解消できます。この解決策は、インフラリソースの利用率を高め、投資回収率（ ROI ）を向上させます。

  • * スケールアウトアーキテクチャ。 * 実行中のアプリケーションを再構成することなく、 SAN と NAS を数テラバイトから数十ペタバイトまで拡張できます。

  • * ノンストップオペレーション。 * ストレージの保守、ハードウェアのライフサイクル処理、ソフトウェアのアップグレードを、ビジネスを中断することなく実行できます。

  • * セキュアマルチテナンシー。この利点は、仮想化されたサーバおよびストレージ共有インフラストラクチャのニーズの増大に対応し、特にデータベースとソフトウェアの複数のインスタンスをホストする場合に、施設固有の情報のセキュアマルチテナンシーを可能にします。

  • * プールされたリソースの最適化。 * この利点は、物理サーバとストレージコントローラの数を減らし、ワークロードの負荷を分散し、使用率を高めながらパフォーマンスを向上させるのに役立ちます。

  • * サービス品質（ QoS ）。 * FlexPod は、スタック全体で QoS を提供します。業界をリードするこれらの QoS ストレージポリシーによって、共有環境で差別化されたサービスレベルを実現できます。これらのポリシーは、ワークロードのパフォーマンスを最適化し、過負荷のアプリケーションを分離して制御するのに役立ちます。

  • * QoS を使用したストレージ階層の SLA のサポート。 * 医療画像環境で通常必要とされるストレージ階層ごとに異なるストレージシステムを導入する必要はありません。1 つのストレージクラスタに複数の NetApp FlexVol を配置し、それぞれの階層に対して固有の QoS ポリシーを設定することで、同じクラスタでこの目的を実現できます。この手法では、ストレージインフラを動的に特定のストレージ階層のニーズの変化に対応させることができます。NetApp AFF では、 FlexVol ボリュームのレベルで QoS を許可することで、ストレージ階層ごとに異なる SLA をサポートできます。そのため、アプリケーションごとに異なるストレージシステムを用意する必要はありません。

  • * ストレージ効率。 * 医療画像は通常、約 2.5 ： 1 の JPEG2K 圧縮へのイメージング・アプリケーションによって事前圧縮されています。ただし、これはイメージングアプリケーションおよびベンダー固有です。大規模なイメージングアプリケーション環境（ 1PB 超）では、ストレージ容量を 5 ～ 10% 削減でき、ネットアップの Storage Efficiency 機能によりストレージコストを削減できます。イメージングアプリケーションベンダーやネットアップの専門知識を持つ担当者と協力して、医療画像システムのストレージ効率を最大限に高めることができます。

  • * 俊敏性。 * FlexPod システムが提供する業界をリードするワークフロー自動化、オーケストレーション、管理ツールにより、 IT チームはビジネス要求への対応力を大幅に高めることができます。こうしたビジネス要求は、医療画像のバックアップや追加のテストおよびトレーニング環境のプロビジョニングから、人口健康管理イニシアチブのための分析データベースの複製まで多岐にわたります。

  • * 生産性の向上。 * この解決策は迅速に導入および拡張できるため、医療従事者によるエンドユーザエクスペリエンスを最適化できます。

  • * データファブリック。 * ネットアップのデータファブリックは、サイト間、物理的な境界を越えて、アプリケーション間でデータを結び付けます。ネットアップのデータファブリックは、 Data-Centric の世界におけるデータ主体の企業向けに構築されています。データは複数の場所に作成されて使用されるため、多くの場合、他の場所、アプリケーション、インフラとの利用や共有が必要になります。そのため、一貫性のある統合された管理方法が必要です。この解決策では、データを管理する方法が提供されます。これにより、 IT チームはこれまで以上に複雑な IT 作業を管理できるようになります。

  • * ONTAP FabricPool 。 * NetApp FabricPool は、パフォーマンス、効率、セキュリティ、保護を犠牲にすることなく、ストレージコストを削減します。FabricPool は、エンタープライズアプリケーションに対して透過的であり、アプリケーションインフラを再構築することなくストレージの TCO を削減することで、クラウドの効率性を活用します。FlexPod は、 FabricPool のストレージ階層化機能を活用して、 ONTAP フラッシュストレージをより効率的に使用できます。詳細については、を参照してください "FlexPod with FabricPool の略"。

