Jak rozvinout SAP HANA: zkoumáme různé metody

SAP HANA — populární in-memory databázový systém, který zahrnuje služby úložišť (Data Warehouse) a analytiku, vestavěný middleware, aplikační server a platformu pro přizpůsobení nebo vývoj nových nástrojů. Odstraněním zpoždění tradičních databázových systémů může SAP HANA výrazně zvýšit výkon systémů, zpracování transakcí (OLTP) a obchodní analytiku (OLAP).

Instalaci SAP HANA lze provést v režimech Appliance a TDI (pokud hovoříme o produkčních prostředích). Pro každou variantu má výrobce své požadavky. V tomto příspěvku se podělíme o výhody a nevýhody různých možností a také o našich skutečných projektech se SAP HANA pro názornost.

SAP HANA se skládá ze 3 hlavních komponentů – hostitele, instance a systému.

Hostitel — to je server nebo operační prostředí pro provoz databázového systému SAP HANA. Jeho povinné komponenty zahrnují CPU, RAM, úložiště, síť a operační systém. Hostitel poskytuje odkazy na adresáře instalace, dat, logů nebo přímo na úložiště. Přičemž úložiště pro instalaci SAP HANA nemusí být nutně umístěno na hostiteli. Pokud má systém několik hostitelů — buď bude vyžadováno společné úložiště, nebo úložiště, které je přístupné na žádost ze všech hostitelů.

Instance — soubor systémových komponentů SAP HANA nainstalovaných na jednom hostiteli. Hlavními komponenty jsou Index Server a Name Server. První, nazývaný také „pracovní server“, zpracovává dotazy, spravuje aktuální datové úložiště a jádra databáze. Name Server uchovává informace o topologii instalace SAP HANA — o tom, kde pracují komponenty a jaká data se nacházejí na serveru.

Systém – to je jedna nebo více instancí se stejným číslem. V podstatě to je samostatný prvek, který lze zapnout, vypnout nebo zkopírovat (provést zálohu). Data se šíří v paměti různých serverů, které tvoří systém SAP HANA.

Systém může být konfigurován jako jednohostitelský (jedna instance na jednom hostiteli) nebo vícehostitelský, distribuovaný (několik instancí SAP HANA je rozloženo na více hostitelích, přičemž na každý hostitel připadá jedna instance). V vícehostitelských systémech musí mít každá instance stejné číslo. Systém SAP HANA je identifikován pomocí System ID (SID) – unikátního čísla složeného ze tří alfanumerických znaků.

Virtualizace SAP HANA

Jedním z hlavních omezení SAP HANA je podpora pouze jednoho systému — jednoho instance s jedinečným SID serveru. Pro efektivnější využití hardwarových prostředků nebo snížení počtu serverů v datovém centru lze použít virtualizaci. Tímto způsobem mohou na jednom serveru koexistovat další prostředí se systémy, které mají nižší požadavky (neproduktivní systémy). Pro záložní HA/DR server může virtualizace zvýšit rychlost přepínání mezi produktivními a neproduktivními virtuálními stroji.

SAP HANA zahrnuje podporu hypervizoru VMWare ESX. To znamená, že různé systémy SAP HANA – instalace SAP HANA s různými čísly SID – mohou koexistovat na jediném hostu (sdíleném fyzickém serveru) v různých virtuálních strojích. Každý virtuální stroj musí běžet na podporovaném operačním systému.

Pro produktivní prostředí má virtualizace SAP HANA vážná omezení:

• scale-out škálování není podporováno – virtualizace může být použita pouze se systémy scale-up, ať už jde o BwoH/DM/SoH nebo ‚čistou‘ SoH;
• virtualizace musí probíhat v rámci pravidel stanovených pro zařízení Appliance nebo TDI;
• v režimu General Availability (GA) může být pouze jeden virtuální stroj — společnosti, které chtějí používat virtualizaci s produktivními prostředími HANA, se musí účastnit programu Controlled Availability se SAP.

V neproduktivních prostředích, kde uvedená omezení neexistují, může být virtualizace použita pro optimalizaci využití hardwaru.

