SAP HANA bereitstellen: wir betrachten verschiedene Methoden

SAP HANA — eine beliebte In-Memory-Datenbank, die Speicherdienste (Data Warehouse) und Analysetools, integrierte Middleware, einen Anwendungsserver und eine Plattform zur Anpassung oder Entwicklung neuer Tools umfasst. Durch die Eliminierung von Verzögerungen traditioneller Datenbanksysteme kann die Leistung von Systemen, die Transaktionsverarbeitung (OLTP) und die Business-Analyse (OLAP) mit SAP HANA erheblich gesteigert werden.

SAP HANA kann in den Betriebsmodi Appliance und TDI bereitgestellt werden (wenn es um produktive Umgebungen geht). Für jede Variante hat der Hersteller spezifische Anforderungen. In diesem Beitrag werden wir die Vor- und Nachteile der verschiedenen Optionen sowie zum besseren Verständnis unsere realen Projekte mit SAP HANA vorstellen.

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

Host — das ist der Server oder die Betriebsumgebung für die Datenbank SAP HANA. Zu den erforderlichen Komponenten gehören CPU, RAM, Speicher, Netzwerk und Betriebssystem. Der Host stellt Verknüpfungen zu Installationsverzeichnissen, Daten, Protokollen oder direkt zum Speicher bereit. Dabei muss der Speicher für die Installation von SAP HANA nicht unbedingt auf dem Host liegen. Wenn das System mehrere Hosts hat, wird entweder ein gemeinsamer Speicher oder ein solcher benötigt, der auf Anfrage von allen Hosts zugänglich ist.

Instanz — eine Gruppe von Systemkomponenten von SAP HANA, die auf einem Host installiert sind. Die Hauptkomponenten sind der Index Server und der Name Server. Ersterer, auch als „Arbeitsserver“ bezeichnet, bearbeitet Anfragen, verwaltet aktuelle Datenspeicher und Datenbankkerne. Der Name Server speichert Informationen über die Topologie der SAP HANA-Installation — wo die Komponenten arbeiten und welche Daten sich auf Server.

System – ist eine oder mehrere Instanzen mit der gleichen Nummer. Es handelt sich im Grunde genommen um ein separates Element, das ein- und ausgeschaltet oder kopiert (ein Backup erstellt) werden kann. Die Daten werden im Speicher verschiedener Server verteilt, die das SAP HANA-System bilden.

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

SAP HANA-Virtualisierung

Eine der Hauptbeschränkungen von SAP HANA ist die Unterstützung nur eines Systems – einer Instanz mit einer einzigartigen Server-SID. Zur effizienteren Nutzung der Hardware oder zur Reduzierung der Anzahl der Server im Rechenzentrum kann Virtualisierung eingesetzt werden. So können andere Landschaften auf einem Server mit Systemen koexistieren, 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 verschiedene SAP HANA-Systeme – SAP HANA-Installationen mit unterschiedlichen SID-Nummern – auf einem einzigen Host (gemeinsamen physischen Server) in verschiedenen virtuellen Maschinen koexistieren können. Jede virtuelle Maschine muss in einem unterstützten Betriebssystem laufen.

In produktiven Umgebungen hat die Virtualisierung von SAP HANA erhebliche Einschränkungen:

• Scale-out-Skalierung wird nicht unterstützt – Virtualisierung kann nur mit Scale-Up-Systemen verwendet werden, unabhängig davon, ob es sich um BwoH/DM/SoH oder „reine“ SoH handelt.
• Die Virtualisierung muss im Rahmen der für Appliance- oder TDI-Geräte festgelegten Regeln stattfinden;
• Es kann nur eine virtuelle Maschine in der General Availability (GA) gegeben sein – Unternehmen, die Virtualisierung mit produktiven HANA-Umgebungen nutzen möchten, müssen am Controlled Availability Programm von SAP teilnehmen.

