借助 SAP HANA 實現端到端卓越性能
發(fā)表于：2018/4/16 9:07:45??閱讀量：?[關閉]
SAP HANA 是一款列式關系型內存數據庫管理系統(tǒng)和應用平臺。這款全新設計的平臺旨在利用單一數據副本，支持高頻事務處理和復雜查詢。SAP HANA 不僅擅長分析處理，還能持續(xù)交付卓越的事務處理功能，滿足客戶的期望。
SAP HANA 始終滿足性能需求
SAP HANA 能夠基于從多種數據源捕獲的單一數據副本，加快事務處理和分析處理的速度。該平臺支持內存數據處理，無需物化視圖就可以對新數據實施快速分析。此外，由于可以實時聚合數據，無需物理表來存儲匯總的數據，因此，SAP HANA 在降低硬件復雜性和 IT 成本的同時，還能提供實時洞察，提高業(yè)務靈活性。SAP HANA 的重心不是單純的 SQL 提速，它還致力于支持和推動業(yè)務創(chuàng)新。
專為瞬時響應而設計
各行各業(yè)成逾萬家企業(yè)都在利用 SAP HANA 平臺提供的顛覆性技術，實時了解自身的運營情況，獲取切實可行的洞察。SAP HANA 消除了基于磁盤的數據孤島所帶來的瓶頸，采用內存計算來加快事務處理速度和分析速度。
SAP HANA 不是部分而是完全采用內存技術，因此可以使用多處理器內核和單指令多數據命令，并行處理多個數據集。SAP HANA 還可以將多個工作負載整合到單一系統(tǒng)中，消除運營系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)之間的重復數據。換言之，借助 SAP HANA，企業(yè)能夠執(zhí)行深入的分析和高速的事務處理，進而做出準確、實時的響應。
事務處理與分析處理
聯(lián)機事務處理系統(tǒng) (OLTP) 處理的是通常用于控制和執(zhí)行業(yè)務任務的運營數據。OLTP 涵蓋了在數據庫中執(zhí)行的大量“插入”、“更新”和“刪除”操作，其性能通常以每秒鐘處理的事務量來衡量。OLTP采用高選擇性 WHERE 子句，執(zhí)行大量的寫入操作，而且大多數都是簡單的讀取操作，且讀取操作用時不到一毫秒。一般來說，短時間數據庫操作的并發(fā)性較高。OLTP 的一個顯著特點就是：利用預定義方差，執(zhí)行重復性工作任務，比如，處理銷售訂單、物料移動、財務憑證、發(fā)票或薪資計算等。考慮到數據自然增長、內容日趨復雜化以及數據的長期保留規(guī)定等種種因素，OLTP 數據庫通常會迅速擴大。
另一方面，聯(lián)機分析處理系統(tǒng) (OLAP) 則負責處理用于規(guī)劃與預測、問題解決和決策支持等復雜查詢的數據。OLAP 數據庫同樣包含聚合數據，其性能以響應時間來衡量。
滿足企業(yè)真實需求
目前，企業(yè)應用正在從傳統(tǒng)的事務處理模式過渡到分析處理與事務處理整合一體的模式。未來，大多數企業(yè)都希望部署能同時滿足其 OLAP 和 OLTP 需求的內存數據庫平臺。
盡管強化 OLAP 性能能夠產生顯著效應，但是，OLTP 性能依然至關重要。即使事務處理的時間為幾毫秒，而且其速度在此基礎上繼續(xù)提升，比如再提高兩倍，這在多數真實的企業(yè)用例中也不會產生太大影響。在 OLTP 性能方面，SAP HANA 能夠媲美其他關系型數據庫管理系統(tǒng) (RDBMS)。而且，SAP HANA 采用的列存儲方法在保證事務處理性能的同時，還能優(yōu)化分析性能。許多 SAP 客戶反映，隨著索引插入、冗余數據和物化視圖的減少，他們的 OLTP 性能都得到了提升。
重要的是，SAP HANA 可以滿足絕大多數企業(yè)的需求。隨著復雜性和成本的不斷增加，企業(yè)開始面臨諸多可擴展性問題。對于這些企業(yè)而言，SAPHANA 具有顛覆性意義，因為該平臺能幫助企業(yè)簡化 IT 架構、數據處理流程和管理程序，進而降低總體擁有成本 (TCO)。此外，SAP HANA 還能同時處理 OLTP 和 OLAP 工作任務，幫助企業(yè)化繁為簡。
SAP HANA 如何實現近乎實時的響應?