  • * FlexPod のセキュリティ。 * セキュリティは FlexPod の非常に基礎にある。ここ数年、ランサムウェアは重大な脅威になり、脅威も増大しています。ランサムウェアは、暗号ウイルスに基づいたマルウェアで、暗号化を使用して悪意のあるソフトウェアを構築します。このマルウェアは、対称キー暗号と非対称キー暗号の両方を使用して、被害者のデータをロックし、データを復号化するための鍵を提供するために身代金を要求できます。FlexPod がランサムウェアなどの脅威を軽減する方法については、を参照してください "解決策によるランサムウェア対策"。FlexPod インフラコンポーネントも連邦情報処理標準です "（ FIPS ） 140-2" 準拠。

  • * FlexPod 共同サポート * ネットアップと Cisco は、 FlexPod コンバージドインフラに固有のサポート要件を満たす、拡張性と柔軟性に優れた強力なサポートモデルである FlexPod 共同サポートを確立しました。このモデルでは、ネットアップと Cisco が提供する経験、リソース、およびテクニカルサポートの専門知識を組み合わせて、問題の発生場所に関係なく、 FlexPod サポート問題を特定して解決するための合理的なプロセスを提供します。FlexPod 共同サポートモデルは、お客様の FlexPod システムが効率的に動作し、最新のテクノロジを活用できることを確認すると同時に、経験豊富なチームが統合の問題の解決を支援します。

    FlexPod 共同サポートは、医療機関がビジネスクリティカルなアプリケーションを実行する場合に特に有効です。次の図は、 FlexPod 共同サポートモデルの概要を示しています。

エラー：グラフィックイメージがありません

適用範囲

このドキュメントでは、この医用画像処理解決策をホストするための Cisco Unified Computing System （ Cisco UCS ）と NetApp ONTAP ベースの FlexPod インフラの技術概要について説明します。

対象者

本ドキュメントは、医療業界の技術リーダー、 Cisco とネットアップのパートナーソリューションエンジニア、およびプロフェッショナルサービス担当者を対象としています。ネットアップは、読者がコンピューティングとストレージのサイジングの概念を十分に理解していること、および医用画像システム、 Cisco UCS 、ネットアップストレージシステムに関する技術的な知識を持っていることを前提としています。

医療画像アプリケーション

典型的な医療画像処理アプリケーションでは、中小規模、大規模の医療機関向けにエンタープライズクラスの画像処理解決策を作成するアプリケーションスイートを提供しています。

製品スイートの中心には、次の臨床的能力があります。

  • エンタープライズイメージングリポジトリ

  • 放射線や心臓などの従来の画像ソースをサポートします。また、眼科、皮膚科、結腸内視鏡検査、写真やビデオなどの医療用画像機器など、その他のケア分野もサポートしています。