In nicht-produktiven Umgebungen, in denen diese Einschränkungen nicht gelten, kann die Virtualisierung genutzt werden, um die Nutzung der Hardware zu optimieren.

SAP HANA Topologien

Lassen Sie uns mit der Bereitstellung von SAP HANA fortfahren. Hier sind zwei Topologien definiert.

• Scale-up – ein großer Server. Mit dem Wachstum der HANA-Datenbank wächst auch der Server: die Anzahl der CPU und der Speicher steigt. In Lösungen für hohe Verfügbarkeit (HA) und Notfallwiederherstellung (DR) müssen die Backup- oder Failover-Server den produktiven Servern hinsichtlich der Eigenschaften entsprechen.
• Scale-out – das gesamte Volumen des SAP HANA-Systems ist auf mehrere identische Server verteilt. Der Master-Server enthält Informationen für den Indexserver und den Nameserver. Die Slave-Server enthalten diese Daten nicht — außer dem Server, der im Falle eines Ausfalls des Hauptservers die Funktionen des Masters übernimmt. Die Arbeitsserver (Indexserver) verwalten die ihnen zugewiesenen Datensegmente und reagieren auf Anfragen. Die Nameserver wissen, wie die Daten auf die Arbeitsserver verteilt sind. Bei einem Wachstum von HANA wird einfach ein weiterer Knoten hinzugefügt. Serverkonfiguration. In einer solchen Topologie reicht es aus, einen Sicherungsknoten zu haben, um die Sicherheit des gesamten Servers zu gewährleisten.

SAP-Anforderungen an die Hardware

SAP hat verbindliche Anforderungen an die Hardware für HANA. Diese beziehen sich auf Produktionsumgebungen — für Non-Prod sind minimale Eigenschaften ausreichend. Hier sind die Anforderungen für Produktionsumgebungen:

• 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;

SAP HANA wird im Appliance- und TDI-Modus bereitgestellt.

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

Eine kurze Übersicht über die Produkte. BullSequana S basierend auf 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 an Grafikkarten. Der Arbeitsspeicher reicht von 64 GB bis 48 TB. Zu den Besonderheiten des BullSequana S gehören die Unterstützung für Unternehmens-AI zur Leistungssteigerung, beschleunigte Datenanalysen, verbesserte In-Memory-Berechnungen sowie Upgrades durch Virtualisierung und Cloud-Technologien.

Bullion S werden mit CPUs der Intel Xeon E7 v4-Familie geliefert. Die maximale Anzahl der Prozessoren beträgt 16. Der RAM kann von 128 GB bis 24 TB skaliert werden. Eine Vielzahl von RAS-Funktionen gewährleistet ein hohes Maß an Verfügbarkeit für kritische Infrastrukturen wie SAP HANA. Bullion S eignen sich für die Massenkonsolidierung von Rechenzentren, die Arbeit mit In-Memory-Anwendungen sowie die Migration von Mainframes oder veralteten Systemen.

SAP HANA Appliance

Appliance – eine vorkonfigurierte Lösung, die Server, Speicher und eine Softwarepaket für die schlüsselfertige Implementierung umfasst, mit zentralem Support und vereinbartem Leistungsniveau. Hier kommt HANA als vorkonfigurierte Hardware- und Softwarelösung, vollständig integriert und zertifiziert. 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 definiert das garantierte Leistungsniveau sowie das CPU-Modell, den RAM und die Speichergröße. Nach der Zertifizierung darf die Konfiguration nicht ohne Verlust der Garantie geändert werden. Für die Skalierung der HANA-Plattform bietet SAP drei Optionen an.

