SAP HANA entfalten: verschiedene Methoden im Detail

SAP HANA ist eine beliebte In-Memory-Datenbank, die Speicher- (Data Warehouse) und Analysetools, integrierte Middleware, einen Anwendungsserver sowie eine Plattform zur Anpassung oder Entwicklung neuer Tools umfasst. Durch die Eliminierung von Latenzen traditioneller Datenbanksysteme kann die Leistung von Systemen, die Verarbeitung von Transaktionen (OLTP) und die Geschäftsanalytik (OLAP) mit SAP HANA erheblich gesteigert werden.

SAP HANA kann im Appliance- und TDI-Modus eingerichtet werden (wenn man über produktive Umgebungen spricht). Für jede Variante hat der Hersteller seine eigenen Anforderungen. In diesem Beitrag werden wir die Vor- und Nachteile der verschiedenen Optionen erläutern und anhand unserer realen Projekte mit SAP HANA anschaulich darstellen.

SAP HANA besteht aus 3 Hauptkomponenten – Host, Instanz und System.

Host ist der Server oder die Betriebsumgebung für das Datenbanksystem SAP HANA. Zu seinen obligatorischen Komponenten gehören CPU, RAM, Storage, Netzwerk und Betriebssystem. Der Host stellt Links zu den Verzeichnissen für Installation, Daten, Protokolle oder direkt zum Storage bereit. Dabei muss das Storage für die Installation von SAP HANA nicht zwingend auf dem Host liegen. Verfügt das System über mehrere Hosts, ist entweder ein gemeinsamer Speicher oder ein solches erforderlich, das auf Anfrage von allen Hosts zugänglich ist.

Instanz ist eine Sammlung von Systemkomponenten von SAP HANA, die auf einem Host installiert sind. Zu den Hauptkomponenten gehören der Index Server und der Name Server. Der erste, auch als 'Arbeitsserver' bezeichnet, verarbeitet Anfragen, verwaltet die aktuellen Datenspeicher und Datenbankkerne. Der Name Server speichert Informationen über die Topologie der SAP HANA-Installation – darüber, wo die Komponenten arbeiten und welche Daten sich befinden. Server.

Das System ist eine oder mehrere Instanzen mit derselben Nummer. Es handelt sich im Grunde um ein separates Element, das aktiviert, deaktiviert oder kopiert (eine Sicherung erstellt) werden kann. Die Daten werden im Speicher verschiedener Server verteilt, die das System SAP HANA bilden.

Das System kann als Ein-Host-System (eine Instanz auf einem Host) oder als Multi-Host-System, verteilt (mehrere SAP HANA-Instanzen sind auf mehreren Hosts verteilt, wobei jeder Host eine Instanz hat) konfiguriert werden. In multi-host Systemen muss jede Instanz dieselbe Nummer besitzen. Das SAP HANA-System wird über die System-ID (SID) identifiziert – eine eindeutige Nummer, die aus drei alphanumerischen Zeichen besteht.

Virtualisierung von SAP HANA

Eine der Hauptbeschränkungen von SAP HANA ist die Unterstützung nur eines Systems – einer Instanz mit einer einzigartigen SID des Servers. Zur effizienteren Nutzung der Hardware oder zur Reduzierung der Anzahl der Server im Rechenzentrum kann Virtualisierung verwendet werden. Dadurch können andere Landschaften auf einem Server mit Systemen coexistieren, die geringere Anforderungen haben (nicht-produktive Systeme). Für einen Backup-HA/DR-Server kann Virtualisierung die Umschaltgeschwindigkeit zwischen produktiven und nicht-produktiven virtuellen Maschinen erhöhen.

SAP HANA unterstützt den Hypervisor VMWare ESX. Das bedeutet, dass unterschiedliche Systeme von SAP HANA – Installationen von SAP HANA mit verschiedenen SID-Nummern – auf einem einzigen Host (gemeinsamem physischen Server) in verschiedenen virtuellen Maschinen koexistieren können. Jede virtuelle Maschine muss auf einem unterstützten Betriebssystem laufen.

