借助 SAP HANA 实现端到端卓越性能

发表于：2018/4/16 9:07:45  阅读量： [关闭]

 　　SAP HANA 是一款列式关系型内存数据库管理系统和应用平台。这款全新设计的平台旨在利用单一数据副本，支持高频事务处理和复杂查询。SAP HANA 不仅擅长分析处理，还能持续交付卓越的事务处理功能，满足客户的期望。

　　SAP HANA 始终满足性能需求

　　SAP HANA 能够基于从多种数据源捕获的单一数据副本，加快事务处理和分析处理的速度。该平台支持内存数据处理，无需物化视图就可以对新数据实施快速分析。此外，由于可以实时聚合数据，无需物理表来存储汇总的数据，因此，SAP HANA 在降低硬件复杂性和 IT 成本的同时，还能提供实时洞察，提高业务灵活性。SAP HANA 的重心不是单纯的 SQL 提速，它还致力于支持和推动业务创新。

　　专为瞬时响应而设计

　　各行各业成逾万家企业都在利用 SAP HANA 平台提供的颠覆性技术，实时了解自身的运营情况，获取切实可行的洞察。SAP HANA 消除了基于磁盘的数据孤岛所带来的瓶颈，采用内存计算来加快事务处理速度和分析速度。

　　SAP HANA 不是部分而是完全采用内存技术，因此可以使用多处理器内核和单指令多数据命令，并行处理多个数据集。SAP HANA 还可以将多个工作负载整合到单一系统中，消除运营系统和决策支持系统之间的重复数据。换言之，借助 SAP HANA，企业能够执行深入的分析和高速的事务处理，进而做出准确、实时的响应。

　　事务处理与分析处理

　　联机事务处理系统 (OLTP) 处理的是通常用于控制和执行业务任务的运营数据。OLTP 涵盖了在数据库中执行的大量“插入”、“更新”和“删除”操作，其性能通常以每秒钟处理的事务量来衡量。OLTP采用高选择性 WHERE 子句，执行大量的写入操作，而且大多数都是简单的读取操作，且读取操作用时不到一毫秒。一般来说，短时间数据库操作的并发性较高。OLTP 的一个显著特点就是：利用预定义方差，执行重复性工作任务，比如，处理销售订单、物料移动、财务凭证、发票或薪资计算等。考虑到数据自然增长、内容日趋复杂化以及数据的长期保留规定等种种因素，OLTP 数据库通常会迅速扩大。

　　另一方面，联机分析处理系统 (OLAP) 则负责处理用于规划与预测、问题解决和决策支持等复杂查询的数据。OLAP 数据库同样包含聚合数据，其性能以响应时间来衡量。

　　满足企业真实需求

　　目前，企业应用正在从传统的事务处理模式过渡到分析处理与事务处理整合一体的模式。未来，大多数企业都希望部署能同时满足其 OLAP 和 OLTP 需求的内存数据库平台。

　　尽管强化 OLAP 性能能够产生显著效应，但是，OLTP 性能依然至关重要。即使事务处理的时间为几毫秒，而且其速度在此基础上继续提升，比如再提高两倍，这在多数真实的企业用例中也不会产生太大影响。在 OLTP 性能方面，SAP HANA 能够媲美其他关系型数据库管理系统 (RDBMS)。而且，SAP HANA 采用的列存储方法在保证事务处理性能的同时，还能优化分析性能。许多 SAP 客户反映，随着索引插入、冗余数据和物化视图的减少，他们的 OLTP 性能都得到了提升。

　　重要的是，SAP HANA 可以满足绝大多数企业的需求。随着复杂性和成本的不断增加，企业开始面临诸多可扩展性问题。对于这些企业而言，SAPHANA 具有颠覆性意义，因为该平台能帮助企业简化 IT 架构、数据处理流程和管理程序，进而降低总体拥有成本 (TCO)。此外，SAP HANA 还能同时处理 OLTP 和 OLAP 工作任务，帮助企业化繁为简。

　　SAP HANA 如何实现近乎实时的响应?