  • "画像のアーカイブと通信システム" （ PACS ）。従来の放射線フィルムの役割をコンピュータ化した方法で置き換えます

  • Enterprise Imaging Vendor Neutral Archive （ VNA ）：

    • DICOM ドキュメントおよび非 DICOM ドキュメントの拡張可能な統合

    • 中央集中型医用画像システム

    • 企業内の複数の（ ACS ）間でのドキュメント同期およびデータ整合性のサポート

    • 次のようなドキュメントメタデータを活用するルールベースのエキスパートシステムによるドキュメントライフサイクル管理

    • モダリティタイプ

    • 調査の年齢

    • 患者の年齢（現在および画像取得時）

    • 企業の内部と外部（ HIE) との統合の一元化：

    • コンテキスト認識ドキュメントのリンク

    • Health Level 7 International （ HL7 ）、 DICOM 、および WADO

    • ストレージに依存しないアーカイブ機能

  • HL7 および状況認識リンクを使用するその他の医療情報システムとの統合：

    • EHR では、患者チャートや画像ワークフローなどから患者画像への直接リンクを実装できます。

    • 患者の長手治療画像履歴を EHR に埋め込むことができます。

  • 放射線技師のワークフロー

  • あらゆるデバイスのどこからでも画像を表示できる、ゼロフットプリントの大企業視聴者

  • 過去のデータとリアルタイムデータを活用する分析ツール：

    • コンプライアンスレポート

    • 運用レポート

    • 品質管理および品質保証レポート

医療機関の規模とプラットフォームのサイジング

医療機関は、 ACO などのプログラムを支援する標準ベースの手法を使用して、広範囲に分類できます。そのような分類の 1 つは、臨床統合ネットワーク（ CIN ）の概念を使用します。病院のグループは、実績のある標準的な臨床プロトコルや経路に協力して準拠することで、治療の価値を高め、患者のコストを削減する場合に、 CIN と呼ばれます。CIN 内の病院には、 CIN の中核的な価値観に従った医師のオンボード制御と実践が行われています。従来、統合型デリバリネットワーク（ IDN ）は病院および医師グループに限定されていました。CIN は従来の IDN 境界を越えており、 CIN は ACO の一部である場合もあります。CIN の原則に従い、医療機関は小規模、中規模、大規模に分類できます。

小規模な医療機関

医療機関は、外来診療所と入院診療科を持つ病院が 1 つだけの場合は小規模ですが、 CIN の一部ではありません。医師は介護者として働き、ケアの連続性において患者の治療を調整します。これらの小規模な組織には通常、医師が運営する施設が含まれています。患者に対する総合的な治療として、緊急治療や外傷治療を実施する場合とそうでない場合がある。一般的に、小規模な医療機関では年間約 25 万件の臨床画像検査を実施しています。イメージングセンターは小規模な医療機関とみなされ、イメージングサービスを提供します。一部の組織では、放射線ディクテーションサービスも提供しています。

中規模の医療機関

以下のような、焦点を絞った組織を持つ複数の病院システムが含まれている場合、医療機関は中規模と見なされます。

  • 成人診療所および成人入院患者の病院

  • 労働および配送部門

  • 育児医院および小児入院病院

  • がん治療センター

  • 成人の緊急部門

  • 子供の緊急部門

  • 家族の薬および主要な心配のオフィス

  • 成人の外傷治療センター

  • 小児外傷治療センター

中規模の医療機関では、医師は CIN の原則に従い、 1 つのユニットとして運用します。病院には、病院、医師、薬局などの別々の請求機能があります。病院は、学術研究機関に関連付けられ、インターベンションに適した臨床研究や臨床試験を行う場合があります。中規模の医療機関は、年間 50 万件もの臨床画像検査を実施しています。

大規模な医療機関

医療機関は、中規模の医療組織の特性を含めて大規模とみなされ、複数の地域のコミュニティに中規模の臨床機能を提供します。

大規模な医療機関では、通常、次のような機能があります。

  • 全体的な機能を管理するセントラルオフィスがある

  • 他の病院との合弁事業に参加する

  • 支払者組織と年に 1 回料金を交渉します

  • 都道府県ごとに支払者率をネゴシエートします

  • 有意義な使用 (MU) プログラムに参加する

  • 標準ベースの母集団 Health Management （ PHM ）ツールを使用して、母集団の健康コホート全体で高度な臨床研究を行っています

  • 年間最大 100 万件の臨床画像検査を実施します

CIN に参加している大規模な医療機関にも、 AI ベースの画像読み取り機能があります。これらの組織は通常、年間 100 万〜 200 万件の臨床画像検査を実施しています。

これらの異なるサイジングの組織が最適なサイズの FlexPod システムにどのように変わるかを確認するには、 FlexPod のさまざまなコンポーネントと FlexPod システムの各種機能について理解しておく必要があります。

FlexPod

Cisco Unified Computing System の略

Cisco UCS は、統合 I/O インフラストラクチャと相互接続された単一の管理ドメインで構成されます。医療画像処理環境向け Cisco UCS は、ネットアップの医療画像処理システムインフラに関する推奨事項とベストプラクティスに沿っています。これにより、インフラで重要な患者情報を最大限に利用できるようになります。

エンタープライズ医用画像処理のコンピューティング基盤は Cisco UCS テクノロジーで、統合システム管理、 Intel Xeon プロセッサ、およびサーバ仮想化を備えています。これらの統合テクノロジーは、データセンターの課題を解決し、一般的な医療画像システムを使用してデータセンター設計の目標を達成します。Cisco UCS は、 LAN 、 SAN 、およびシステム管理を 1 つのシンプルなリンクに統合して、ラックサーバ、ブレードサーバ、および仮想マシン（ VM ）を実現します。Cisco UCS は、冗長ペアの Cisco UCS ファブリックインターコネクトで構成されており、単一の管理ポイントと、すべての I/O トラフィックを一元的に制御できます。