Topologie SAP HANA

Přejděme k nasazení SAP HANA. Zde jsou definovány dvě topologie.

• Scale-up – jeden velký server. Jak roste databáze HANA, roste i samotný server: zvyšuje se počet CPU a objem paměti. V řešeních s vysokou dostupností (HA) a obnovou po havárii (DR) musí záložní nebo odolné servery odpovídat produktivním serverům z hlediska charakteristik.
• Scale-out – veškeré objemy systému SAP HANA jsou rozloženy na několik identických serverů. Master-server obsahuje informace pro Index Server a Name Server. Servery Slave tyto údaje neobsahují – kromě serveru, který přebírá funkce Master v případě selhání hlavního serveru. Pracovní servery (Index Servery) spravují segmenty dat, které jsou jim přiřazeny, a také odpovídají na dotazy. Name Servery vědí, jak jsou data rozložena mezi pracovními servery. V případě růstu HANA se aktuální konfigurace serveru prostě přidá další uzel. V takovétopologii stačí mít jeden záložní uzel pro zajištění bezpečnosti celého serveru.

Požadavky SAP na hardware

SAP má specifické požadavky na hardware pro HANA. Týkají se produktivních prostředí – pro non-prod stačí minimální charakteristiky. Takže zde jsou požadavky pro produktivní prostředí:

• CPU Intel Xeon v5 (SkyLake) / 8880/90/94 v4 (Broadwell)
• od 128 GB RAM pro aplikace BW se 2 CPU, 256 GB s 4+ CPU;

Provozujeme SAP HANA v režimech Appliance a TDI

Nyní se přesuňme k praxi a podívejme se, jak implementovat SAP HANA v režimech Appliance a TDI. K tomu využijeme naše platformy SAP HANA založené na serverech BullSequana S a Bullion S, které jsou certifikovány SAP pro práci v těchto režimech.

Malé informace o produktech. BullSequana S na bázi Intel Xeon Scalable zahrnuje různé modely, až 32 CPU v jednom serveru. Server je postaven na modulární konstrukci, která poskytuje škálovatelnost až na 32 CPU a stejné množství grafických procesorů. Operační paměť – od 64 GB do 48 TB. Mezi vlastnostmi BullSequana S je podpora podnikových AI pro zlepšení výkonu, urychlení analýzy dat, vylepšení výpočtů v paměti, modernizace pomocí virtualizace a cloudových technologií.

Bullion S jsou dodávány s CPU rodiny Intel Xeon E7 v4. Maximální počet procesorů – 16. RAM se škáluje od 128 GB do 24 TB. Velké množství funkcí RAS zajišťuje vysokou úroveň dostupnosti pro kritické infrastruktury jako SAP HANA. Bullion S je vhodné pro hromadnou konsolidaci datových center, práci s aplikacemi In-Memory, migraci mainframe nebo zastaralých systémů.

SAP HANA Appliance

Appliance – přednastavené řešení zahrnující server, úložné zařízení a software pro implementaci "na klíč", s centralizovanou službou podpory a dohodnutou úrovní výkonu. Zde je HANA dodávána jako předkonfigurovaný hardware a software, plně integrované a certifikované. Zařízení v režimu Appliance je připraveno k instalaci v datovém centru, přičemž operační systém, SAP HANA a (pokud je potřeba) další instance VMWare jsou již nakonfigurovány a nainstalovány.

Certifikace SAP určuje garantovanou úroveň výkonu, stejně jako model CPU, objem RAM a úložného zařízení. Po certifikaci nelze konfiguraci měnit bez ztráty záruky. Pro škálování platformy HANA nabízí SAP tři varianty.

