🥇Como implantar o SAP HANA: examinando diferentes métodos

SAP HANA — um popular banco de dados em memória que inclui serviços de armazenamento (Data Warehouse) e análise, middleware, servidor de aplicativos e uma plataforma para configurar ou desenvolver novas ferramentas. Com a eliminação das latências dos bancos de dados tradicionais, o SAP HANA pode aumentar significativamente o desempenho dos sistemas, o processamento de transações (OLTP) e a análise de negócios (OLAP).

O SAP HANA pode ser implementado nos modos Appliance e TDI (quando se fala de ambientes produtivos). Para cada opção, o fabricante possui requisitos específicos. Neste post, vamos discutir as vantagens e desvantagens de diferentes opções, além de apresentar casos reais de projetos com o SAP HANA.

O SAP HANA é composto por 3 componentes principais — host, instância e sistema.

Host — é um servidor ou ambiente operacional para o funcionamento do banco de dados SAP HANA. Seus componentes obrigatórios incluem CPU, RAM, armazenamento de dados, rede e sistema operacional. O host fornece links para diretórios de instalação, dados, logs ou diretamente para o armazenamento. E o armazenamento para a instalação do SAP HANA não precisa necessariamente estar localizado no host. Se houver vários hosts no sistema, será necessário um armazenamento compartilhado ou um que seja acessível sob demanda de todos os hosts.

Instância — é um conjunto de componentes do sistema SAP HANA instalados em um único host. Os principais componentes são o Index Server e o Name Server. O primeiro, também conhecido como "servidor de trabalho", processa consultas, gerencia os armazenamentos de dados ativos e os núcleos do banco de dados. O Name Server armazena informações sobre a topologia da instalação do SAP HANA — onde os componentes estão operando e quais dados estão em servidor.

Sistema — é uma ou várias instâncias com o mesmo número. Essencialmente, é um elemento separado que pode ser ligado, desligado ou copiado (fazendo backup). Os dados são distribuídos na memória de vários servidores que compõem o sistema SAP HANA.

O sistema pode ser configurado como de um único host (uma instância em um host) ou multi-host, distribuído (várias instâncias do SAP HANA distribuídas entre vários hosts, com uma instância por host). Em sistemas multi-host, cada instância deve ter o mesmo número. O sistema SAP HANA é identificado pelo System ID (SID) — um número único composto por três caracteres alfanuméricos.

Virtualização SAP HANA

Uma das principais limitações do SAP HANA é o suporte apenas para um único sistema — uma única instância com um SID de servidor exclusivo. Para um uso mais eficiente do hardware ou para reduzir o número de servidores em um Data Center, a virtualização pode ser empregada. Assim, outros ambientes podem coexistir em um único servidor com sistemas que possuem requisitos menores (sistemas não produtivos). Para um servidor de HA/DR de backup, a virtualização pode aumentar a velocidade de transição entre máquinas virtuais produtivas e não produtivas.

O SAP HANA inclui suporte ao hypervisor VMWare ESX. Isso significa que diferentes sistemas SAP HANA — instalações SAP HANA com diferentes números de SID — podem coexistir em um único host (servidor físico comum) em diferentes máquinas virtuais. Cada máquina virtual deve operar em um sistema operacional suportado.

Para ambientes produtivos, a virtualização do SAP HANA apresenta sérias limitações:

o escalonamento Scale-out não é suportado — a virtualização só pode ser usada com sistemas Scale-Up, seja BwoH/DM/SoH ou SoH 'pura';
a virtualização deve ser realizada dentro das regras estabelecidas para dispositivos Appliance ou TDI;
na General Availability (GA) pode haver apenas uma máquina virtual — as empresas que desejam usar virtualização em ambientes produtivos HANA devem participar do programa Controlled Availability com a SAP.

Em ambientes não produtivos, onde as limitações listadas não estão presentes, a virtualização pode ser utilizada para otimizar o uso de hardware.

Topologias SAP HANA

Vamos abordar a implementação do SAP HANA. Aqui estão definidas duas topologias.

