Hvordan man implementerer SAP HANA: vi undersøger forskellige metoder

SAP HANA er en populær in-memory databaser, der inkluderer datalager- (Data Warehouse) og analysetjenester, indbygget middleware, applikationsserver og platform til tilpasning eller udvikling af nye værktøjer. Ved at eliminere forsinkelser fra traditionelle databaser kan SAP HANA markant øge systemernes ydeevne, transaktionsbehandling (OLTP) og forretningsanalyse (OLAP).

SAP HANA kan implementeres i Appliance- og TDI-tilstande (når det kommer til produktionsmiljøer). For hver mulighed har producenten sine egne krav. I dette indlæg vil vi diskutere fordele og ulemper ved de forskellige muligheder samt vise nogle af vores reelle projekter med SAP HANA.

SAP HANA består af 3 hovedkomponenter – værtsmaskine, instans og system.

Vært – det er serveren eller operativsystemet til at drive SAP HANA databasen. Dets obligatoriske komponenter inkluderer CPU, RAM, lager, netværk og operativsystem. Verten giver links til installationsmapper, data, logs eller direkte til lageret. Lageret til installation af SAP HANA behøver ikke nødvendigvis at være placeret på værten. Hvis systemet har flere værter, kræves enten et fælles lager eller et, der er tilgængeligt på forespørgsel fra alle værter.

Instans – er en samling af systemkomponenter fra SAP HANA installeret på én vært. De vigtigste komponenter er Index Server og Name Server. Den første, også kaldet "arbejdsserveren", behandler forespørgsler, styrer aktuelle datalagre og databaser. Name Server opbevarer oplysninger om topologien af installationen af SAP HANA – hvor komponenterne arbejder og hvilke data der findes på. serveren.

System – det er en eller flere instanser med samme nummer. I bund og grund er det et separat element, som kan tændes, slukkes eller kopieres (lave en sikkerhedskopi). Dataene distribueres i hukommelsen på de forskellige servere, der udgør SAP HANA-systemet.

Systemet kan konfigureres som en enkeltvært (en instans på én vært) eller multi-vært, distribueret (flere SAP HANA-instanser fordelt på flere værter, hvor hver vært har én instans). I multipoint-systemer skal hver instans have det samme nummer. SAP HANA-systemet identificeres ved hjælp af System ID (SID) – et unikt nummer bestående af tre alfanumeriske tegn.

SAP HANA virtualisering

En af de største begrænsninger ved SAP HANA er understøttelse af kun ét system – én instans med et unikt SID for serveren. For at udnytte hardware bedre eller reducere antallet af servere i datacentret kan virtualisering anvendes. På den måde kan andre landskaber sameksistere på én server med systemer, der har mindre krav (ikke-produktive systemer). For en backup HA/DR-server kan virtualisering øge hastigheden for skifte mellem produktive og ikke-produktive virtuelle maskiner.

SAP HANA inkluderer support for hypervisoren VMWare ESX. Det betyder, at forskellige SAP HANA-systemer – installationer af SAP HANA med forskellige SID-numre – kan sameksistere på én enkelt vært (fysisk server) i forskellige virtuelle maskiner. Hver virtuel maskine skal køre på et understøttet operativsystem.

For produktionsmiljøer har virtualisering af SAP HANA alvorlige begrænsninger:

• Scale-out skalering understøttes ikke – virtualisering kan kun bruges med Scale-Up systemer, hvad enten det er BwoH/DM/SoH eller 'ren' SoH;
• virtualisering skal ske inden for rammerne af reglerne fastsat for Appliance- eller TDI-enheder;
• Der kan kun være én virtuel maskine i General Availability (GA) – virksomheder, der ønsker at bruge virtualisering med produktionsmiljøer HANA, skal deltage i Controlled Availability-programmet med SAP.

I ikke-produktive miljøer, hvor de nævnte begrænsninger ikke er til stede, kan virtualisering bruges til at optimere brugen af udstyret.

Topologier for SAP HANA

Lad os gå videre til implementeringen af SAP HANA. Her er der defineret to topologier.