　　过去，企业系统是借助聚合数据构建的。尽管在数据库表中插入新的一行非常简单，但是更新聚合表不仅要耗费大量资源(在更新和重写之前需要读取)，还要在数据库中启用锁定机制。而且，聚合数据会引发更大的问题，因为对于大多数应用而言，要预测准确的预聚合操作，就必然会产生事务处理瓶颈。

　　SAP HANA 数据库能够实现近乎实时的响应。在运行过程中，SAP HANA 数据库无需预先聚合数据，消除了数据库锁定环节，而且不会使用多余的事务性行项目副本。这样，企业就可以显著简化各种程序和数据模型，提高灵活性，大幅减少数据足迹，支持全新的产品发布策略(通过持续更新交付产品)，并支持云部署和企业预置型部署等多种部署选项。

　　此外，SAP HANA 的内存数据库还提供了另一个突破性成果：系统能缓存结果集或中间结果集，并保存一天(热存储)或一年(冷存储)，然后将这些结果集与最近输入的数据(增量存储)动态整合。这样，用户就能够以前所未有的速度，进行大规模的数据比较和业务场景模拟。

　　SAP S/4HANA Finance 解决方案是一个经典例子，揭示了企业如何利用 SAP HANA 实现非破坏性创新。通过删除数据复制和预计算环节，该解决方案采用的内存数据库能支持财务分析师即时评估假设模型的价值，同时加快月度结算、季度结算和年度结算。

　　基于严格的标准执行基准测试

　　SAP 标准应用基准测试由 SAP 及其技术合作伙伴共同制定。这些基准测试能够帮助 SAP 及其合作伙伴在特定条件下，对软硬件组合的性能和可扩展性进行评估。

　　SAP Benchmark Council(基准测试组织)负责监督和维护 SAP 标准应用基准测试。该组织由来自SAP 及其技术合作伙伴(如硬件和数据库供应商)的代表组成，其职责是帮助确定各项基准测试的内容，并就硬件和数据库供应商在基准测试过程中使用的测试程序制定相应规则。

　　基准测试将对硬件、软件和数据库系统施加大量负载，以评估其性能，包括 CPU 利用率、内存消耗、网络负载、功能性错误以及系统可用性等。然后，供应商会将基准测试结果提交给 SAP 进行认证。

　　为什么 SAP HANA 没有 OLTP 基准测试结果?

　　事务处理是所有企业系统数据库的核心任务。毫无疑问，在众多实例中运行的 SAP HANA 数据库也能处理事务工作。那么，让我们来分析一下，为什么对 SAP HANA 数据库实施过去的 SD 基准测试会产生具有误导性的结果。

　　SAP HANA 不仅仅是一个数据库，还是一个符合ACID 原则(原子性、一致性、隔离性和持久性)的内存数据库平台，该内存数据库采用列式设计，在主内存中为所有业务凭证保留了一份数据副本。无疑，这种数据库格式能够实现最佳的分析性能和最高的压缩率。此外，SAP HANA 平台还包含一个支持文本分析和空间数据的引擎，提供了现代应用所需的其他功能，而支持文本分析和空间数据仅仅是 SAP HANA 平台众多差异化优势中的冰山一角。

　　当 SAP 推出 SAP R/3 软件之时，主流的数据库设计选用的是基于行的架构，因为这种设计能够以很快的速度编写单个业务凭证。后来，在这种设计理念的引导下，针对基于行的数据库优化的业务应用应运而生。而为了优化运营报告的性能，用户不得不创建大量附加的聚合数据和数据索引。结果就是，一旦采用基于行的内存方法，数据模型会变得越来越复杂，数据足迹也会超出必要范围。除此之外，基于行的设计在 SELECT * SQL 语句中也没有明显的时间损失。因此，即使 100 个字段中只需要其中 2 个字段，系统也无需提高选择性。从这些案例中不难看出，在一个针对基于行的数据库优化的系统上使用 SD 基准测试来评估 SAP HANA 的性能，无法提供有意义的结果。

　　SD 基准测试诞生的时代背景是，各行各业都专注于提高专业用户的产出和效率。现如今，SAP 软件临时用户的数量已经超过专业用户。相比专业用户，临时用户每周处理的事务较少，而且在需要制定决策的环境下，他们会将实时分析与更复杂的活动联系在一起。这意味他们需要的架构也截然不同。

　　对于 OLAP 操作，基于 RDBMS 的传统系统需要额外将数据复制(数据备份和恢复所产生的数据足迹进一步扩大)到临近的数据仓库和数据集市中，并且会有 24 小时的延迟。因此，客户系统中的读写活动比例通常约为 7：3 。但是，对于运行 SAP S/4HANA套件的客户系统，其读取活动一般占 95%，写入活动只占 5%。

　　从这里，我们不难发现，对于 90% 的 SAP S/4HANA软件系统的 Quick Sizer 结果，现成的标准“基础”硬件足以满足客户需求。总的来说，只有 10% 的客户案例需要采用高端系统配置，来处理预期的 OLTP和 OLAP 任务组。