Scale-up – um único servidor grande. À medida que a base HANA cresce, o próprio servidor cresce: o número de CPUs e a quantidade de memória aumentam. Em soluções com Alta Disponibilidade (HA) e Recuperação de Desastres (DR), os servidores de backup ou de failover devem corresponder aos servidores produtivos em características.
Scale-out – todo o volume do sistema SAP HANA é distribuído por vários servidores idênticos. O servidor Master contém informações para o Index Server e Name Server. Os servidores Slave não contêm esses dados — exceto o servidor que assume as funções do Master em caso de falha do servidor principal. Os servidores de trabalho (Index Servers) gerenciam os segmentos de dados atribuídos a eles e também respondem às consultas. Os Name Servers sabem como os dados estão distribuídos entre os servidores de trabalho. Em caso de crescimento do HANA, ao atual configurações do servidor basta adicionar mais um nó. Em tal topologia, é suficiente ter um nó de backup para garantir a segurança de todo o servidor.

Requisitos de hardware da SAP

A SAP possui requisitos obrigatórios para o hardware do HANA. Eles se aplicam a ambientes produtivos — para ambientes não produtivos, as características mínimas são suficientes. Portanto, aqui estão os requisitos para ambientes produtivos:

CPU Intel Xeon v5 (SkyLake) / 8880/90/94 v4 (Broadwell)
a partir de 128 GB de RAM para aplicativos BW com 2 CPUs, 256 GB com 4+ CPUs;

Implantando SAP HANA nos modos Appliance e TDI

Agora vamos passar à prática e explicar como implementar o SAP HANA nos modos Appliance e TDI. Usaremos para isso nossas plataformas SAP HANA baseadas nos servidores BullSequana S e Bullion S, que são certificados pela SAP para operar nesses modos.

Um breve resumo sobre os produtos. O BullSequana S baseado em Intel Xeon Scalable inclui vários modelos, com até 32 CPUs em um servidor. O servidor é construído com uma estrutura modular, garantindo escalabilidade de até 32 CPUs e a mesma quantidade de GPUs. A memória RAM varia de 64 GB a 48 TB. Entre as características do BullSequana S estão o suporte à IA corporativa para melhor desempenho, aceleração na análise de dados, aprimoramento de computação em memória, e modernização com virtualização e tecnologias em nuvem.

O Bullion S é fornecido com CPUs da família Intel Xeon E7 v4. O número máximo de processadores é 16. A RAM é escalável de 128 GB a 24 TB. Um grande número de funções RAS assegura um alto nível de disponibilidade para infraestruturas críticas como o SAP HANA. O Bullion S é adequado para consolidação em grande escala de datacenters, operação com aplicativos em memória, migração de mainframes ou sistemas legados.

SAP HANA Appliance

Appliance – uma solução pré-configurada, incluindo servidor, armazenamento em rede e pacote de software para implementação "chave na mão", com suporte centralizado e nível de desempenho acordado. Aqui, HANA é fornecida na forma de hardware e software pré-configurados, totalmente integrados e certificados. O dispositivo em modo Appliance está pronto para instalação em um Data Center, e o sistema operacional, SAP HANA e (caso necessário) uma instância adicional do VMWare já estão configurados e instalados.

A certificação SAP define o nível de desempenho garantido, bem como o modelo de CPU, a quantidade de RAM e o armazenamento em rede. Após a certificação, não é possível alterar a configuração sem perder a garantia. Para escalonar a plataforma HANA, a SAP oferece três opções.