• Scale-up – én stor server. I takt med at HANA-databasen vokser, vokser serveren også: antallet af CPU'er og mængden af hukommelse øges. I løsninger med høj tilgængelighed (HA) og katastrofegenopretning (DR) skal backup eller failover-servere matche produktionsserverne hvad angår specifikationer.
• Scale-out – hele systemens volume af SAP HANA er fordelt over flere identiske servere. Master-serveren indeholder information til Index Server og Name Server. Slave-serverne indeholder ikke disse data – undtagen serveren, der overtager Master-funktionerne i tilfælde af, at den primære server svigter. Arbejdsserverne (Index Servers) administrerer de datasegmenter, der er tilknyttet dem, og svarer på forespørgsler. Name Serverne ved, hvordan dataene er fordelt mellem arbejdsserverne. I tilfælde af, at HANA vokser, serverkonfiguration tilføjes blot en node mere. I en sådan topologi er det tilstrækkeligt at have en backup-node for at sikre hele serverens sikkerhed.

Kravene til hardware til SAP

SAP har obligatoriske krav til hardware til HANA. Disse gælder produktionsmiljøer – for non-prod er minimalkravene tilstrækkelige. Her er kravene til produktionsmiljøer:

• CPU Intel Xeon v5 (SkyLake) / 8880/90/94 v4 (Broadwell)
• fra 128 GB RAM for BW-applikationer med 2 CPU'er, 256 GB med 4+ CPU'er;

Implementering af SAP HANA i Appliance- og TDI-tilstande

Lad os nu gå videre til praksis og tale om, hvordan man implementerer SAP HANA i Appliance- og TDI-tilstande. Vi bruger vores SAP HANA-platforme baseret på BullSequana S- og Bullion S-servere, som er certificeret af SAP til drift i disse tilstande.

En lille oversigt over produkterne. BullSequana S, baseret på Intel Xeon Scalable, inkluderer forskellige modeller med op til 32 CPU'er i en server. Serveren er bygget på en modulær konstruktion, der muliggør op til 32 CPU'er og det samme antal grafiske processorer. RAM – fra 64 GB til 48 TB. Blandt funktionerne i BullSequana S er understøttelse af enterprise AI for forbedret ydeevne, acceleration af dataanalyse, forbedring af in-memory beregninger, modernisering med virtualisering og cloud-teknologier.

Bullion S leveres med CPU'er fra Intel Xeon E7 v4-serien. Det maksimale antal processorer er 16. RAM kan skaleres fra 128 GB til 24 TB. Et stort antal RAS-funktioner sikrer et højt niveau af tilgængelighed for kritisk infrastruktur som SAP HANA. Bullion S er velegnet til massiv konsolidering af datacentre, drift af in-memory applikationer, migration af mainframes eller forældede systemer.

SAP HANA Appliance

Appliance – en forudkonfigureret løsning, der inkluderer server, SAN og softwarepakke til implementering "nøgler klar", med centraliseret support og aftalt niveau for ydeevne. Her leveres HANA som en fuldt integreret og certificeret hardware- og softwarepakke, klar til installation i datacenteret, og operativsystemet, SAP HANA og (hvis nødvendigt) en ekstra VMWare-instans er allerede konfigureret og installeret.

SAP-certificeringen definerer det garanterede niveau for ydeevne samt CPU-modellen, RAM-mængden og SAN. Efter certificeringen kan konfigurationen ikke ændres uden at miste garantien. For at skalere HANA-platformen tilbyder SAP tre muligheder.