過去，企業(yè)系統(tǒng)是借助聚合數據構建的。盡管在數據庫表中插入新的一行非常簡單，但是更新聚合表不僅要耗費大量資源(在更新和重寫之前需要讀取)，還要在數據庫中啟用鎖定機制。而且，聚合數據會引發(fā)更大的問題，因為對于大多數應用而言，要預測準確的預聚合操作，就必然會產生事務處理瓶頸。
SAP HANA 數據庫能夠實現近乎實時的響應。在運行過程中，SAP HANA 數據庫無需預先聚合數據，消除了數據庫鎖定環(huán)節(jié)，而且不會使用多余的事務性行項目副本。這樣，企業(yè)就可以顯著簡化各種程序和數據模型，提高靈活性，大幅減少數據足跡，支持全新的產品發(fā)布策略(通過持續(xù)更新交付產品)，并支持云部署和企業(yè)預置型部署等多種部署選項。
此外，SAP HANA 的內存數據庫還提供了另一個突破性成果：系統(tǒng)能緩存結果集或中間結果集，并保存一天(熱存儲)或一年(冷存儲)，然后將這些結果集與最近輸入的數據(增量存儲)動態(tài)整合。這樣，用戶就能夠以前所未有的速度，進行大規(guī)模的數據比較和業(yè)務場景模擬。
SAP S/4HANA Finance 解決方案是一個經典例子，揭示了企業(yè)如何利用 SAP HANA 實現非破壞性創(chuàng)新。通過刪除數據復制和預計算環(huán)節(jié)，該解決方案采用的內存數據庫能支持財務分析師即時評估假設模型的價值，同時加快月度結算、季度結算和年度結算。
基于嚴格的標準執(zhí)行基準測試
SAP 標準應用基準測試由 SAP 及其技術合作伙伴共同制定。這些基準測試能夠幫助 SAP 及其合作伙伴在特定條件下，對軟硬件組合的性能和可擴展性進行評估。
SAP Benchmark Council(基準測試組織)負責監(jiān)督和維護 SAP 標準應用基準測試。該組織由來自SAP 及其技術合作伙伴(如硬件和數據庫供應商)的代表組成，其職責是幫助確定各項基準測試的內容，并就硬件和數據庫供應商在基準測試過程中使用的測試程序制定相應規(guī)則。
基準測試將對硬件、軟件和數據庫系統(tǒng)施加大量負載，以評估其性能，包括 CPU 利用率、內存消耗、網絡負載、功能性錯誤以及系統(tǒng)可用性等。然后，供應商會將基準測試結果提交給 SAP 進行認證。
為什么 SAP HANA 沒有 OLTP 基準測試結果?
事務處理是所有企業(yè)系統(tǒng)數據庫的核心任務。毫無疑問，在眾多實例中運行的 SAP HANA 數據庫也能處理事務工作。那么，讓我們來分析一下，為什么對 SAP HANA 數據庫實施過去的 SD 基準測試會產生具有誤導性的結果。
SAP HANA 不僅僅是一個數據庫，還是一個符合ACID 原則(原子性、一致性、隔離性和持久性)的內存數據庫平臺，該內存數據庫采用列式設計，在主內存中為所有業(yè)務憑證保留了一份數據副本。無疑，這種數據庫格式能夠實現最佳的分析性能和最高的壓縮率。此外，SAP HANA 平臺還包含一個支持文本分析和空間數據的引擎，提供了現代應用所需的其他功能，而支持文本分析和空間數據僅僅是 SAP HANA 平臺眾多差異化優(yōu)勢中的冰山一角。
當 SAP 推出 SAP R/3 軟件之時，主流的數據庫設計選用的是基于行的架構，因為這種設計能夠以很快的速度編寫單個業(yè)務憑證。后來，在這種設計理念的引導下，針對基于行的數據庫優(yōu)化的業(yè)務應用應運而生。而為了優(yōu)化運營報告的性能，用戶不得不創(chuàng)建大量附加的聚合數據和數據索引。結果就是，一旦采用基于行的內存方法，數據模型會變得越來越復雜，數據足跡也會超出必要范圍。除此之外，基于行的設計在 SELECT * SQL 語句中也沒有明顯的時間損失。因此，即使 100 個字段中只需要其中 2 個字段，系統(tǒng)也無需提高選擇性。從這些案例中不難看出，在一個針對基于行的數據庫優(yōu)化的系統(tǒng)上使用 SD 基準測試來評估 SAP HANA 的性能，無法提供有意義的結果。