Scale-Up BWoH/DM/SoH – escalonamento vertical, que é adequado para sistemas individuais (um SID). O crescimento dos dispositivos Appliance ocorre em incrementos de 256/384 GB, começando com a versão SAP HANA SPS 11. Essa proporção mostra a quantidade máxima suportada por uma única CPU e é a mesma em toda a lista de dispositivos Appliance certificados. Appliance BWoH/DM/SoH com escalonamento vertical é otimamente adequado para aplicações BW on HANA (BWoH), Data Mart (DM) e aplicações SAP Suite on HANA (SoH).
Scale-Up SoH – é uma versão simplificada do modelo anterior, com menos restrições quanto à quantidade de RAM. É ainda um servidor verticalmente escalável, mas a quantidade máxima de RAM para 2 processadores já é de 1536 GB (até a versão SPS11) e 3 TB (SPS12+). Adequado apenas para SoH.
Scale-Out – é uma opção com escalonamento horizontal, um sistema que suporta configurações de múltiplos servidores. O escalonamento horizontal é ideal para BW e – com algumas restrições – para SoH.

Nos servidores BullSequana S e Bullion S, o escalonamento vertical é o principal, pois possui menos restrições operacionais e exige menos administração. Para o modo Appliance, há uma ampla gama de dispositivos diferentes.

Soluções BullSequana S para SAP HANA em modo Appliance

*Opcional E7-8890/94v4
Soluções Bullion S para SAP HANA em modo Appliance

Todas as soluções Bull em modo Appliance a partir da versão SAP HANA SPS 12 estão certificadas. O equipamento é instalado em um rack padrão de 19 polegadas 42U, com duas fontes de alimentação – PDU internas. Os servidores que possuem certificação SAP são:

BullSequana S com Intel Xeon Skylake 8176, 8176M, 8180, 8180M (processadores com a letra "M" suportam módulos de memória de até 128 GB). Com base na relação custo-benefício, as opções com Intel 8176 se destacam.
Bullion S com Intel Xeon E7-8880 v4, 8890 e 8894.

O armazenamento conectado (СХД) se conecta diretamente ao servidor através de portas FC, portanto, switches SAN não são necessários. Eles podem ser úteis para acessar sistemas conectados a LAN ou SAN.

Aqui está um exemplo de configuração do СХД EMC Unity 450F em nossa configuração:

Altura: 5U (DPE 3U (25×2,5" HDD/SSD) + DAE 2U (25×2,5" HDD/SSD))
Controladores: 2
Discos: de 6 a 250 SAS SSD, de 600 GB a 15,36 TB cada
RAID: nível 5 (8+1), 4 grupos RAID
Interface: 4 FC no controlador, a 8 ou 16 Gbit/s
Software: Unisphere Block Suite

O Appliance é uma opção de implantação confiável, mas possui uma grande desvantagem: pouca liberdade na configuração do hardware. Além disso, essa opção pode exigir alterações nos processos da área de TI.

SAP HANA TDI

Uma alternativa ao Appliance é o modo TDI (Tailored Data Center Integration), onde é possível escolher fabricantes e componentes de infraestrutura específicos de acordo com as necessidades do cliente – considerando as tarefas executadas e a carga de trabalho. Por exemplo, o SAN pode ser reutilizado no data center, enquanto alguns discos são reservados para a instalação do HANA.

Em comparação com o Appliance, no modo TDI o usuário tem muito mais liberdade para atender às exigências. Isso simplifica significativamente a integração do HANA no data center – permitindo a construção de uma infraestrutura personalizada. Por exemplo, é possível variar o tipo e a quantidade de processadores de acordo com a carga.

Para calcular as potências, recomenda-se usar o SAP Quick Sizer – uma ferramenta simples que fornece os requisitos de CPU e memória para diferentes cargas de trabalho no SAP HANA. Em seguida, para o planejamento da paisagem de TI, pode-se entrar em contato com o SAP Active Global Support. Depois, o parceiro de hardware do SAP HANA transforma os resultados dos cálculos em diferentes configurações possíveis do sistema – tanto em hardware de topo quanto em hardware mais simples. No modo TDI para servidores, é permitido usar CPU Intel E7, incluindo Intel Broadwell E7 e Skylake-SP (Platinum, Gold, Silver com 8 ou mais núcleos por processador), assim como IBM Power8./9.