Cisco UCS はサービスプロファイルを使用して、 Cisco UCS インフラストラクチャ内の仮想サーバが正しく一貫して設定されるようにします。サービスプロファイルには、 LAN および SAN アドレッシング、 I/O 設定、ファームウェアバージョン、ブート順、ネットワーク仮想 LAN （ VLAN ）、物理ポート、 QoS ポリシーなど、サーバ ID に関する重要なサーバ情報が含まれます。サービスプロファイルは、数時間や数日単位ではなく、システム内の任意の物理サーバに動的に作成して関連付けることができます。サービスプロファイルと物理サーバの関連付けは、 1 回のシンプルな操作として実行されます。この操作により、物理的な設定変更を必要とせずに、環境内のサーバ間で ID を移行できます。また、障害が発生したサーバの代わりに、ベアメタルプロビジョニングを迅速に実行できます。

サービスプロファイルを使用することで、企業全体で一貫したサーバ構成が行われるようになります。複数の Cisco UCS 管理ドメインを使用する場合、 Cisco UCS Central はグローバルサービスプロファイルを使用して、ドメイン間で設定およびポリシー情報を同期できます。1 つのドメインでメンテナンスを実行する必要がある場合は、仮想インフラストラクチャを別のドメインに移行できます。このアプローチでは、 1 つのドメインがオフラインの場合でも、アプリケーションは高可用性を維持します。

Cisco UCS は、ブレードおよびラックサーバコンピューティング向けの次世代解決策です。このシステムは、低レイテンシでロスレスの 40GbE ユニファイドネットワークファブリックと、エンタープライズクラスの x86 アーキテクチャサーバを統合しています。このシステムは、拡張性に優れた統合型マルチシャーシプラットフォームであり、すべてのリソースが統合された管理ドメインに参加します。Cisco UCS は、エンドツーエンドのプロビジョニングと移行サポートを通じて、仮想化システムと非仮想化システムの両方で、新しいサービスの提供をシンプルかつ確実かつセキュアに高速化します。Cisco UCS には次の機能があります。

  • 包括的な管理

  • 徹底的な簡素化

  • ハイパフォーマンス

Cisco UCS は次のコンポーネントで構成されています。

  • * コンピューティング。 * このシステムは、インテル ® Xeon ® スケーラブル・プロセッサー製品ファミリーをベースにしたラックマウント型およびブレードサーバーを組み込んだ、まったく新しいクラスのコンピューティング・システムをベースとしています。

  • * ネットワーク。 * このシステムは、低遅延、ロスレス、 40Gbps のユニファイドネットワークファブリックに統合されています。このネットワーク基盤は、 LAN 、 SAN 、ハイパフォーマンスコンピューティングネットワークを統合したもので、現在は別々のネットワークです。ユニファイドファブリックは、ネットワークアダプタ、スイッチ、ケーブルの数を減らし、必要な電力と冷却コストを削減することで、コストを削減します。

  • * 仮想化 * 仮想化システムは、仮想環境の拡張性、パフォーマンス、運用管理を強化することで、仮想化の可能性を最大限に引き出します。シスコのセキュリティ、ポリシー適用、診断機能が仮想化環境に拡張され、ビジネス要件と IT 要件の変化をより適切にサポートできるようになりました。

  • * ストレージ・アクセス。 * ユニファイド・ファブリックを介した SAN ストレージと NAS への統合アクセスを提供します。Software-Defined Storage にも最適なシステムです。単一のフレームワークのメリットを組み合わせることで、コンピューティングサーバとストレージサーバの両方を 1 つのペインで管理できるので、必要に応じて QoS を実装して、システムに I/O スロットリングを導入できます。また ' サーバ管理者はストレージ・リソースにストレージ・アクセス・ポリシーを事前に割り当てることができるため ' ストレージの接続と管理が容易になり ' 生産性が向上します外部ストレージに加えて、ラックサーバとブレードサーバの両方に内蔵ストレージがあり、組み込みのハードウェア RAID コントローラからアクセスできます。Cisco UCS Manager でストレージプロファイルとディスク構成ポリシーを設定することにより、ホスト OS とアプリケーションデータのストレージニーズは、ユーザ定義の RAID グループによって満たされます。その結果、高可用性と優れたパフォーマンスが実現します。