Für produktive Umgebungen hat die Virtualisierung von SAP HANA ernsthafte Einschränkungen:

• Scale-out-Skalierung wird nicht unterstützt – Virtualisierung kann nur mit Scale-Up-Systemen verwendet werden, sei es BwoH/DM/SoH oder „reine“ SoH;
• Die Virtualisierung muss im Rahmen der Regeln erfolgen, die für Appliance- oder TDI-Geräte festgelegt sind;
• In der allgemeinen Verfügbarkeit (GA) kann es nur eine virtuelle Maschine geben – Unternehmen, die Virtualisierung in produktiven HANA-Umgebungen nutzen möchten, müssen an dem Controlled Availability-Programm von SAP teilnehmen.

In nicht-produktiven Umgebungen, wo die genannten Einschränkungen nicht bestehen, kann Virtualisierung zur Optimierung der Hardware-Nutzung eingesetzt werden.

Topologien von SAP HANA

Kommen wir zur Bereitstellung von SAP HANA. Hier sind zwei Topologien definiert.

• Scale-up – ein großer Server. Wenn die HANA-Datenbank wächst, wächst auch der Server: die Anzahl der CPUs und der Arbeitsspeicher werden erhöht. In Lösungen mit Hochverfügbarkeit (HA) und Notfallwiederherstellung (DR) müssen die Backup- oder Redundanzserver mit den produktiven Servern in Bezug auf die Spezifikationen übereinstimmen.
• Scale-out – das gesamte Volumen des SAP HANA Systems ist auf mehrere identische Server verteilt. Der Master-Server enthält Informationen für den Index-Server und den Namensserver. Die Slave-Server enthalten diese Daten nicht – mit Ausnahme des Servers, der im Falle eines Ausfalls des Hauptservers die Master-Funktionen übernimmt. Die Arbeitsserver (Index-Server) verwalten die ihnen zugewiesenen Datensegmente und beantworten auch Anfragen. Die Namensserver wissen, wie die Daten zwischen den Arbeitsservern verteilt sind. Bei Wachstum von HANA wird zur bestehenden Serverkonfiguration hinzugefügt. einfach ein weiterer Knoten hinzugefügt. In einer solchen Topologie reicht es aus, einen Backup-Knoten zu haben, um die Sicherheit des gesamten Servers zu gewährleisten.

SAP Hardwareanforderungen

Für die Hardware von HANA hat SAP verpflichtende Anforderungen. Diese beziehen sich auf Produktivumgebungen – für non-prod sind minimale Spezifikationen ausreichend. Hier sind die Anforderungen für Produktivumgebungen:

• CPU Intel Xeon v5 (SkyLake) / 8880/90/94 v4 (Broadwell)
• ab 128 GB RAM für BW-Anwendungen mit 2 CPUs, 256 GB mit 4+ CPUs;

Wir implementieren SAP HANA im Appliance- und TDI-Modus.

Jetzt kommen wir zur Praxis und erklären, wie man SAP HANA im Appliance- und TDI-Modus umsetzt. Hierfür nutzen wir unsere SAP HANA-Plattformen basierend auf den BullSequana S- und Bullion S-Servern, die von SAP für den Betrieb in diesen Modi zertifiziert sind.

Ein kurzer Überblick über die Produkte. BullSequana S auf Basis von Intel Xeon Scalable umfasst verschiedene Modelle, bis zu 32 CPUs in einem Server. Der Server ist modular aufgebaut und bietet Skalierbarkeit bis zu 32 CPUs und der gleichen Anzahl von Grafikprozessoren. Der Arbeitsspeicher reicht von 64 GB bis zu 48 TB. Zu den Besonderheiten des BullSequana S gehört die Unterstützung von Unternehmens-KI zur Verbesserung der Leistung, Beschleunigung der Datenanalyse, Optimierung der In-Memory-Berechnungen sowie die Modernisierung durch Virtualisierung und Cloud-Technologien.