• Scale-Up BWoH/DM/SoH – vertikale Skalierung, die für einheitliche Systeme (eine SID) geeignet ist. Das Wachstum der Appliance-Geräte erfolgt in 256/384 GB, beginnend mit SAP HANA SPS 11. Dieses Verhältnis zeigt die maximale Kapazität, die 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 wie BW on HANA (BWoH), Data Mart (DM) und SAP Suite on HANA (SoH)-Anwendungen.
• Scale-Up SoH – ist eine leichtere Version des vorherigen Modells, mit weniger Einschränkungen hinsichtlich des RAM-Volumens. Es handelt sich nach wie vor um einen vertikal skalierbaren Server, jedoch beträgt das maximale RAM-Volumen für 2 Prozessoren bereits 1536 GB (bis SPS11) und 3 TB (SPS12+). Eignet sich nur für SoH.
• Scale-Out – ist eine Variante mit horizontaler Skalierung, einem System, das mehrere Serverkonfigurationen unterstützt. Die horizontale Skalierung ist optimal für BW und – mit einigen Einschränkungen – für SoH geeignet.

In den BullSequana S- und Bullion S-Servern ist vertikale Skalierung entscheidend, da sie weniger operationale Einschränkungen hat und weniger Verwaltung erfordert. Für den Appliance-Modus gibt es ein umfangreiches Sortiment an verschiedenen 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 seit der Version SAP HANA SPS 12 zertifiziert. Die Hardware wird in einem standardmäßigen 19-Zoll-Rack mit 42U installiert und verfügt über zwei interne Stromversorgungen — PDU. Die zertifizierten Server von SAP sind:

• BullSequana S mit Intel Xeon Skylake 8176, 8176M, 8180, 8180M (Prozessoren mit dem Buchstaben „M“ unterstützen 128 GB Speichermodule). In Bezug auf das Preis-Leistungs-Verhältnis sind die Varianten mit Intel 8176 am attraktivsten.
• Bullion S mit Intel Xeon E7-8880 v4, 8890 und 8894.

Der SAN-Speicher ist direkt über FC-Ports mit dem Server verbunden, sodass SAN-Switches hier nicht erforderlich sind. Sie könnten nützlich sein, um auf Systeme zuzugreifen, die mit LAN oder SAN verbunden sind.

Hier ist ein Beispiel für die EMC Unity 450F SAN-Konfiguration 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 pro Controller, jeweils 8 oder 16 Gbit/s
• Software: Unisphere Block Suite

Appliance – eine zuverlässige Bereitstellungsoption, die jedoch einen großen Nachteil hat: wenig Freiheit bei der Hardwarekonfiguration. Zudem kann diese Option Anpassungen in den IT-Prozessen erfordern.

SAP HANA TDI

Eine Alternative zum Appliance-Modell ist der TDI-Modus (Tailored Data Center Integration), in dem spezifische Hersteller und Infrastrukturkomponenten entsprechend den Wünschen des Kunden ausgewählt werden können – unter Berücksichtigung der zu bewältigenden Aufgaben und Arbeitslast. Beispielsweise kann ein SAN im Rechenzentrum wiederverwendet werden, wobei bestimmte Festplatten für die Installation von HANA reserviert sind.

Im Vergleich zum Appliance-Modell bietet der TDI-Modus dem Benutzer viel mehr Freiheit zur Erfüllung der Anforderungen. Das erleichtert die Integration von HANA in das Rechenzentrum erheblich – man kann eine eigene maßgeschneiderte Infrastruktur aufbauen, zum Beispiel die Art und Anzahl der Prozessoren je nach Last variieren.

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

Die Server werden ohne SAN, Switches und Racks geliefert, aber die Anforderungen an die Hardware bleiben wie im Appliance-Modus gleich – die gleichen Single-Nodes, Lösungen mit vertikaler oder horizontaler Skalierung. SAP verlangt, dass nur zertifizierte Server, SAN und Switches verwendet werden., was jedoch kein Problem darstellt – die meisten Hersteller haben praktisch alle Geräte zertifiziert.

Die Leistungsüberprüfung sollte mithilfe von HWCCT-Tests (Hardware Configuration Check Tool) erfolgen., die die Einhaltung bestimmter KPI von SAP überprüfen. Es gibt jedoch eine nicht hardwarebezogene Anforderung: HANA, das Betriebssystem und der Hypervisor (optional) müssen von SAP-zertifizierten Fachleuten installiert werden.. Nur Systeme, die alle aufgeführten Regeln einhalten, können SAP-bezogene Leistungsunterstützung erhalten.