SD 基準測試誕生的時代背景是，各行各業(yè)都專注于提高專業(yè)用戶的產出和效率。現如今，SAP 軟件臨時用戶的數量已經超過專業(yè)用戶。相比專業(yè)用戶，臨時用戶每周處理的事務較少，而且在需要制定決策的環(huán)境下，他們會將實時分析與更復雜的活動聯(lián)系在一起。這意味他們需要的架構也截然不同。
對于 OLAP 操作，基于 RDBMS 的傳統(tǒng)系統(tǒng)需要額外將數據復制(數據備份和恢復所產生的數據足跡進一步擴大)到臨近的數據倉庫和數據集市中，并且會有 24 小時的延遲。因此，客戶系統(tǒng)中的讀寫活動比例通常約為 7：3 。但是，對于運行 SAP S/4HANA套件的客戶系統(tǒng)，其讀取活動一般占 95%，寫入活動只占 5%。
從這里，我們不難發(fā)現，對于 90% 的 SAP S/4HANA軟件系統(tǒng)的 Quick Sizer 結果，現成的標準“基礎”硬件足以滿足客戶需求。總的來說，只有 10% 的客戶案例需要采用高端系統(tǒng)配置，來處理預期的 OLTP和 OLAP 任務組。
由于 SD 基準測試僅適用于一小部分真實的系統(tǒng)活動，因此，在很大程度上，SD 基準測試對更現代化的 SAP S/4HANA 軟件系統(tǒng)意義不大。
為了真實反映基于內存數據庫及其相關用戶活動的現代化應用設計的性能，SAP 正在為 SAP S/4HANA開發(fā)專門的基準測試。屆時， 一些為基于 SAP HANA 的先進技術提供支持的硬件供應商將能夠試用新設備，實施具有創(chuàng)新性的業(yè)務流程，并支持數字化轉型，而不僅僅是圍繞略微過時的記錄系統(tǒng)考慮性能問題。
工作負載和選型考量
SAP Application Performance Standard(應用性能標準，簡稱 SAPS)是一個獨立于硬件的衡量指標，用于描述某系統(tǒng)配置在 SAP 軟件環(huán)境中的性能表現。SAPS 源于銷售和分銷 (SD) 基準測試，其中 100 SAPS 被定義為企業(yè)每小時完整處理 2,000 個命令行項目。從技術角度來說，該吞吐量意味著在 SD 基準測試中，硬件每小時處理 6,000 個對話步驟(屏幕改變)和 2,000 次過賬，或處理 2,400個 SAP 軟件事務。
許多客戶的選型項目都采用 Quick Sizer 工具進行評估。這些評估表明，幾乎 90% 的選型項目要求的硬件配置的 SAPS 值都不超過 36,000，該數值是當今商用服務器常用的性能指標。這樣一來，客戶就可以完全放心，因為大多數商用服務器都能達到性能要求，處理 SAP HANA 數據庫系統(tǒng)所要求的工作負載。
SAP HANA 的差異化優(yōu)勢
SAP HANA 將事務處理與分析處理整合一體，并以基于列的壓縮格式將所有數據存儲在內存中。SAP HANA 無需總合、索引、物化視圖和聚合數據，因而能夠大幅減少數據庫足跡。所有數據都在主內存中以實時的方式按需計算。這樣，企業(yè)就能在同一個實例中同時運行 OLTP 和運營報表，并實時執(zhí)行任何類型的即席查詢和相關分析。許多 SAP 客戶反映，由于消除了索引插入、冗余數據和物化視圖，他們的 OLTP 性能得到了提升。
SAP HANA 將作為一項顛覆性技術，續(xù)寫佳績。通過將工作負載遷移到 SAP HANA 上，企業(yè)將獲得諸多業(yè)務優(yōu)勢，包括：
降低總體擁有成本