Os servidores são fornecidos sem СХД, switches e racks, mas os requisitos de hardware permanecem os mesmos que no modo Appliance – os mesmos single-nodes, soluções com escalonamento vertical ou horizontal. A SAP exige que foram utilizados apenas servidores, armazenamento e switches certificados, mas isso não é um problema — a maioria dos fabricantes praticamente tem todo o seu equipamento certificado.

A verificação de desempenho deve ser realizada com testes HWCCT (Hardware Configuration Check Tool), que permitem verificar o cumprimento de certos KPIs da SAP. E há um requisito não relacionado ao hardware: HANA, sistema operacional e hypervisor (opcional) devem ser instalados por especialistas com certificação SAP. Apenas sistemas que atendem todas as regras listadas podem receber suporte da SAP relacionado ao desempenho.

A linha de servidores BullSequana S em modo TDI é semelhante à linha em modo Appliance, mas sem armazenamento, switches e racks. É possível instalar qualquer armazenamento da lista de certificações da SAP — VNX, XtremIO, NetApp e outros. Por exemplo, se o VNX5400 atende aos requisitos de desempenho da SAP HANA, o armazenamento Dell EMC Unity 450F pode ser conectado como parte da configuração TDI. Se necessário, adaptadores FC (1 ou 10 Gbps) e switches Ethernet são instalados.

Agora, para que você tenha uma noção mais clara dos modos descritos, contaremos sobre alguns de nossos casos reais.

Appliance + TDI: HANA para loja online

A loja online Mall.cz, que faz parte do Mall Group, foi fundada em 2000. Possui filiais na República Tcheca, Eslováquia, Polônia, Hungria, Eslovênia, Croácia e Romênia. É a maior loja online do país, vendendo até 75 mil produtos por dia, com uma receita de aproximadamente 280 milhões de euros em 2017.

A atualização da infraestrutura do data center foi necessária devido à migração para SAP HANA. O sizing estimado era de 2×6 TB para o ambiente de produção e 6 TB para os ambientes de teste/desenvolvimento. Era necessário uma solução de recuperação de desastres para o ambiente produtivo SAP HANA em um cluster ativo-ativo.

No momento da publicação da licitação, o cliente tinha um sistema SAP baseado em servidores rack e blade padrão. Dois data centers, localizados a cerca de 10 km de distância um do outro, estavam equipados com diferentes storages - IBM SVC, HP e Dell. Sistemas críticos operavam em modo de recuperação de desastres.

Inicialmente, o cliente solicitou uma solução certificada em modo Appliance para SAP HANA para todos os sistemas (ambientes de Produção e test/dev) com crescimento de até 12 TB. No entanto, devido a restrições orçamentárias, começaram a considerar outras opções – por exemplo, um maior número de CPU com módulos de RAM de menor capacidade (módulos de 64 GB em vez de módulos de 128 GB). Além disso, para otimizar o preço, foi considerada uma solução de armazenamento compartilhado para os ambientes de Produção e test/dev.

Chegaram a um acordo de 4 CPU e 6 TB de RAM para o ambiente de Produção, com possibilidade de crescimento. Para os ambientes de test/dev em modo TDI, decidiram usar CPUs menos dispendiosas – resultando em 8 CPU e 6 TB de RAM. Devido ao maior número de funções solicitadas pelo cliente — replicação, backup, ambientes compartilhados de Produção e test/dev em um segundo local — em vez de discos internos, foi utilizado o armazenamento DellEMC Unity em configuração full-flash. Além disso, o cliente solicitou uma solução de recuperação de desastres baseada na replicação do sistema HANA (HSR) com um nó de quórum em um terceiro local.