Bullion S werden mit CPUs der Intel Xeon E7 v4 Familie geliefert. Die maximale Anzahl an Prozessoren beträgt 16. Der Arbeitsspeicher lässt sich von 128 GB bis 24 TB skalieren. Eine Vielzahl von RAS-Funktionen sorgt für hohe Verfügbarkeit in kritischen Infrastrukturen wie SAP HANA. Bullion S eignen sich für die umfassende Konsolidierung von Rechenzentren, den Betrieb von In-Memory-Anwendungen sowie die Migration von Mainframes oder veralteten Systemen.

SAP HANA Appliance

Appliance – eine vorkonfigurierte Lösung, die Server, Storage und Software-Paket für die schlüsselfertige Implementierung umfasst, mit einem zentralisierten Supportdienst und vereinbartem Leistungsniveau. Hier wird HANA als vorkonfigurierte Hardware- und Softwarelösung angeboten, die vollständig integriert und zertifiziert ist. Das Appliance-Gerät ist bereit für die Installation im Rechenzentrum, und das Betriebssystem, SAP HANA und (falls erforderlich) eine zusätzliche VMWare-Instanz sind bereits konfiguriert und installiert.

Die SAP-Zertifizierung bestimmt das garantierte Leistungsniveau sowie das CPU-Modell, den RAM und den Storage. Nach der Zertifizierung darf die Konfiguration nicht geändert werden, ohne die Garantie zu verlieren. Für die Skalierung der HANA-Plattform bietet SAP drei Optionen an.

• Scale-Up BWoH/DM/SoH – vertikale Skalierung, die für Einzelne Systeme (ein SID) geeignet ist. Die Steigerung der Appliance-Geräte erfolgt in Schritten von 256/384 GB, beginnend mit der Version SAP HANA SPS 11. Dieses Verhältnis zeigt das maximale Volumen, das von einer CPU unterstützt wird, und ist für die gesamte Liste der zertifizierten Appliance-Geräte allgemein. Appliance BWoH/DM/SoH mit vertikaler Skalierung eignet sich optimal für Anwendungen BW on HANA (BWoH), Data Mart (DM) und Anwendungen der SAP Suite on HANA (SoH).
• Scale-Up SoH – ist eine erleichterte Variante des vorhergehenden Modells, mit weniger Einschränkungen beim RAM. Es ist immer noch ein vertikal skalierbarer Server, aber das maximale RAM-Volumen für 2 Prozessoren beträgt bereits 1536 GB (bis zur Version SPS11) und 3 TB (SPS12+). Eignet sich nur für SoH.
• Scale-Out – ist eine Version mit horizontaler Skalierung, die Systeme unterstützt, die Mehrserver-Konfigurationen ermöglichen. Die horizontale Skalierung eignet sich optimal für BW und – mit einigen Einschränkungen – für SoH.

Bei den BullSequana S- und Bullion S-Servern ist die vertikale Skalierung die Hauptoption, da sie weniger operationale Einschränkungen hat und weniger Verwaltung erfordert. Für den Appliance-Modus gibt es eine große Auswahl an unterschiedlichen Geräten.

BullSequana S-Lösungen für SAP HANA im Appliance-Modus

*Optional E7-8890/94v4
Bullion S-Lösungen für SAP HANA im Appliance-Modus

Alle Bull-Lösungen im Appliance-Modus sind ab der Version SAP HANA SPS 12 zertifiziert. Die Hardware wird in einen standardmäßigen 19-Zoll-Rack 42U installiert, mit zwei Stromversorgungen – interne PDUs. Die folgenden Server sind von SAP zertifiziert:

• BullSequana S mit Intel Xeon Skylake 8176, 8176M, 8180, 8180M (Prozessoren mit dem Buchstaben „M“ unterstützen den Betrieb mit Modulen von 128 GB). Im Hinblick auf das Preis-Leistungs-Verhältnis sind die Optionen mit Intel 8176 am besten geeignet.
• Bullion S mit Intel Xeon E7-8880 v4, 8890 und 8894.