　　由于 SD 基准测试仅适用于一小部分真实的系统活动，因此，在很大程度上，SD 基准测试对更现代化的 SAP S/4HANA 软件系统意义不大。

　　为了真实反映基于内存数据库及其相关用户活动的现代化应用设计的性能，SAP 正在为 SAP S/4HANA开发专门的基准测试。届时， 一些为基于 SAP HANA 的先进技术提供支持的硬件供应商将能够试用新设备，实施具有创新性的业务流程，并支持数字化转型，而不仅仅是围绕略微过时的记录系统考虑性能问题。

　　工作负载和选型考量

　　SAP Application Performance Standard(应用性能标准，简称 SAPS)是一个独立于硬件的衡量指标，用于描述某系统配置在 SAP 软件环境中的性能表现。SAPS 源于销售和分销 (SD) 基准测试，其中 100 SAPS 被定义为企业每小时完整处理 2,000 个命令行项目。从技术角度来说，该吞吐量意味着在 SD 基准测试中，硬件每小时处理 6,000 个对话步骤(屏幕改变)和 2,000 次过账，或处理 2,400个 SAP 软件事务。

　　许多客户的选型项目都采用 Quick Sizer 工具进行评估。这些评估表明，几乎 90% 的选型项目要求的硬件配置的 SAPS 值都不超过 36,000，该数值是当今商用服务器常用的性能指标。这样一来，客户就可以完全放心，因为大多数商用服务器都能达到性能要求，处理 SAP HANA 数据库系统所要求的工作负载。

　　SAP HANA 的差异化优势

　　SAP HANA 将事务处理与分析处理整合一体，并以基于列的压缩格式将所有数据存储在内存中。SAP HANA 无需总合、索引、物化视图和聚合数据，因而能够大幅减少数据库足迹。所有数据都在主内存中以实时的方式按需计算。这样，企业就能在同一个实例中同时运行 OLTP 和运营报表，并实时执行任何类型的即席查询和相关分析。许多 SAP 客户反映，由于消除了索引插入、冗余数据和物化视图，他们的 OLTP 性能得到了提升。

　　SAP HANA 将作为一项颠覆性技术，续写佳绩。通过将工作负载迁移到 SAP HANA 上，企业将获得诸多业务优势，包括：

　　降低总体拥有成本

　　越简单越好。SAP HANA 利用单一数据副本，在内存中同时执行事务处理和分析处理，期间既无需复制数据副本，也不用手动执行提取、转换或加载操作。举例来说，借助 SAP HANA 多租户数据库容器，你能够以统一的方式管理多个数据库，同时确保每一个数据库的相对独立性和安全性。这就意味着你将获得单一备份、统一的补丁，同时能够灵活地将专门的资源分配给各个租户数据库。此外，SAP HANA 采用的内存方法还可以简化数据管理，强化性能，提高服务器利用率，并减少运营支出和资本支出。

　　更智能的数据建模

　　通过消除不必要的数据移动，SAP HANA 能够加快应用的运行速度。你可以直接在数据库内，紧贴数据运行复杂的业务逻辑，而无需在应用服务器中缓存数据。此外，SAP HANA 还提供了优化的内存计算引擎，以加快复杂算法的执行速度。针对语义丰富的数据模型，你还可以充分利用 SAP HANA 中的核心数据服务，并显著提高应用性能。

　　在多层存储器中实施更经济高速效率的数据管理通过动态分层，SAP HANA 在内存中保留经常访问的数据，而将不常访问的数据卸载到磁盘。这样，你就能以经济高速效率的方式管理海量数据，而不会受到内存大小的限制。此外，不论数据存储在哪个位置，你的应用都能透明地访问所有数据。而且，你还能随时修改存储首选项，灵活满足业务需求和用户需求。

　　自由选择硬件

　　SAP 与主流硬件供应商协作，并建立了合作伙伴关系。其他一些主要的 RDBMS 供应商提供的数据库可能附带专有硬件。与他们不同，SAP HANA 为企业提供了自由选择权。认证且支持的 SAP HANA 硬件目录 (Certified and Supported SAP HANA Hardware Directory) 列出了数百种通过 SAP 认证、适用于 SAP HANA 的配置。目前有 20 多款经过认证的企业存储解决方案供你选择。你可以自由挑选，能为你提供所需功能、配置以及投资价值的硬件供应商。SAP 与英特尔公司及 SUSE 公司一直保持着战略合作伙伴关系。