Die BullSequana S Serverreihe im TDI-Modus ist vergleichbar mit der Appliance-Reihe, jedoch ohne Storage-Systeme, Switches und Racks. Es können beliebige zertifizierte SAP-Speichersysteme angeschlossen werden – wie VNX, XtremIO, NetApp und andere. Wenn zum Beispiel VNX5400 die Anforderungen an die Leistung von SAP HANA erfüllt, kann das Dell EMC Unity 450F Storage-System als Teil der TDI-Konfiguration angeschlossen werden. Bei Bedarf werden FC-Adapter (1 oder 10 Gbit/s) sowie Ethernet-Switches installiert.

Jetzt, um Ihnen die beschriebenen Modi anschaulicher zu präsentieren, erzählen wir Ihnen von einigen realen Fällen aus unserer Praxis.

Appliance + TDI: HANA für einen Online-Shop

Der Online-Shop Mall.cz, der zur Mall Group gehört, 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 75.000 Produkte verkauft; sein Umsatz betrug im Jahr 2017 etwa 280 Millionen Euro.

Eine Aktualisierung der Rechenzentrum-Infrastruktur war aufgrund der Migration auf SAP HANA erforderlich. Die geschätzte Dimensionierung betrug 2×6 TB für die Produktionsumgebung und 6 TB für die Test-/Entwicklungsumgebung. Es war auch eine Lösung mit Notfallwiederherstellung für die produktive SAP HANA-Umgebung im Active-Active-Cluster erforderlich.

Zum Zeitpunkt der Ausschreibung verfügte der Auftraggeber über ein System auf Basis von SAP mit Standard-Rack- und Blade-Servern. Zwei Rechenzentren, die etwa 10 km voneinander entfernt lagen, waren mit verschiedenen Speichersystemen ausgestattet – IBM SVC, HP und Dell. Die Schlüsselssysteme arbeiteten im Modus der Notfallwiederherstellung.

Zunächst forderte der Kunde eine zertifizierte Appliance-Lösung für SAP HANA für alle Systeme (Produktions- und Test-/Entwicklungsumgebungen) mit einer Skalierung auf bis zu 12 TB. Aufgrund von Budgetbeschränkungen wurden jedoch alternative Optionen in Betracht gezogen – zum Beispiel eine höhere Anzahl an CPUs mit Modulen geringeren Volumens (Module mit 64 GB anstelle von 128 GB Modulen). Zudem wurde zur Kostenoptimierung ein gemeinsamer Speicher für Produktions- und Test-/Entwicklungsumgebungen in Erwägung gezogen.

Es wurde auf 4 CPUs und 6 TB RAM für die Produktionsumgebung geeinigt, mit der Möglichkeit zu wachsen. Für die Test-/Entwicklungsumgebungen im TDI-Modus entschieden wir uns für kostengünstigere CPUs – es wurden 8 CPUs und 6 TB RAM realisiert. Aufgrund der erhöhten Anzahl an Funktionen, die der Kunde anforderte – Replikation, Backup, gemeinsame Produktions- und Test-/Entwicklungsumgebungen an einem zweiten Standort – wurde anstelle interner Festplatten der DellEMC Unity Speicher in einer Full-Flash-Konfiguration eingesetzt. Darüber hinaus forderte der Kunde eine Notfallwiederherstellungslösung auf Basis der HANA-Systemreplikation (HSR) mit einer Quorum-Knoten auf einem dritten Standort.