Die Speicherlösung verbindet sich direkt über FC-Ports mit dem Server, sodass SAN-Switches hier nicht erforderlich sind. Sie können jedoch nützlich sein, um auf Systeme zuzugreifen, die an LAN oder SAN angeschlossen sind.

Hier ein Beispiel für die Konfiguration der EMC Unity 450F Speicherlösung in unserem Setup:

• Höhe: 5U (DPE 3U (25×2,5″ HDD/SSD) + DAE 2U (25×2,5″ HDD/SSD))
• Controller: 2
• Festplatten: von 6 bis 250 SAS SSD, jeweils von 600 GB bis 15.36 TB
• RAID: Level 5 (8+1), 4 RAID-Gruppen
• Schnittstelle: 4 FC an den Controller, jeweils 8 oder 16 Gbit/s
• Software: Unisphere Block Suite

Appliance – eine zuverlässige Option für die Bereitstellung, hat jedoch einen großen Nachteil: wenig Freiheit bei der Konfiguration der Hardware. Darüber hinaus kann eine solche Option Änderungen in den Prozessen der IT-Abteilung erfordern.

SAP HANA TDI

Eine Alternative zur Appliance ist der TDI-Modus (Tailored Data Center Integration), in dem spezifische Hersteller und Infrastrukturkomponenten je nach den Wünschen des Kunden ausgewählt werden können – unter Berücksichtigung der auszuführenden Aufgaben und der Arbeitslast. Beispielsweise kann SAN im Rechenzentrum wiederverwendet werden, wobei einige Festplatten für die Installation von HANA reserviert werden.

Im Vergleich zur Appliance erhält der Benutzer im TDI-Modus wesentlich größere Freiheiten bei der Erfüllung von Anforderungen. Dies erleichtert die Integration von HANA ins Rechenzentrum erheblich – man kann eine eigene maßgeschneiderte Infrastruktur aufbauen. Zum Beispiel kann Typ und Anzahl der Prozessoren je nach Last variiert werden.

Zur Berechnung der Kapazitäten wird empfohlen, SAP Quick Sizer zu verwenden – ein einfaches Tool, das die Anforderungen an CPU und Speicher für verschiedene Arbeitslasten in SAP HANA angibt. Anschließend kann SAP Active Global Support zur Planung der IT-Landschaft kontaktiert werden. Danach wandelt der Hardwarepartner von SAP HANA die Berechnungsergebnisse in verschiedene mögliche Systemkonfigurationen um – sowohl auf oberster als auch auf einfacherer Hardware. Im TDI-Modus für Server dürfen CPU Intel E7 verwendet werden, einschließlich Intel Broadwell E7 und Skylake-SP (Platinum, Gold, Silver mit 8 und mehr Kernen pro Prozessor) sowie IBM Power8./9.

Server werden ohne Speicherlösungen, Switches und Racks geliefert, aber die Anforderungen an die Hardware bleiben dieselben wie im Appliance-Modus – die gleichen Single-Nodes, Lösungen mit vertikaler oder horizontaler Skalierung. SAP verlangt, dass Es wurden nur zertifizierte Server, Speicherlösungen und Switches verwendet., aber das ist nicht schlimm – bei den meisten Herstellern ist praktisch die gesamte Hardware zertifiziert.

Die Leistungsprüfung muss mit Hilfe von HWCCT-Tests (Hardware Configuration Check Tool) durchgeführt werden,die die Einhaltung bestimmter KPI von SAP überprüfen. Es gibt auch eine Anforderung, die nichts mit der Hardware zu tun hat: HANA, das Betriebssystem und der Hypervisor (optional) müssen von SAP-zertifizierten Fachleuten installiert werden.Nur Systeme, die alle aufgeführten Anforderungen erfüllen, können von SAP in Bezug auf die Leistung Unterstützung erhalten.