　　如果客户希望更自由地部署解决方案，他们可以采用 SAP HANA 定制的数据中心集成。这种方法可以支持客户重复使用现有的硬件和基础架构组件。硬件创新有助于持续提升 SAP HANA 的性能领先的硬件供应商不断采取各种措施，来提升服务器技术的性能和经济效益。例如，近年来，刀片式服务器提供的多核架构和大规模扩展功能使数据处理性能呈数量级攀升。如今，我们用每个服务器几 TB 的标准来衡量 RAM。平均 1 GB 内存的成本也大幅下降，而且每秒的吞吐量超过了 100 GB。这些趋势还将继续下去。由此可见，硬件创新对进一步提升 SAP HANA 事务处理和分析处理的性能做出了重要贡献。

　　SAP 与英特尔公司的技术合作伙伴关系SAP 和英特尔公司在设计和支持 SAP HANA 平台方面开展了长达六年的合作。双方致力于推动 SAP HANA 在英特尔® 至强® 处理器 E7 系列的服务器上运行，支持客户以前所未有的速度处理和分析数据。

　　举例来说，英特尔近期推出的至强 E7 v3 系列处理器(也称为 Haswell EX)增加了一项新功能，支持用户解锁事务。英特尔公司认为，与上一代的英特尔至强 E7 处理器相比，新的处理器在事务处理和分析处理性能方面均有显著提升。

　　围绕 IBM Power Systems，SAP 与 IBM 开展技术合作SAP 还扩展了与 IBM 的长期合作伙伴关系。现在，客户还可以通过 IBM Power Systems 使用 SAP HANA。对于基于 IBM Power Systems 运行 SAP Business Warehouse(业务仓库应用)的客户而言，这意味着他们可以将 SAP HANA 的强大内存和简化功能与 IBM Power Systems 的各项优势(比如，更快的计算速度、更大的数据带宽、更低的延迟以及更高的灵活性等)整合一体。

　　SAP 基于商用服务器在内存中运行自己的业务通过使用 SAP HANA 固有的压缩功能和消除冗余数据，SAP 可以利用商用企业硬件，完全在内存中运行自己的业务。得益于这一点，2015 年，SAP 的收入达到了近 210 亿欧元，且拥有 290,000 多家客户和 75,000 多名员工。

　　客户案例：SAP HANA 性能例证

　　SAP HANA 能够执行高速的事务处理和超快速的数据扫描，以满足企业实时运营业务的需求。负载测试证实，SAP HANA 可以在广泛的真实业务场景中交付卓越的整体性能。绝大多数 SAP 客户表示，从基于磁盘的数据库系统迁移到 SAP HANA 后，他们的数据库性能显著提升。下面，让我们详细了解其中的几个客户案例。

　　梅赛德斯-AMG 公司利用实时测试结果

　　提高车辆性能

　　SAP HANA 将事务处理与分析处理整合一体，并以梅赛德斯-AMG 公司 (AMG) 致力于为全世界的车迷制造和定制高性能的梅赛德斯- 奔驰汽车。每台AMG 发动机都是纯手工组装。该公司拥有严格的质量标准，因此他们选择了利用 SAP HANA 平台来创建一个测试环境，以节约时间和成本，同时加快定制汽车的交付。

　　在 AMG，一项典型的发动机测试一般需要 50 分钟，使用多达 300 个传感器，并且每秒产生 3,000 到30,000 个数据元素。该公司一直在寻找一种能更快速有效地分析测试结果的方法。举例来说，尽管大多数的发动机异常都是发生在测试的头几分钟，但是在过去，一直到整个测试结束，工程师才能发现这些问题。

　　AMG 希望提高工作效率，包括基于事实及时制定业务决策等等。因此，当面临打造更高速效率的发动机试验台这一挑战时，AMG 很快就选择了 SAP HANA 平台作为其构建解决方案的完美基础。该公司利用一个虚拟环境，实施了基于 SAP HANA 的 SAP Business Suite(商务套件软件)。这款解决方案还整合了来自 Modern Horsepower 公司的先进传感器技术以及 SAP HANA定制的数据中心集成。

　　在 AMG 全新的发动机测试环境中，技术人员可以将发动机的传感器数据与历史测试数据实时关联起来。结果，他们可以更快速地发现和分析潜在问题。由于能够在问题发生时第一时间发现潜在的发动机问题，AMG 技术人员可以立即终止测试，着手分析当前状况，而无需等到整个测试过程结束。这种方式有助于 AMG 公司提高每周的发动机测试效率，让工程师腾出更多时间，专注于提高发动机的质量。