  • * 管理。 * システムはすべてのシステムコンポーネントを一意に統合し、解決策全体を Cisco UCS Manager によって単一のエンティティとして管理できるようにします。すべてのシステム構成と運用を管理するために、 Cisco UCS Manager には、わかりやすい GUI 、 CLI 、強力なスクリプトライブラリモジュールが用意されています。このモジュールは、堅牢な API をベースに構築されています。

Cisco Unified Computing System は、アクセスレイヤネットワーキングとサーバを統合します。この高性能な次世代サーバシステムは、データセンターにワークロードの即応性と拡張性をもたらします。

Cisco UCS Manager の略

Cisco UCS Manager は、 Cisco UCS のすべてのソフトウェアコンポーネントとハードウェアコンポーネントを統合管理します。単一接続テクノロジーを使用することで、 UCS Manager は数千台の VM に対して複数のシャーシを管理、制御、管理します。管理者は、直感的な GUI 、 CLI 、 XML API を使用して、 Cisco UCS 全体を単一の論理エンティティとして管理できます。Cisco UCS Manager は、クラスタ化されたアクティブ / スタンバイ構成を使用してハイアベイラビリティを実現する、 2 つの Cisco UCS 6300 シリーズファブリックインターコネクト上に配置されます。

Cisco UCS Manager は、サーバ、ネットワーク、ストレージを統合した統合管理インターフェイスを提供します。Cisco UCS Manager は自動検出を実行して、追加または変更したシステムコンポーネントのインベントリの検出、管理、およびプロビジョニングを行います。サードパーティとの統合に対応した包括的な XML API セットを提供し、 9 、 000 箇所の統合ポイントを公開します。また、自動化やオーケストレーションのためのカスタム開発を容易にし、システムの可視性と制御を新たなレベルに引き上げます。

サービスプロファイルは、仮想環境と非仮想環境のどちらにも適しています。この機能により、ワークロードをサーバ間で移動したり、サーバをオフラインにしてサービスやアップグレードを行ったりするときなど、非仮想化サーバのモビリティが向上します。また、プロファイルを仮想化クラスタと組み合わせて使用することで、新しいリソースを簡単にオンラインにし、既存の VM のモビリティを補完することもできます。

Cisco UCS Manager の詳細については、を参照してください "Cisco UCS Manager の製品ページ"。

Cisco UCS の差別化要因

Cisco Unified Computing System は、データセンターでのサーバ管理の方法に革命を起こしています。Cisco UCS および Cisco UCS Manager の次の独自の差別化要因について説明します。

  • * 組み込み管理。 * Cisco UCS では、サーバはファブリックインターコネクトの組み込みファームウェアによって管理されるため、外部の物理デバイスや仮想デバイスを管理する必要がありません。

  • * ユニファイドファブリック。 * Cisco UCS では、ブレードサーバシャーシまたはラックサーバからファブリックインターコネクトまで、 LAN 、 SAN 、および管理トラフィック用に 1 本のイーサネットケーブルを使用します。この I/O 統合により、必要なケーブル、 SFP 、アダプタの数が削減され、解決策全体の設備投資と運用コストが削減されます。

  • * 自動検出。 * ブレードサーバをシャーシに挿入するだけで、またはラックサーバをファブリックインターコネクトに接続することで、コンピューティングリソースの検出とインベントリが自動的に実行されます。管理者の介入は必要ありません。ユニファイドファブリックと自動検出機能を組み合わせることで、 Cisco UCS の Wire-Once アーキテクチャが実現します。このアーキテクチャでは、コンピューティング機能を簡単に拡張しながら、 LAN 、 SAN 、および管理ネットワークへの既存の外部接続を維持できます。

  • * ポリシーベースのリソース分類。 * コンピューティングリソースが Cisco UCS Manager によって検出されると、定義したポリシーに基づいて、自動的に特定のリソースプールに分類されます。この機能は、マルチテナントクラウドコンピューティングで役立ちます。