越簡單越好。SAP HANA 利用單一數據副本，在內存中同時執(zhí)行事務處理和分析處理，期間既無需復制數據副本，也不用手動執(zhí)行提取、轉換或加載操作。舉例來說，借助 SAP HANA 多租戶數據庫容器，你能夠以統(tǒng)一的方式管理多個數據庫，同時確保每一個數據庫的相對獨立性和安全性。這就意味著你將獲得單一備份、統(tǒng)一的補丁，同時能夠靈活地將專門的資源分配給各個租戶數據庫。此外，SAP HANA 采用的內存方法還可以簡化數據管理，強化性能，提高服務器利用率，并減少運營支出和資本支出。
更智能的數據建模
通過消除不必要的數據移動，SAP HANA 能夠加快應用的運行速度。你可以直接在數據庫內，緊貼數據運行復雜的業(yè)務邏輯，而無需在應用服務器中緩存數據。此外，SAP HANA 還提供了優(yōu)化的內存計算引擎，以加快復雜算法的執(zhí)行速度。針對語義豐富的數據模型，你還可以充分利用 SAP HANA 中的核心數據服務，并顯著提高應用性能。
在多層存儲器中實施更經濟高速效率的數據管理通過動態(tài)分層，SAP HANA 在內存中保留經常訪問的數據，而將不常訪問的數據卸載到磁盤。這樣，你就能以經濟高速效率的方式管理海量數據，而不會受到內存大小的限制。此外，不論數據存儲在哪個位置，你的應用都能透明地訪問所有數據。而且，你還能隨時修改存儲首選項，靈活滿足業(yè)務需求和用戶需求。
自由選擇硬件
SAP 與主流硬件供應商協(xié)作，并建立了合作伙伴關系。其他一些主要的 RDBMS 供應商提供的數據庫可能附帶專有硬件。與他們不同，SAP HANA 為企業(yè)提供了自由選擇權。認證且支持的 SAP HANA 硬件目錄 (Certified and Supported SAP HANA Hardware Directory) 列出了數百種通過 SAP 認證、適用于 SAP HANA 的配置。目前有 20 多款經過認證的企業(yè)存儲解決方案供你選擇。你可以自由挑選，能為你提供所需功能、配置以及投資價值的硬件供應商。SAP 與英特爾公司及 SUSE 公司一直保持著戰(zhàn)略合作伙伴關系。
如果客戶希望更自由地部署解決方案，他們可以采用 SAP HANA 定制的數據中心集成。這種方法可以支持客戶重復使用現有的硬件和基礎架構組件。硬件創(chuàng)新有助于持續(xù)提升 SAP HANA 的性能領先的硬件供應商不斷采取各種措施，來提升服務器技術的性能和經濟效益。例如，近年來，刀片式服務器提供的多核架構和大規(guī)模擴展功能使數據處理性能呈數量級攀升。如今，我們用每個服務器幾 TB 的標準來衡量 RAM。平均 1 GB 內存的成本也大幅下降，而且每秒的吞吐量超過了 100 GB。這些趨勢還將繼續(xù)下去。由此可見，硬件創(chuàng)新對進一步提升 SAP HANA 事務處理和分析處理的性能做出了重要貢獻。
SAP 與英特爾公司的技術合作伙伴關系SAP 和英特爾公司在設計和支持 SAP HANA 平臺方面開展了長達六年的合作。雙方致力于推動 SAP HANA 在英特爾® 至強® 處理器 E7 系列的服務器上運行，支持客戶以前所未有的速度處理和分析數據。
舉例來說，英特爾近期推出的至強 E7 v3 系列處理器(也稱為 Haswell EX)增加了一項新功能，支持用戶解鎖事務。英特爾公司認為，與上一代的英特爾至強 E7 處理器相比，新的處理器在事務處理和分析處理性能方面均有顯著提升。
圍繞 IBM Power Systems，SAP 與 IBM 開展技術合作SAP 還擴展了與 IBM 的長期合作伙伴關系。現在，客戶還可以通過 IBM Power Systems 使用 SAP HANA。對于基于 IBM Power Systems 運行 SAP Business Warehouse(業(yè)務倉庫應用)的客戶而言，這意味著他們可以將 SAP HANA 的強大內存和簡化功能與 IBM Power Systems 的各項優(yōu)勢(比如，更快的計算速度、更大的數據帶寬、更低的延遲以及更高的靈活性等)整合一體。