　　HSE24 公司加快开展针对性营销活动

　　实时提高销量

　　欧洲家庭购物电视台( HSE24) 是德国一家多媒体电视购物公司。该公司为分布在德国、奥地利和瑞士的 4,100 万户家庭提供服务，现在他们的业务足迹还拓展到了意大利和俄罗斯。HSE24 的年收入超过 6 亿欧元，平均每天处理 39,000 通电话，运送 37,000 个包裹。HSE24 拥有 700 位内部员工和 2,100 家服务合作伙伴。这些合作伙伴代表 HSE24 运营呼叫中心、受理客户订单并处理物流事务，为 HSE24 的内部员工提供了大力支持。

　　HSE24 专注于通过电视、数字化零售渠道和移动应用实时销售商品。为了保持行业领先地位，HSE24 充分利用了他们对客户不断变化的偏好和购物模式的即时洞察。基于大数据的商务智帮助该公司将客户细分提升到了新的高度。现在，HSE24 能够利用可据以采取行动的洞察，实时识别目标受众群，并高时效地满足整个客户生命周期中的沟通需求。通过发现和分析客户的购买习惯，HSE24 减少了成本高昂的退货情况，因而提高了销售利润，减少了发货运营中的碳足迹。

　　得益于针对性营销活动，HSE24 取得了巨大成功。在 SAP HANA 的支持下，该公司以极少的人工投入和前所未有的速度，设计和推广高速效率的营销活动。自动化的定期营销活动帮助该公司将更多首次购买者转变为重复购买者和忠实客户。同时，每位客户的净销售额也大幅提高。

　　通过加快事务处理，瓦里安完善了流程

　　并降低了成本

　　瓦里安医疗系统公司 (Varian Medical Systems Inc.)是一家先进的医疗设备制造商。该公司提供各种设备和软件，用于治疗癌症，拍摄 X 光片，保护港口和边境等等。瓦里安公司总部位于美国加利福尼亚州的帕罗奥多，旗下拥有 6,500 名员工，年收入高达 30 亿美元。

　　瓦里安公司希望加快产品发布速度，为客户提供具有复杂变体和集成内容的医疗设备。他们还计划进军发展中市场，包括巴西、俄罗斯、印度和中国。与此同时，瓦里安决心削减与事务处理和内部运营相关的各项成本。

　　基于 SAP HANA 的 SAP ERP 应用支持瓦里安公司对复杂数据进行快速分析，这正是该公司达成其目标的关键。此外，通过加快事务处理速度，该公司还可以即时采取补救措施，进而节约成本，提高客户满意度。

　　Infosys 公司提高了应用性能和业务绩效

　　Infosys 公司总部位于印度班加罗尔，是一家跨国企业，旗下业务涵盖业务咨询、信息技术、软件工程和外包服务等。该公司拥有超过 193,000 名员工，年收入达 87 亿美元。

　　Infosys 公司分别在一个 6TB 的装置上部署了基于 SAP HANA 的 SAP Business Suite，在一个 2 TB 的装置上部署了基于 SAP HANA 的 SAP Business Warehouse，以及在一个 1 TB 装置上部署了 SAP Supplier Relationship Management (SAP SRM)应用。现在，Infosys 公司将 SAP HANA 定位成一个面向未来的平台，用于帮助其实时生成运营报表。最终，该公司 SAP ERP 和 SAP SRM 中的事务处理速度以及 SAP BW 中的查询速度都得到了大幅提升。

　　结语

　　总之，关于 SAP HANA 平台，你需要掌握以下要点：

　　超过 90% 的客户的选型项目都是通过 Quick Sizer完成的，这些项目的硬件配置要求低于 36,000SAPS。通常来说，商用服务器完全可以达到这种工作负载要求。

　　实验室测试和客户的概念验证均表明，选择经过认证的商用硬件可以帮助企业应对超大型 OLTP系统的吞吐量。

　　SAP HANA 的基础架构消除了汇总表机制，因此与 SAP Business Suite 或 SAP R/3 相比，SAP HANA 能支持的事务吞吐量大得多。

　　如果企业遵守 SAP 提供的性能指南，他们还将获得用于分析和搜索的 CPU 周期。

　　部署 SAP HANA 后，客户发现系统的整体 CPU占用率降低，这有助于他们节约功耗，并将足够的容量留给高峰时期繁重的分析工作。

　　数字经济时代即将来临。现在正是企业构建数字业务基础的最佳时机。复杂的业务流程和决策机制阻碍了许多企业的数字化转型。而 SAP HANA 能够以极快的速度为企业提供所需的实时响应能力。在日益互联和复杂的商业架构中，SAP HANA 为企业提供了一个至关重要的因素：简单性。

　　来源：SAP天天事