• Scale-Up BWoH/DM/SoH – vertikal skalering, der er velegnet til enkeltstående systemer (én SID). Væksten af Appliance-enheder foregår i trin på 256/384 GB, startende fra SAP HANA SPS 11. Dette forhold viser den maksimale mængde, der understøttes af én CPU, og er generelt for hele listen over certificerede Appliance-enheder. Appliance BWoH/DM/SoH med vertikal skalering er optimalt til BW on HANA (BWoH), Data Mart (DM) og SAP Suite on HANA (SoH) applikationer.
• Scale-Up SoH – er en lettere version af den tidligere model, med færre begrænsninger for RAM-mængden. Det er stadig en vertikalt skalerbar server, men den maksimale RAM-mængde for 2 processorer udgør nu 1536 GB (indtil SPS11) og 3 TB (SPS12+). Velegnet kun til SoH.
• Scale-Out – er en variant med horisontal skalering, et system, der understøtter multiservers konfigurationer. Horisontal skalering er optimalt til BW og – med visse begrænsninger – til SoH.

I BullSequana S og Bullion S-servere er vertikal skalering den primære metode, da den har færre driftsbegrænsninger og kræver mindre administration. Der er et bredt udvalg af forskellige enheder til Appliance-tilstand.

BullSequana S-løsninger til SAP HANA i Appliance-tilstand

*Valgfri E7-8890/94v4
Bullion S-løsninger til SAP HANA i Appliance-tilstand

Alle Bull-løsninger i Appliance-tilstand er certificeret fra SAP HANA SPS 12. Udstyret installeres i en standard 19-tommers 42U rack, med to strømforsyninger – interne PDU'er. Serverne har SAP-certificering:

• BullSequana S med Intel Xeon Skylake 8176, 8176M, 8180, 8180M (processorer med bogstavet «M» understøtter funktion med hukommelsesmoduler på 128 GB). I forholdet mellem pris og kvalitet ser varianterne med Intel 8176 bedst ud.
• Bullion S med Intel Xeon E7-8880 v4, 8890 og 8894.

Lagringssystemet forbindes direkte til serveren via FC-porte, så SAN-switches er ikke nødvendige her. De kan dog være nyttige til adgang til systemer, der er tilsluttet LAN eller SAN.

Her er et eksempel på konfigurationen af EMC Unity 450F-lagringssystemet i vores opsætning:

• Højde: 5U (DPE 3U (25×2,5″ HDD/SSD) + DAE 2U (25×2,5″ HDD/SSD))
• Controllere: 2
• Diske: fra 6 til 250 SAS SSD, fra 600 GB til 15,36 TB hver
• RAID: niveau 5 (8+1), 4 RAID-grupper
• Interface: 4 FC pr. controller, 8 eller 16 Gbit/s hver
• Software: Unisphere Block Suite

Appliance er en pålidelig implementeringsmulighed, men den har en stor ulempe: der er lidt frihed i konfigurationen af hardwaren. Desuden kan en sådan mulighed kræve ændringer i processerne i IT-afdelingen.

SAP HANA TDI

Alternativet til Appliance er TDI (Tailored Data center Integration) tilstanden, hvor man kan vælge specifikke producenter og komponenter i infrastrukturen afhængigt af kundens ønsker – med hensyn til de opgaver og arbejdsbelastninger, der udføres. For eksempel kan SAN genbruges i datacentret, mens nogle diske afsættes til installation af HANA.

Sammenlignet med Appliance får brugeren væsentligt mere frihed til at opfylde kravene i TDI-tilstanden. Dette gør det betydeligt lettere at integrere HANA i datacentret — man kan opbygge en skræddersyet infrastruktur. For eksempel variere typen og antallet af processorer afhængigt af belastningen.

For kapacitetsberegning anbefales det at bruge SAP Quick Sizer — et simpelt værktøj, der angiver krav til CPU og hukommelse til forskellige arbejdsbelastninger i SAP HANA. Derefter kan man kontakte SAP Active Global Support til planlægning af IT-landskabet. Efter dette omdanner SAP HANA's hardwarepartner beregningsresultaterne til forskellige mulige systemkonfigurationer — både på topudstyr og mere almindelig hardware. I TDI-tilstand er det tilladt at bruge CPU'er som Intel E7, herunder Intel Broadwell E7 og Skylake-SP (Platinum, Gold, Silver med 8 eller flere kerner pr. processor) samt IBM Power8./9.