  • * ラックとブレードサーバの管理を統合。 * Cisco UCS Manager は、同じ Cisco UCS ドメイン内で B シリーズブレードサーバと C シリーズラックサーバを管理できます。この機能とステートレスコンピューティングにより、コンピューティングリソースはハードウェアフォームファクタに依存しません。

  • * モデルベースの管理アーキテクチャ。 * Cisco UCS Manager のアーキテクチャと管理データベースは、モデルベースおよびデータベースです。管理モデルで動作するオープン XML API により、 Cisco UCS Manager を他の管理システムと容易かつ拡張性の高い方法で統合できます。

  • * ポリシー、プール、およびテンプレート。 * Cisco UCS Manager の管理方法は、整理された構成ではなく、ポリシー、プール、およびテンプレートの定義に基づいています。コンピューティング、ネットワーク、ストレージのリソースを管理するためのシンプルで緩やかに結合されたデータ主体のアプローチを実現します。

  • * 参照整合性の緩み。 * Cisco UCS Manager では、サービスプロファイル、ポートプロファイル、またはポリシーは、他のポリシーや、参照整合性の緩い他の論理リソースを参照できます。参照ポリシーは参照ポリシーの作成時に存在することはできませんが、参照ポリシーは他のポリシーが参照ポリシーを参照している場合でも削除できます。この機能により、さまざまな分野のエキスパートが互いに独立して作業することができます。ネットワーク、ストレージ、セキュリティ、サーバ、仮想化など、さまざまなドメインのさまざまなエキスパートが連携して複雑なタスクを実行できるため、柔軟性が大幅に向上します。

  • * ポリシー解決。 * Cisco UCS Manager では、実際のテナントや組織の関係を模倣する組織単位階層のツリー構造を作成できます。組織階層のさまざまなレベルで、さまざまなポリシー、プール、およびテンプレートを定義できます。別のポリシーを名前で参照するポリシーは、最も近いポリシーに一致する組織階層で解決されます。ルート組織の階層に特定の名前を持つポリシーが見つからない場合は、「 default 」という名前の特別なポリシーが検索されます。このポリシー解決手法により、自動化に対応した管理 API が実現し、さまざまな組織のオーナーに柔軟性がもたらされます。

  • * サービス・プロファイルとステートレス・コンピューティング。 * サービス・プロファイルは、サーバを論理的に表現したもので、さまざまなアイデンティティとポリシーを保持します。リソース要件を満たしていれば、この論理サーバを任意の物理コンピューティングリソースに割り当てることができます。ステートレスコンピューティングにより、サーバの調達が数分で完了し、従来のサーバ管理システムでは数日かかっていました。

  • * 組み込みのマルチテナンシーサポート。 * ポリシー、プール、テンプレート、参照整合性の緩み、組織階層でのポリシー解決、およびコンピューティングリソースに対するサービスプロファイルベースのアプローチの組み合わせにより、 Cisco UCS Manager は、一般にプライベートクラウドとパブリッククラウドで見られるマルチテナント環境に本質的に適しています。

  • * 拡張メモリ。 * エンタープライズクラスの Cisco UCS B200 M5 ブレードサーバは、ハーフ幅のブレードフォームファクタで Cisco Unified Computing System ポートフォリオの機能を拡張します。Cisco UCS B200 M5 は、最新の Intel Xeon スケーラブルプロセッサ CPU のパワーと最大 3TB の RAM を活用します。この機能により、多数の導入環境で必要とされる VM と物理サーバの比率が大幅になります。また、特定のアーキテクチャでビッグデータなどの大規模なメモリ処理をサポートすることもできます。

  • * 仮想化対応ネットワーク。 * Cisco Virtual Machine Fabric Extender （ VM-FEX ）テクノロジーは、アクセスネットワークレイヤにホスト仮想化を認識させます。この認識により、ネットワーク管理者チームによって定義されたポートプロファイルによって仮想ネットワークが管理される場合に、仮想化によるコンピューティングおよびネットワークドメインの汚染を防止できます。VM-FEX は、ハードウェア内でスイッチングを実行することでハイパーバイザ CPU をオフロードし、ハイパーバイザ CPU がより多くの仮想化関連タスクを実行できるようにします。クラウド管理を簡素化するために、 VM-FEX テクノロジーは VMware vCenter 、 Linux Kernel-Based Virtual Machine （ KVM ）、および Microsoft Hyper-V SR-IOV と十分に統合されています。