• Scale-Up BWoH/DM/SoH – vertikální škálování, které je vhodné pro jednotlivé systémy (jeden SID). Růst zařízení Appliance probíhá po 256/384 GB, počínaje verzí SAP HANA SPS 11. Tento poměr ukazuje maximální objem, podporovaný jedním CPU, a je společný pro celý seznam certifikovaných Appliance zařízení. Appliance BWoH/DM/SoH s vertikálním škálováním je optimálně vhodné pro aplikace BW on HANA (BWoH), Data Mart (DM) a aplikace SAP Suite on HANA (SoH).
• Scale-Up SoH – to je zjednodušená varianta předchozího modelu, s menším počtem omezení ohledně objemu RAM. Je to stále vertikálně škálovatelný server, ale maximální objem RAM pro 2 procesory již činí 1536 GB (do verze SPS11) a 3 TB (SPS12+). Vhodné pouze pro SoH.
• Scale-Out – to je varianta s horizontálním škálováním, systém podporující víciserverové konfigurace. Horizontální škálování je optimálně vhodné pro BW a – s určitoumi omezeními – pro SoH.

V serverech BullSequana S a Bullion S je vertikální škálování základní, protože má méně operačních omezení a vyžaduje méně správy. Pro režim Appliance existuje široká řada různých zařízení.

Řešení BullSequana S pro SAP HANA v režimu Appliance

*Volitelný E7-8890/94v4
Řešení Bullion S pro SAP HANA v režimu Appliance

Všechna řešení Bull v režimu Appliance od verze SAP HANA SPS 12 jsou certifikována. Hardware je umístěn ve standardním 19palcovém racku 42U, se dvěma zdroji napájení — interními PDU. Certifikaci SAP mají servery:

• BullSequana S s procesory Intel Xeon Skylake 8176, 8176M, 8180, 8180M (procesory s písmenem „M“ podporují práci s paměťovými moduly o velikosti 128 GB). Z hlediska poměru ceny a kvality vypadají nejlépe varianty s Intel 8176.
• Bullion S s procesory Intel Xeon E7-8880 v4, 8890 a 8894.

Úložiště je připojeno k serveru přímo prostřednictvím portů FC, takže přepínače SAN zde nejsou potřeba. Mohou být užitečné pro přístup k systémům připojeným k LAN nebo SAN.

Zde je příklad konfigurace úložiště EMC Unity 450F v naší sestavě:

• Výška: 5U (DPE 3U (25×2,5″ HDD/SSD) + DAE 2U (25×2,5″ HDD/SSD))
• Ovladače: 2
• Disky: od 6 do 250 SAS SSD, od 600 GB do 15.36 TB každý
• RAID: úroveň 5 (8+1), 4 RAID skupiny
• Rozhraní: 4 FC na ovladač, 8 nebo 16 Gb/s
• Software: Unisphere Block Suite

Appliance — spolehlivá varianta nasazení, ale má jednu velkou nevýhodu: málo svobody v konfiguraci hardwaru. Kromě toho může tato varianta vyžadovat změny v procesech IT oddělení.

SAP HANA TDI

Alternativou k Appliance je režim TDI (Tailored Data center Integration), ve kterém si můžete vybírat konkrétní výrobce a komponenty infrastruktury podle přání zákazníka — s ohledem na prováděné úkoly a pracovní zatížení. Například SAN může být znovu využito v datovém centru, přičemž některé disky jsou vyčleněny pro instalaci HANA.

Ve srovnání s Appliance poskytuje režim TDI uživateli mnohem větší svobodu při plnění požadavků. To výrazně usnadňuje integraci HANA do datového centra — můžete si vybudovat vlastní přizpůsobenou infrastrukturu. Například variabilně upravovat typ a počet procesorů v závislosti na zatížení.

Pro výpočet výkonu se doporučuje používat SAP Quick Sizer — jednoduchý nástroj, který poskytuje požadavky na CPU a paměť pro různé pracovní zatížení v SAP HANA. Poté pro plánování IT landscape se můžete obrátit na SAP Active Global Support. Následně hardwarový partner SAP HANA převede výsledky výpočtů na různé možné konfigurace systému — jak na vrcholovém, tak na jednodušším hardwaru. V režimu TDI pro servery je povoleno používat CPU Intel E7, zahrnující Intel Broadwell E7 a Skylake-SP (Platinum, Gold, Silver s 8 a více jádry na procesor), stejně jako IBM Power8./9.