Servere leveres uden lagringssystemer, switches og stativer, men kravene til hardware forbliver de samme som i Appliance-tilstanden — de samme enkelt-noder, løsninger med vertikal eller horisontal skalering. SAP kræver, at Kun certificerede servere, storage-systemer og switches blev anvendt., men det er ikke skræmmende — for de fleste producenter er stort set alt udstyr certificeret.

Ydelsestests skal udføres ved hjælp af HWCCT (Hardware Configuration Check Tool), som giver mulighed for at verificere overholdelse af specifikke KPI'er i SAP. Der er også et krav, som ikke er relateret til hardware: HANA, OS og hypervisor (valgfrit) skal installeres af personer med SAP-certificering. Kun systemer, der overholder alle angivne regler, kan modtage SAP-support relateret til ydeevne.

BullSequana S-serien i TDI-tilstand svarer til serien i Appliance-tilstand, men uden storage-systemer, switches og racks. Der kan installeres enhver storage fra listen over certificerede SAP — VNX, XtremIO, NetApp og andre. For eksempel, hvis VNX5400 opfylder kravene til SAP HANA-ydeevne, kan Dell EMC Unity 450F storage tilsluttes som en del af TDI-konfigurationen. Adaptere til FC (1 eller 10 Gbps) samt Ethernet-switches installeres efter behov.

For at give dig en bedre forståelse af de beskrevne tilstande, vil vi fortælle om nogle af vores reelle sager.

Appliance + TDI: HANA til e-handelsbutik

E-handelsbutikken Mall.cz, som er en del af Mall Group, blev grundlagt i 2000. Den har filialer i Tjekkiet, Slovakiet, Polen, Ungarn, Slovenien, Kroatien og Rumænien. Dette er den største e-handelsbutik i landet, der sælger op til 75.000 varer om dagen, og dens omsætning i 2017 var omkring 280 millioner euro.

Opdatering af datacenterinfrastrukturen var nødvendig i forbindelse med migration til SAP HANA. Den vurderede størrelse var 2 × 6 TB til produktionsmiljøet og 6 TB til test-/udviklingsmiljøet. Derudover var der behov for en katastrofegendannelsesløsning til produktionsmiljøet SAP HANA i et active-active cluster.

På tidspunktet for udbudsannonces havde kunden et SAP-system baseret på standard rack- og blade-servere. To datacentre, der lå cirka 10 km fra hinanden, var udstyret med forskellige storage-systemer – IBM SVC, HP og Dell. De kritiske systemer opererede i katastrofegendannelsestilstand.

Først bad kunden om en certificeret Appliance-løsning til SAP HANA til alle systemer (produktions- og test/dev-miljøer) med en vækst på op til 12 TB. Men på grund af budgetbegrænsninger begyndte de at overveje andre muligheder – for eksempel et større antal CPU'er med RAM-moduler af mindre størrelse (moduler på 64 GB i stedet for moduler på 128 GB). Derudover blev der også overvejet en fælles SAN for produktions- og test/dev-miljøer for at optimere prisen.

De blev enige om 4 CPU'er og 6 TB RAM til produktionsmiljøet, med mulighed for vækst. Til test/dev-miljøerne i TDI-tilstand besluttede de at bruge mindre kostbare CPU'er – det resulterede i 8 CPU'er og 6 TB RAM. På grund af det større antal funktioner, kunden efterspurgte – replikation, backup, fælles produktions- og test/dev-miljøer på en sekundær lokation – blev der brugt DellEMC Unity SAN i en fuld flash-konfiguration i stedet for interne diske. Desuden bad kunden om en nødgendannelsesløsning baseret på replikation af HANA-systemet (HSR) med en quorum-node på en tredje lokation.