  • * QoS の簡素化。 * FC とイーサネットは Cisco UCS に統合されていますが、 QoS とロスレスイーサネットのサポートが組み込まれているため、シームレスに動作します。Cisco UCS Manager では、すべてのシステムクラスを 1 つの GUI パネルに表示することで、ネットワーク QoS が簡素化されます。

Cisco Nexus IP スイッチおよび MDS スイッチ

Cisco Nexus スイッチと Cisco MDS マルチレイヤディレクタを使用すると、エンタープライズクラスの接続と SAN 統合を実現できます。シスコのマルチプロトコルストレージネットワーキングは、 FC 、 Fibre Connection （ FICON ）、 FC over Ethernet （ FCoE ）、 iSCSI 、 FC over IP （ FCIP ）などの柔軟性とオプションを提供することで、ビジネスリスクを軽減します。

Cisco Nexus スイッチは、単一プラットフォームで最も包括的なデータセンターネットワーク機能セットの 1 つです。データセンターとキャンパスコアの両方で、高いパフォーマンスと密度を実現します。また、耐障害性に優れたモジュラプラットフォームで、データセンターのアグリゲーション、行の終わり、およびデータセンターのインターコネクト環境に完全な機能セットを提供します。

Cisco UCS は、コンピューティングリソースを Cisco Nexus スイッチと統合し、さまざまなタイプのネットワークトラフィックを識別して処理するユニファイドファブリックを提供します。このトラフィックには、ストレージ I/O 、デスクトップトラフィックのストリーミング、管理、臨床アプリケーションやビジネスアプリケーションへのアクセスが含まれます。次の機能を利用できます。

  • * インフラストラクチャの拡張性。 * 仮想化、電力と冷却の効率化、自動化によるクラウドの拡張、高密度、およびパフォーマンスのすべてが、効率的なデータセンターの拡張をサポートします。

  • * 運用の継続性。 * この設計では、ハードウェア、 Cisco NX-OS ソフトウェアの機能、および管理を統合して、ダウンタイムゼロの環境をサポートします。

  • * 転送の柔軟性。 * このコスト効率の高い解決策を使用して、新しいネットワークテクノロジを段階的に導入できます。

Cisco UCS と Cisco Nexus スイッチおよび MDS マルチレイヤディレクタを組み合わせることで、エンタープライズ医用画像システム向けのコンピューティング、ネットワーキング、 SAN 接続の解決策が実現します。

ネットアップのオールフラッシュストレージ

ONTAP ソフトウェアを実行するネットアップストレージは、ストレージの総コストを削減すると同時に、医療画像処理システムのワークロードに必要な、読み取り / 書き込みの応答時間を短縮し、高い IOPS を実現します。一般的な医用画像システムの要件を満たす最適なストレージシステムを構築するため、 ONTAP はオールフラッシュとハイブリッドストレージの両方の構成をサポートしています。ネットアップのフラッシュストレージは、医療画像システムのお客様に、高パフォーマンスと応答性の主要コンポーネントを提供し、遅延の影響を受けやすい医療画像システムの運用をサポートします。ネットアップのテクノロジでは、 1 つのクラスタに複数の障害ドメインを作成することで、本番環境と非本番環境を分離することもできます。また、 ONTAP の最小 QoS で、システムのパフォーマンスが特定のレベルを下回ることのないようにすることで、システムのパフォーマンスの問題が軽減されます。

ONTAP ソフトウェアのスケールアウトアーキテクチャは、さまざまな I/O ワークロードに柔軟に対応できます。臨床アプリケーションに必要なスループットと低レイテンシを実現し、モジュラ型のスケールアウトアーキテクチャを提供するために必要なスループットを実現するために、通常は ONTAP アーキテクチャで使用されます。NetApp AFF ノードは、ハイブリッド（ HDD およびフラッシュ）ストレージノードと同じスケールアウトクラスタに混在させることができ、スループットの高い大規模データセットの格納に適しています。高価な SSD ストレージから他のノード上のより経済的な HDD ストレージに医用画像システム環境の複製、複製、バックアップを実行できます。ネットアップのクラウド対応ストレージとデータファブリックを使用すれば、オンプレミスまたはクラウドのオブジェクトストレージにバックアップできます。