Servery se dodávají bez úložiště, přepínačů a racků, ale požadavky na hardware zůstávají stejné jako v režimu Appliance — stejné single-nody, řešení s vertikálním nebo horizontálním škálováním. SAP požaduje, aby Používaly se pouze certifikované servery, úložiště a switche., ale to není problém – u většiny výrobců je prakticky veškeré zařízení certifikováno.

Testování výkonu by mělo být prováděno pomocí nástrojů HWCCT (Hardware Configuration Check Tool)., které umožňují ověřit dodržování určitých KPI SAP. A existuje požadavek nesouvisející s hardwarem: HANA, operační systém a hypervisor (volitelně) musí být nainstalovány specialisty s certifikací SAP.Pouze systémy, které splňují všechna uvedená pravidla, mohou získat podporu SAP související s výkonem.

Produktová řada serverů BullSequana S v režimu TDI je obdobná řadě v režimu Appliance, ale bez úložiště, switchů a racku. K nim lze instalovat jakákoliv úložiště ze seznamu certifikovaných SAP – VNX, XtremIO, NetApp a další. Například pokud VNX5400 splňuje požadavky na výkon SAP HANA, lze připojit úložiště Dell EMC Unity 450F jako součást konfigurace TDI. V případě potřeby se instalují FC adaptéry (1 nebo 10 Gb/s) a také Ethernet switche.

Nyní, abyste si lépe představili popsané režimy, povíme vám o několika našich skutečných případech.

Appliance + TDI: HANA pro internetový obchod

Internetový obchod Mall.cz, který je součástí skupiny Mall Group, byl založen v roce 2000. Má pobočky v Česku, na Slovensku, v Polsku, Maďarsku, Slovinsku, Chorvatsku a Rumunsku. Je to největší internetový obchod v zemi, prodávající až 75 tisíc produktů denně, jeho tržby za rok 2017 činily přibližně 280 milionů eur.

Obnova infrastruktury datového centra byla nutná kvůli migraci na SAP HANA. Odhadovaná velikost činila 2×6 TB pro prostředí prod a 6 TB pro testovací/vývojové prostředí. Bylo přitom vyžadováno řešení pro havarijní obnovení pro produktivní prostředí SAP HANA v aktivně-aktivním clusteru.

K okamžiku vyhlášení výběrového řízení měl zadavatel systém pod SAP na bázi standardních rackových a blade serverů. Dva datové centra, která se nacházela přibližně 10 km od sebe, byla vybavena různými úložišti – IBM SVC, HP a Dell. Klíčové systémy pracovaly v režimu havarijního obnovení.

Nejprve klient požadoval certifikované řešení v režimu Appliance pro SAP HANA pro všechny systémy (produční a testovací/dev prostředí) s rozšířením až na 12 TB. Ale kvůli rozpočtovým omezením začal zvažovat jiné možnosti – například více CPU s moduly RAM menšího objemu (moduly po 64 GB místo modulů po 128 GB). Dále se pro optimalizaci ceny zvažovalo společné úložiště pro produkční a testovací/dev prostředí.

Sjednotili jsme se na 4 CPU a 6 TB RAM pro produkční prostředí s možností rozšíření. Pro testovací/dev prostředí v režimu TDI jsme se rozhodli pro méně nákladné CPU — výsledkem bylo 8 CPU a 6 TB RAM. Vzhledem k většímu počtu funkcí požadovaných klientem — replikace, zálohování, společná prostředí produkce a testu/dev na druhé lokalitě — byly místo interních disků použity úložiště DellEMC Unity v konfiguraci full-flash. Kromě toho klient požadoval řešení pro havarijní obnovu založené na replikaci systému HANA (HSR) s kvorum node na třetí lokalitě.