SAP 基于商用服務器在內存中運行自己的業(yè)務通過使用 SAP HANA 固有的壓縮功能和消除冗余數據，SAP 可以利用商用企業(yè)硬件，完全在內存中運行自己的業(yè)務。得益于這一點，2015 年，SAP 的收入達到了近 210 億歐元，且擁有 290,000 多家客戶和 75,000 多名員工。
客戶案例：SAP HANA 性能例證
SAP HANA 能夠執(zhí)行高速的事務處理和超快速的數據掃描，以滿足企業(yè)實時運營業(yè)務的需求。負載測試證實，SAP HANA 可以在廣泛的真實業(yè)務場景中交付卓越的整體性能。絕大多數 SAP 客戶表示，從基于磁盤的數據庫系統(tǒng)遷移到 SAP HANA 后，他們的數據庫性能顯著提升。下面，讓我們詳細了解其中的幾個客戶案例。
梅賽德斯-AMG 公司利用實時測試結果
提高車輛性能
SAP HANA 將事務處理與分析處理整合一體，并以梅賽德斯-AMG 公司 (AMG) 致力于為全世界的車迷制造和定制高性能的梅賽德斯- 奔馳汽車。每臺AMG 發(fā)動機都是純手工組裝。該公司擁有嚴格的質量標準，因此他們選擇了利用 SAP HANA 平臺來創(chuàng)建一個測試環(huán)境，以節(jié)約時間和成本，同時加快定制汽車的交付。
在 AMG，一項典型的發(fā)動機測試一般需要 50 分鐘，使用多達 300 個傳感器，并且每秒產生 3,000 到30,000 個數據元素。該公司一直在尋找一種能更快速有效地分析測試結果的方法。舉例來說，盡管大多數的發(fā)動機異常都是發(fā)生在測試的頭幾分鐘，但是在過去，一直到整個測試結束，工程師才能發(fā)現這些問題。
AMG 希望提高工作效率，包括基于事實及時制定業(yè)務決策等等。因此，當面臨打造更高速效率的發(fā)動機試驗臺這一挑戰(zhàn)時，AMG 很快就選擇了 SAP HANA 平臺作為其構建解決方案的完美基礎。該公司利用一個虛擬環(huán)境，實施了基于 SAP HANA 的 SAP Business Suite(商務套件軟件)。這款解決方案還整合了來自 Modern Horsepower 公司的先進傳感器技術以及 SAP HANA定制的數據中心集成。
在 AMG 全新的發(fā)動機測試環(huán)境中，技術人員可以將發(fā)動機的傳感器數據與歷史測試數據實時關聯(lián)起來。結果，他們可以更快速地發(fā)現和分析潛在問題。由于能夠在問題發(fā)生時第一時間發(fā)現潛在的發(fā)動機問題，AMG 技術人員可以立即終止測試，著手分析當前狀況，而無需等到整個測試過程結束。這種方式有助于 AMG 公司提高每周的發(fā)動機測試效率，讓工程師騰出更多時間，專注于提高發(fā)動機的質量。
HSE24 公司加快開展針對性營銷活動
實時提高銷量
歐洲家庭購物電視臺( HSE24) 是德國一家多媒體電視購物公司。該公司為分布在德國、奧地利和瑞士的 4,100 萬戶家庭提供服務，現在他們的業(yè)務足跡還拓展到了意大利和俄羅斯。HSE24 的年收入超過 6 億歐元，平均每天處理 39,000 通電話，運送 37,000 個包裹。HSE24 擁有 700 位內部員工和 2,100 家服務合作伙伴。這些合作伙伴代表 HSE24 運營呼叫中心、受理客戶訂單并處理物流事務，為 HSE24 的內部員工提供了大力支持。
HSE24 專注于通過電視、數字化零售渠道和移動應用實時銷售商品。為了保持行業(yè)領先地位，HSE24 充分利用了他們對客戶不斷變化的偏好和購物模式的即時洞察。基于大數據的商務智幫助該公司將客戶細分提升到了新的高度。現在，HSE24 能夠利用可據以采取行動的洞察，實時識別目標受眾群，并高時效地滿足整個客戶生命周期中的溝通需求。通過發(fā)現和分析客戶的購買習慣，HSE24 減少了成本高昂的退貨情況，因而提高了銷售利潤，減少了發(fā)貨運營中的碳足跡。