Den endelige konfiguration for Prod-miljøet bestod af en BullSequana S400-server med Intel Xeon P8176M (28 kerner, 2.10 GHz, 165 W) og 6 TB RAM. SAN – Unity 450F 10x 3.84 TB. Til disaster recovery for Prod-miljøet blev der brugt en BullSequana S400-server med Intel Xeon P8176M (28 kerner, 2.10 GHz, 165 W) med 6 TB RAM. Til test/dev-miljøet blev en BullSequana S800-server med Intel Xeon P8153 (16 kerner, 2.00 GHz, 125 W) og 6 TB RAM plus en SAN Unity 450F 15x 3.84 TB valgt. Som quorum, applikationsservere (VxRail-løsning) og backup-løsning (DataDomain) installerede og konfigurerede vores specialister servere fra DellEMC.

Udstyret er klar til fremtidige opgraderinger. Kunden forventer en vækst i HANA-sizing i 2019, og de vil da kun skulle installere nye moduler i rackene.

Appliance: HANA til en stor integrator inden for turisme

Denne gang blev vores kunde en stor leverandør af it-tjenester, der beskæftiger sig med udvikling af teknologiske løsninger til rejsebureauer. Kunden lancerede et ambitiøst SAP HANA-projekt til implementering af et nyt faktureringssystem. Der var behov for en Appliance-løsning med 8 TB RAM til produktions- og PreProd-miljøer. I overensstemmelse med SAP's anbefalinger valgte kunden en vertikal skaleringsmulighed.

Hovedopgaven var at implementere en hardwareinfrastruktur baseret på enheder, der er certificeret som Appliance til SAP HANA. Prioriterede kriterier var omkostningseffektivitet, høj ydeevne, skalerbarhed og høj datatilgængelighed.

Vi foreslog og implementerede en SAP-certificeret løsning, der omfattede to Bullion S16-servere – til Prod og PreProd-miljøer. Udstyret kører på Intel Xeon E7-v4 8890 processorer (24 kerner, 2.20 GHz, 165 W) og er udstyret med 16 TB RAM. For BW og Dev/Test-miljøer installerede vi ni Bullion S4-servere (22 kerner, 2.20 GHz, 150 W) med 4 TB RAM hver. Den hybride EMC Unity blev brugt som lager.

Denne løsning understøtter skalerbarhed for alle enhedselementer – eksempelvis op til 16 sokler med CPU'er fra Intel Xeon E7-v4. Administration i denne konfiguration er forenklet – især hvad angår genkonfigurering eller opdeling af serveren i partitioner.

Appliance + TDI: HANA for metalselskaber

GMK 'Norilsk Nickel' – en af de største producenter af nickel og palladium – besluttede at opgradere sin hardwareplatform for SAP HANA for at sikre driften af kritiske forretningsapplikationer og projekter. Det var nødvendigt at udvide det eksisterende landskab med hensyn til beregningskapacitet. Et af de vigtigste krav fra kunden var høj tilgængelighed på platformen – på trods af hardwarebegrænsninger.

Til produktionsmiljøer brugte vi en Bullion S8-server og lageret i SAP HANA Appliance-tilstand. For HA og test/dev blev platformen rullet ud i TDI-tilstand. Vi brugte en Bull Bullion S8-server, to Bull Bullion S6 og et hybridlager. Denne kombination gjorde det muligt at øge hastigheden på SAP-applikationslandskabet betydeligt, øge beregningskapaciteten og lagermulighederne og minimere driftsomkostningerne. Det er også vigtigt, at kunden havde mulighed for at skalere op til 16 CPU'er.

Vi inviterer til SAP Forum

I dette indlæg har vi behandlet implementeringen af SAP HANA på forskellige måder og forsøgt at belyse fordele og ulemper ved de tilgængelige muligheder. Hvis du har spørgsmål om implementeringen af SAP HANA, er vi glade for at besvare dem i kommentarerne.

Vi inviterer alle, der er interesserede i Bull-løsninger og muligheden for implementering af disse under SAP HANA, til årets største SAP-begivenhed: Den 17. april i Moskva finder SAP Forum 2019 sted. Vi ser frem til at møde jer ved vores stand i IoT-zonen: Vi har mange spændende oplysninger at dele, og vi vil også udtrække mange præmier.

Vi ses på forummet!

Kilde: habr.com