Konečná konfigurace pro prostředí Prod se skládala ze serveru BullSequana S400 na Intel Xeon P8176M (28 jader, 2.10 GHz, 165 W) a s 6 TB RAM. Úložiště — Unity 450F 10x 3.84 TB. Pro disaster recovery pro prostředí Prod byl použit BullSequana S400 na Intel Xeon P8176M (28 jader, 2.10 GHz, 165 W) s 6 TB RAM. Pro testovací/dev prostředí jsme vzali server BullSequana S800 s Intel Xeon P8153 (16 jader, 2.00 GHz, 125 W) a 6 TB RAM plus úložiště Unity 450F 15x 3.84 TB. Jako kvorum, aplikační servery (VxRail Solution) a řešení pro zálohování (DataDomain) naši specialisté nainstalovali a nastavili servery DellEMC.

Zařízení je připraveno na budoucí upgrade. Klient očekává nárůst velikosti HANA v roce 2019, a zbývá jen nainstalovat do racků nové moduly.

Appliance: HANA pro významného integrátora v oblasti cestovního ruchu

Tentokrát se naším klientem stal významný poskytovatel IT služeb, který se zaměřuje na vývoj technologických řešení pro turistické společnosti. Klient zahájil ambiciózní projekt SAP HANA pro implementaci nového fakturačního systému. Bylo vyžadováno řešení v režimu Appliance s 8 TB RAM pro prostředí produkce a PreProd. V souladu s doporučeními SAP si klient zvolil možnost vertikálního škálování.

Klíčovým úkolem bylo zavedení hardwarové infrastruktury založené na certifikovaných zařízeních v režimu Appliance pro SAP HANA. Prioritními kritérii byly nákladová efektivita, vysoký výkon, možnost škálování a vysoká dostupnost dat.

Navrhli jsme a realizovali řešení certifikované SAP, které zahrnovalo dva servery Bullion S16 – pro prostředí Prod a PreProd. Zařízení pracuje na procesorech Intel Xeon E7-v4 8890 (24 jader, 2,20 GHz, 165 W) a je vybaveno 16 TB RAM. Pro BW a prostředí Dev/Test jsme nainstalovali devět serverů Bullion S4 (22 jader, 2,20 GHz, 150 W) s 4 TB RAM. Jako úložiště dat byla použita hybridní EMC Unity.

Takové řešení zajišťuje podporu škálování pro všechny prvky zařízení – například až 16 soketů s CPU Intel Xeon E7-v4. Správa v této konfiguraci je zjednodušená – zejména pro rekoncepce nebo dělení serveru na partition.

Appliance + TDI: HANA pro metalurgii

GJK "Norilský nikl" – jeden z největších producentů niklu a palladia – se rozhodl obnovit svou hardwarovou platformu SAP HANA, aby zajistil provoz kritických obchodních aplikací a projektů. Bylo třeba rozšířit stávající krajinu z hlediska výpočetního výkonu. Jedním z hlavních požadavků, které zákazník stanovil, byla vysoká dostupnost platformy – navzdory hardwarovým omezením.

Pro produktivní prostředí jsme použili server Bullion S8 a úložiště dat v režimu SAP HANA Appliance. Pro HA a testovací/dev platformu byla rozvinuta v režimu TDI. Použili jsme jeden server Bull Bullion S8, dva Bull Bullion S6 a hybridní úložiště dat. Taková kombinace umožnila výrazně zvýšit rychlost provozu aplikací krajiny SAP, zvýšit objem výpočetního výkonu a úložných zdrojů a minimalizovat provozní náklady. Důležité je, že zákazník měl stále možnost škálování až na 16 CPU.

Zveme vás na SAP Fórum

V tomto příspěvku jsme rozebrali nasazení SAP HANA různými způsoby a snažili se osvětlit výhody a nevýhody dostupných variant. Pokud máte nějaké dotazy k implementaci SAP HANA, rádi na ně odpovíme v komentářích.

Všechny, kteří mají zájem o řešení Bull a možnosti jejich implementace pod SAP HANA, zveme na největší SAP událost roku: 17. dubna se v Moskvě uskuteční SAP Fórum 2019. Těšíme se na vás u našeho stánku v oblasti IoT: povíme vám mnoho zajímavého a také rozdáváme řadu cen.

Na shledanou na fóru!

Zdroj: habr.com