得益于針對性營銷活動，HSE24 取得了巨大成功。在 SAP HANA 的支持下，該公司以極少的人工投入和前所未有的速度，設計和推廣高速效率的營銷活動。自動化的定期營銷活動幫助該公司將更多首次購買者轉變?yōu)橹貜唾徺I者和忠實客戶。同時，每位客戶的凈銷售額也大幅提高。
通過加快事務處理，瓦里安完善了流程
并降低了成本
瓦里安醫(yī)療系統(tǒng)公司 (Varian Medical Systems Inc.)是一家先進的醫(yī)療設備制造商。該公司提供各種設備和軟件，用于治療癌癥，拍攝 X 光片，保護港口和邊境等等。瓦里安公司總部位于美國加利福尼亞州的帕羅奧多，旗下?lián)碛?6,500 名員工，年收入高達 30 億美元。
瓦里安公司希望加快產品發(fā)布速度，為客戶提供具有復雜變體和集成內容的醫(yī)療設備。他們還計劃進軍發(fā)展中市場，包括巴西、俄羅斯、印度和中國。與此同時，瓦里安決心削減與事務處理和內部運營相關的各項成本。
基于 SAP HANA 的 SAP ERP 應用支持瓦里安公司對復雜數據進行快速分析，這正是該公司達成其目標的關鍵。此外，通過加快事務處理速度，該公司還可以即時采取補救措施，進而節(jié)約成本，提高客戶滿意度。
Infosys 公司提高了應用性能和業(yè)務績效
Infosys 公司總部位于印度班加羅爾，是一家跨國企業(yè)，旗下業(yè)務涵蓋業(yè)務咨詢、信息技術、軟件工程和外包服務等。該公司擁有超過 193,000 名員工，年收入達 87 億美元。
Infosys 公司分別在一個 6TB 的裝置上部署了基于 SAP HANA 的 SAP Business Suite，在一個 2 TB 的裝置上部署了基于 SAP HANA 的 SAP Business Warehouse，以及在一個 1 TB 裝置上部署了 SAP Supplier Relationship Management (SAP SRM)應用。現在，Infosys 公司將 SAP HANA 定位成一個面向未來的平臺，用于幫助其實時生成運營報表。最終，該公司 SAP ERP 和 SAP SRM 中的事務處理速度以及 SAP BW 中的查詢速度都得到了大幅提升。
結語
總之，關于 SAP HANA 平臺，你需要掌握以下要點：
超過 90% 的客戶的選型項目都是通過 Quick Sizer完成的，這些項目的硬件配置要求低于 36,000SAPS。通常來說，商用服務器完全可以達到這種工作負載要求。
實驗室測試和客戶的概念驗證均表明，選擇經過認證的商用硬件可以幫助企業(yè)應對超大型 OLTP系統(tǒng)的吞吐量。
SAP HANA 的基礎架構消除了匯總表機制，因此與 SAP Business Suite 或 SAP R/3 相比，SAP HANA 能支持的事務吞吐量大得多。
如果企業(yè)遵守 SAP 提供的性能指南，他們還將獲得用于分析和搜索的 CPU 周期。
部署 SAP HANA 后，客戶發(fā)現系統(tǒng)的整體 CPU占用率降低，這有助于他們節(jié)約功耗，并將足夠的容量留給高峰時期繁重的分析工作。
數字經濟時代即將來臨。現在正是企業(yè)構建數字業(yè)務基礎的最佳時機。復雜的業(yè)務流程和決策機制阻礙了許多企業(yè)的數字化轉型。而 SAP HANA 能夠以極快的速度為企業(yè)提供所需的實時響應能力。在日益互聯(lián)和復雜的商業(yè)架構中，SAP HANA 為企業(yè)提供了一個至關重要的因素：簡單性。
來源：SAP天天事
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