医療画像処理では、 ONTAP は主要な医療画像システムによって検証されています。つまり、医用画像処理のための高速で信頼性の高い性能を提供するためにテストされています。さらに、次の機能によって、管理が簡易化され、可用性と自動化が向上し、必要なストレージの総容量が削減されます。

  • * 卓越したパフォーマンス。 * NetApp AFF 解決策は、他の NetApp FAS 製品ファミリーと同じユニファイドストレージアーキテクチャ、 ONTAP ソフトウェア、管理インターフェイス、充実したデータサービス、高度な機能セットを提供します。オールフラッシュメディアと ONTAP を組み合わせたこの革新的なソリューションは、業界をリードする ONTAP ソフトウェアを使用して、オールフラッシュストレージの一貫した低レイテンシと高 IOPS を実現します。

  • * ストレージ効率。 * NetApp SME と連携して、貴社固有の医療画像システムがどのように適用されたかを把握することができます。

  • * スペース効率に優れたクローニング。 * FlexClone 機能を使用すると、ほぼ瞬時にクローンを作成し、バックアップとテストの環境更新をサポートできます。これらのクローンは、変更が行われた場合にのみストレージを消費します。

  • * 統合されたデータ保護。 * 完全なデータ保護と災害復旧機能により、重要なデータ資産を保護し、災害復旧を実現します。

  • * ノンストップオペレーション。 * データをオフラインにすることなく、アップグレードとメンテナンスを実行できます。

  • * QoS 。 * ストレージ QoS により、潜在的な Bully ワークロードを制限できます。さらに重要なのは、 QoS によって最小のパフォーマンス保証が作成されることです。これは、医用画像システムの本番環境などの重要なワークロードのシステムパフォーマンスが特定のレベルを下回ることがないことを保証するものです。また、競合を制限することで、ネットアップの QoS によってパフォーマンス関連の問題を軽減できます。

  • * データファブリック。 * デジタル変革を加速するため、ネットアップのデータファブリックは、クラウド環境とオンプレミス環境全体でデータ管理を簡易化、統合します。データ管理のための一貫した統合的サービスとアプリケーションを提供することで、優れたデータの可視性と分析、データのアクセスと制御、データの保護とセキュリティを実現します。ネットアップは、 AWS 、 Azure 、 Google Cloud 、 IBM Cloud などの大規模なパブリッククラウドと統合されており、 幅広い選択肢を提供します。

ホストの仮想化： VMware vSphere

FlexPod アーキテクチャは、業界をリードする仮想化プラットフォームである VMware vSphere 6.x で検証済みです。VM の導入と実行には VMware ESXi 6.x が使用されます。vCenter Server Appliance 6.x は、 ESXi ホストと VM の管理に使用されます。Cisco UCS B200 M5 ブレードで実行される複数の ESXi ホストを使用して、 VMware ESXi クラスタを形成します。VMware ESXi クラスタは、すべてのクラスタノードのコンピューティング、メモリ、およびネットワークリソースをプールし、クラスタで実行されている VM に耐障害性に優れたプラットフォームを提供します。VMware ESXi クラスタの機能である vSphere High Availability （ vSphere 高可用性）と Distributed Resource Scheduler （ DRS ）は、いずれも vSphere クラスタの障害耐性に貢献し、 VMware ESXi ホスト間でリソースを分散するのに役立ちます。

ネットアップストレージプラグインと Cisco UCS プラグインは VMware vCenter と統合されるため、必要なストレージリソースとコンピューティングリソースの運用ワークフローを実現できます。

VMware ESXi クラスタと vCenter Server を使用すると、医療画像処理環境を VM に導入するための一元的なプラットフォームが提供されます。医療機関は、以下のような業界をリードする仮想インフラのメリットを確実に実現できます。

  • * シンプルな導入。 * 仮想アプライアンスを使用して、 vCenter Server を迅速かつ簡単に導入できます。

  • * 一元管理と可視性。 * vSphere インフラストラクチャ全体を 1 箇所から管理します。

  • * プロアクティブな最適化。 * リソースの割り当て、最適化、移行を行い、効率を最大限に高めます。

  • * 管理。 * 強力なプラグインとツールを使用して、管理を簡素化し、制御を拡張します。