A configuração final para o ambiente Prod consistia em um servidor BullSequana S400 com Intel Xeon P8176M (28 núcleos, 2,10 GHz, 165 W) e 6 TB de RAM. O armazenamento era Unity 450F 10x 3,84 TB. Para fins de recuperação de desastres para o ambiente Prod, foi usado o BullSequana S400 com Intel Xeon P8176M (28 núcleos, 2,10 GHz, 165 W) e 6 TB de RAM. Para o ambiente test/dev, foi utilizado um servidor BullSequana S800 com Intel Xeon P8153 (16 núcleos, 2,00 GHz, 125 W) e 6 TB de RAM, além do armazenamento Unity 450F 15x 3,84 TB. Como quórum, servidores de aplicativos (Solução VxRail) e solução de backup (DataDomain), nossos especialistas instalaram e configuraram servidores DellEMC.

O equipamento está preparado para futuras atualizações. O cliente espera um aumento na capacidade do HANA em 2019 e precisará apenas instalar novos módulos nos racks.

Appliance: HANA para um grande integrador na área de turismo

Desta vez, nosso cliente é um grande fornecedor de serviços de TI que desenvolve soluções tecnológicas para empresas do setor turístico. O cliente lançou um projeto ambicioso de SAP HANA para implementar um novo sistema de cobrança. Era necessária uma solução em modo Appliance com 8 TB de RAM para os ambientes de Produção e PreProd. De acordo com as recomendações da SAP, o cliente escolheu a opção de escalonamento vertical.

A principal tarefa foi a implementação de uma infraestrutura de hardware baseada em dispositivos certificados como Appliance para SAP HANA. Os critérios prioritários incluíam eficiência de custo, alto desempenho, escalabilidade e alta disponibilidade de dados.

Propusemos e implementamos uma solução certificada pela SAP, incluindo dois servidores Bullion S16 – para os ambientes Prod e PreProd. O equipamento funciona com processadores Intel Xeon E7-v4 8890 (24 núcleos, 2,20 GHz, 165 W) e é equipado com 16 TB de RAM. Para BW e ambientes Dev/Test, instalamos nove servidores Bullion S4 (22 núcleos, 2,20 GHz, 150 W) com 4 TB de RAM. A solução de armazenamento utilizada foi a híbrida EMC Unity.

Essa solução oferece suporte à escalabilidade para todos os elementos do dispositivo – por exemplo, até 16 soquetes com CPU Intel Xeon E7-v4. A administração nesta configuração é simplificada – em particular, para reconfiguração ou divisão do servidor em partições.

Appliance + TDI: HANA para metalúrgicos

O GМК 'Norilsk Nickel' – um dos maiores produtores de níquel e paládio – decidiu atualizar sua plataforma de hardware SAP HANA para garantir o funcionamento de aplicativos e projetos críticos para os negócios. Havia necessidade de expansão da infraestrutura existente em termos de capacidade computacional. Um dos principais requisitos apresentados pelo cliente foi a alta disponibilidade da plataforma – apesar das limitações de hardware.

Para ambientes produtivos, utilizamos o servidor Bullion S8 e a solução de armazenamento em modo SAP HANA Appliance. Para HA e ambientes de test/dev, a plataforma foi implantada em modo TDI. Usamos um servidor Bull Bullion S8, dois Bull Bullion S6 e uma solução de armazenamento híbrida. Essa combinação permitiu aumentar significativamente a velocidade de operação dos aplicativos da infraestrutura SAP, aumentar a capacidade computacional e os recursos de armazenamento de dados, além de minimizar os custos operacionais. É importante destacar que o cliente manteve a possibilidade de escalar até 16 CPUs.

Convidamos você para o Fórum SAP

Neste post, discutimos a implementação do SAP HANA de diferentes maneiras, procurando destacar as vantagens e desvantagens das opções disponíveis. Se você tiver alguma dúvida sobre a implementação do SAP HANA, ficaremos felizes em respondê-las nos comentários.

Convidamos todos os interessados nas soluções Bull e nas possibilidades de sua implementação no SAP HANA para o maior evento SAP do ano: no dia 17 de abril, em Moscovo, acontecerá o Fórum SAP 2019. Esperamos vocês em nosso estande na área de IoT: teremos muitas informações interessantes e também sortearemos diversos prêmios.

Até breve no fórum!

Fonte: habr.com