Die endgültige Konfiguration für die Prod-Umgebung bestand aus einem BullSequana S400-Server mit Intel Xeon P8176M (28 Kerne, 2,10 GHz, 165 W) und 6 TB RAM. Der Speicher war ein Unity 450F mit 10x 3,84 TB. Für die Disaster Recovery 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 kam ein BullSequana S800-Server mit Intel Xeon P8153 (16 Kerne, 2,00 GHz, 125 W) und 6 TB RAM, plus ein Unity 450F mit 15x 3,84 TB zum Einsatz. Als Quorum, Anwendungsserver (VxRail-Lösung) und Backup-Lösung (DataDomain) haben unsere Spezialisten die Server von DellEMC installiert und konfiguriert.

Die Hardware ist bereit für ein zukünftiges Upgrade. Der Kunde erwartet ein Wachstum des HANA-Sizing im Jahr 2019 und muss nur die neuen Module in die Racks installieren.

Appliance: HANA für einen großen Integrator im Tourismusbereich

Diesmal war unser Kunde ein großer Anbieter von IT-Dienstleistungen, der technologische Lösungen für Tourismusunternehmen entwickelt. Der Kunde hat ein ehrgeiziges Projekt für SAP HANA gestartet, um ein neues Abrechnungssystem einzuführen. Es wurde eine Lösung im Appliance-Modus mit 8 TB RAM für die Produktions- und PreProd-Umgebungen benötigt. In Übereinstimmung mit den Empfehlungen von SAP wählte der Kunde die Option des vertikalen Scalings.

Die Kernaufgabe bestand darin, eine Hardware-Infrastruktur zu implementieren, die auf für SAP HANA zertifizierten Appliance-Geräten basiert. Zu den Prioritätskriterien gehörten Kosten-effizienz, hohe Leistung, Skalierbarkeit und eine hohe Verfügbarkeit der Daten.

Wir haben eine SAP-zertifizierte Lösung vorgeschlagen und umgesetzt, die zwei Bullion S16 Server umfasst – für die Umgebungen Prod und PreProd. 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 die 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 ein hybrides EMC Unity System verwendet.

Eine solche Lösung ermöglicht die Unterstützung der Skalierbarkeit für alle Elemente des Geräts – beispielsweise bis zu 16 Sockeln mit Intel Xeon E7-v4 CPUs. Die Administration in dieser Konfiguration wurde vereinfacht – insbesondere für die Neukonfiguration oder die Partitionierung des Servers.

Appliance + TDI: HANA für Metallurgen

Die GMK «Norilsk Nickel» — einer der größten Hersteller von Nickel und Palladium — hat beschlossen, ihre SAP HANA-Hardwareplattform zu aktualisieren, um den Betrieb kritischer Geschäfts- und Projektanwendungen zu gewährleisten. Es war erforderlich, die bestehenden Kapazitäten zu erweitern. Eine der wichtigsten Anforderungen des Kunden war die hohe Verfügbarkeit der Plattform – trotz der Hardwareeinschränkungen.

Für produktive Umgebungen haben wir den Bullion S8-Server und das SAN im SAP HANA Appliance-Modus verwendet. Für HA und Test/Entwicklungsumgebungen wurde die Plattform im TDI-Modus bereitgestellt. Es kam ein Bull Bullion S8-Server, zwei Bull Bullion S6 und ein hybrisches SAN zum Einsatz. Diese Kombination ermöglichte eine deutliche Steigerung der Anwendungsleistung im SAP-Landschaft, erhöhte die Rechenleistung und Speicherkapazität und reduzierte die Betriebskosten. Es ist auch wichtig zu erwähnen, dass der Kunde die Möglichkeit hat, bis zu 16 CPUs zu skalieren.

Wir laden Sie zum SAP Forum ein

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

Alle, die sich für Bull-Lösungen und deren Implementierungsmöglichkeiten unter SAP HANA interessieren, laden wir herzlich zu dem größten SAP-Event des Jahres ein: Am 17. April findet in Moskau das SAP Forum 2019 statt. Besuchen Sie uns an unserem Stand in der IoT-Zone: Wir haben viele interessante Dinge zu erzählen und verlosen zahlreiche Preise.

Bis später auf dem Forum!

Quelle: habr.com