Die Serverreihe BullSequana S im TDI-Modus ist der Appliance-Reihe ähnlich, jedoch ohne Speicherlösungen, Switches und Racks. Es können beliebige Speicherlösungen aus der Liste der zertifizierten SAP-Anbieter installiert werden – VNX, XtremIO, NetApp und andere. Wenn beispielsweise VNX5400 die Anforderungen für die SAP HANA-Leistung erfüllt, kann die Dell EMC Unity 450F als Teil der TDI-Konfiguration angeschlossen werden. Bei Bedarf werden FC-Adapter (1 oder 10 Gbit/s) sowie Ethernet-Switches installiert.

Nun werden wir Ihnen einige unserer realen Anwendungsfälle vorstellen, damit Sie sich die beschriebenen Modi besser vorstellen können.

Appliance + TDI: HANA für den Online-Shop

Der Online-Shop Mall.cz, Teil der Mall Group, wurde im Jahr 2000 gegründet. Er hat Niederlassungen in Tschechien, der Slowakei, Polen, Ungarn, Slowenien, Kroatien und Rumänien. Dies ist der größte Online-Shop im Land, der täglich bis zu 75 Tausend Produkte verkauft, und sein Umsatz belief sich im Jahr 2017 auf rund 280 Millionen Euro.

Die Aktualisierung der Rechenzentrumsinfrastruktur war aufgrund der Migration auf SAP HANA erforderlich. Die geschätzte Größe betrug 2×6 TB für die Produktionsumgebung und 6 TB für Test-/Entwicklungsumgebungen. Zudem war eine Lösung mit Notfallwiederherstellung für die produktive SAP HANA-Umgebung in einem Active-Active-Cluster erforderlich.

Zum Zeitpunkt der Ausschreibung verfügte der Kunde über ein SAP-System, das auf Standard-Rack- und Blade-Servern basierte. Zwei Rechenzentren, die etwa 10 km voneinander entfernt lagen, waren mit verschiedenen Speicherlösungen – IBM SVC, HP und Dell – ausgestattet. Die Schlüsselkomponenten arbeiteten im Notfallwiederherstellungsmodus.

Zunächst forderte der Kunde eine zertifizierte Appliance-Lösung für SAP HANA für alle Systeme (Produktions- und Test-/Entwicklungsumgebungen) mit einem Wachstum von bis zu 12 TB. Aufgrund von Budgetbeschränkungen wurden jedoch andere Optionen in Betracht gezogen – beispielsweise eine höhere Anzahl an CPUs mit kleineren RAM-Modulen (Module mit 64 GB statt 128 GB). Zudem wurde zur Kostenoptimierung eine gemeinsame SAN für die Produktions- und Test-/Entwicklungsumgebungen geprüft.

Man einigte sich auf 4 CPUs und 6 TB RAM für die Produktionsumgebung mit einem Wachstumsspielraum. Für die Test-/Entwicklungsumgebungen im TDI-Modus entschloss man sich, weniger kostspielige CPUs zu verwenden - es wurden 8 CPUs und 6 TB RAM eingesetzt. Aufgrund der erhöhten Anforderungen des Kunden - Replikation, Backup und gemeinsame Produktions- sowie Test-/Entwicklungsumgebungen an einem zweiten Standort - wurden anstelle interner Festplatten das DellEMC Unity SAN in einer Full-Flash-Konfiguration eingesetzt. Darüber hinaus forderte der Kunde eine Notfallwiederherstellungslösung basierend auf der HANA-Systemreplikation (HSR) mit einer Quorum-Knoten an einem dritten Standort.

Die endgültige Konfiguration für die Prod-Umgebung bestand aus einem BullSequana S400 mit Intel Xeon P8176M (28 Kerne, 2.10 GHz, 165 W) und 6 TB RAM. Das SAN war Unity 450F mit 10x 3.84 TB. Für die Notfallwiederherstellung in der Prod-Umgebung wurde ein BullSequana S400 mit Intel Xeon P8176M (28 Kerne, 2.10 GHz, 165 W) und 6 TB RAM verwendet. Für die Test-/Entwicklungsumgebung wurde ein BullSequana S800 mit Intel Xeon P8153 (16 Kerne, 2.00 GHz, 125 W) und 6 TB RAM sowie das SAN Unity 450F mit 15x 3.84 TB gewählt. Unsere Spezialisten installierten und konfigurierten die DellEMC-Server als Quorum, Anwendungsserver (VxRail-Lösung) und Backup-Lösung (DataDomain).

Die Hardware ist bereit für zukünftige Upgrades. Der Kunde erwartet ein Wachstum der HANA-Größe im Jahr 2019 und wird lediglich neue Module in die Racks installieren müssen.

Appliance: HANA für einen großen Integrator im Bereich Tourismus

Diesmal war unser Kunde ein großer Anbieter von IT-Dienstleistungen, der technologische Lösungen für Tourismusunternehmen entwickelt. Der Kunde startete ein ehrgeiziges Projekt zur Einführung von SAP HANA für ein neues Abrechnungssystem. Es wurde eine Appliance-Lösung mit 8 TB RAM für die Produktions- und PreProd-Umgebungen benötigt. Entsprechend den Empfehlungen von SAP wählte der Kunde die Option mit vertikaler Skalierung.

Ein Schlüsselziel war die Implementierung einer Hardware-Infrastruktur, die auf als Appliance zertifizierten Geräten für SAP HANA basiert. Die priorisierten Kriterien waren Kosten-effizienz, hohe Leistung, Skalierbarkeit und hohe Datenverfügbarkeit.

Wir haben eine von SAP zertifizierte Lösung vorgeschlagen und umgesetzt, die zwei Bullion S16-Server umfasst – für die Produktions- und Pre-Production-Umgebungen. Die Hardware läuft auf Intel Xeon E7-v4 8890 Prozessoren (24 Kerne, 2.20 GHz, 165 W) und ist mit 16 TB RAM ausgestattet. Für BW und Dev/Test-Umgebungen haben wir neun Bullion S4-Server (22 Kerne, 2.20 GHz, 150 W) mit jeweils 4 TB RAM installiert. Als Speicherlösung wurde eine hybride EMC Unity eingesetzt.

Diese Lösung ermöglicht die Unterstützung der Skalierung für alle Elemente des Geräts – zum Beispiel bis zu 16 Sockel mit Intel Xeon E7-v4 CPUs. Die Verwaltung in dieser Konfiguration ist vereinfacht – insbesondere für die Neukonfiguration oder Aufteilung des Servers in Partitionen.

Appliance + TDI: HANA für Metallurgen

Die GMK "Norilsk Nickel" – einer der größten Nickel- und Palladiumproduzenten – hat entschieden, ihre Hardware-Plattform für SAP HANA zu aktualisieren, um die Funktion kritischer Geschäftsapplikationen und Projekte sicherzustellen. Dabei wurde eine Erweiterung der vorhandenen Landschaft in Bezug auf Rechenleistung erforderlich. Eines der Hauptkriterien, das von dem Kunden gestellt wurde, war die hohe Verfügbarkeit der Plattform – trotz der Hardwarebeschränkungen.

Für produktive Umgebungen haben wir den Bullion S8-Server und die Speicherlösung im SAP HANA Appliance-Modus verwendet. Für HA und Test/Entwicklungsumgebungen wurde die Plattform im TDI-Modus bereitgestellt. Wir haben einen Bull Bullion S8-Server, zwei Bull Bullion S6 und eine hybride Speicherlösung eingesetzt. Diese Kombination erlaubte eine signifikante Steigerung der Geschwindigkeit der Anwendungen in der SAP-Landschaft, eine Erhöhung der Rechenleistung und der Speicherkapazität sowie eine Minimierung der Betriebskosten. Nicht unwichtig ist, dass der Kunde die Möglichkeit behält, bis zu 16 CPUs zu skalieren.

Wir laden zum SAP Forum ein

In diesem Beitrag haben wir die Bereitstellung von SAP HANA auf verschiedene Arten behandelt und versucht, die Vor- und Nachteile der verfügbaren Optionen zu beleuchten. Wenn Sie Fragen zur Implementierung von SAP HANA haben, freuen wir uns, diese in den Kommentaren zu beantworten.

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Quelle: habr.com