Infrastruktur MAG 1510

Integration schafft Mehrwert & Sicherheit

2015
Geschrieben von E-3 Magazin

Erstmals wird Hybrid Columnar Compression (HCC) auf der Oracle Exadata für SAP verfügbar. Der Beitrag behandelt den Einsatz der Oracle-eigenen Hardware als SAP-Datenbankmaschine mit Schwerpunkt auf HCC, einer Komprimierungstechnologie, die nur in Verbindung mit Exadata verfügbar ist.

Pünktlich zum Ende des ersten Kalenderhalbjahres 2015 hat SAP die Phase zwei der Zertifizierung für Oracle Database 12c Optionen abgeschlossen. Nach der generellen Freigabe von Oracle Database 12c für SAP im ersten Schritt und der Freigabe der In-memory-Option im zweiten wird innerhalb der nächsten Monate auch die Freigabe für die Database Option Advanced Compression erwartet.

Sie enthält das neue Information-Lifecycle-Management-Feature von Oracle Database. Erstmals wird damit auch Hybrid Columnar Compression auf der Oracle Database Machine Exadata für SAP verfügbar.

Einerseits fallen in Unternehmen immer mehr Daten an, die verarbeitet, vorgehalten und ausgewertet werden sollen, gleichzeitig steigt der Kostendruck auf die IT-Abteilungen.

SAP-Bestandskunden sind mit dem Betrieb und der Verwaltung großer und komplexer SAP-Landschaften vertraut, die aus einer Vielzahl abgestimmter IT-Gruppen bestehen. Wenn SAP-Ausfälle drohen, sollen diese bei der Fehlerbehebung und Diagnose eng zusammenzuarbeiten.

Aber wenn es darum geht, die bestehende IT-Landschaft zu optimieren, wird nicht die Leistung und Verfügbarkeit erreicht, die eigentlich möglich wäre. Das liegt in den meisten Fällen daran, dass zu wenig Zeit und Know-how verfügbar ist, um die Komponenten in individuell konfigurierten Datenbank-Servern richtig auszubalancieren und zu konfigurieren.

Das kann zwangsläufig zu Engpässen im System führen und senkt die Leistung dramatisch. Zudem wurde üblicherweise nie überprüft, was beim Versagen einzelner Komponenten passiert, weil das System nicht als integrierte Einheit entwickelt wurde.

Exadata wurde speziell für den Einsatz mit Oracle-Datenbanken entwickelt und ist stets einheitlich konfiguriert, alle Maschinen sind identisch. Diese Einheitlichkeit sorgt auch für verbesserten Support, da die Oracle-Support-Mitarbeiter immer mit den gleichen Systemen konfrontiert sind und Unternehmen lediglich einen Hersteller kontaktieren müssen.

Sofern die Exadata-Maschinen in einer zertifizierten Konfiguration betrieben werden, erhalten Anwender sogar Platinum Services von Oracle ohne zusätzliche Kosten. Das sorgt für noch höhere Verfügbarkeit und Leistung.

Der Service umfasst auch Fern-Monitoring zur Fehlerfrüherkennung, beschleunigte Reaktionszeiten und Patch Deployment Services. Unternehmen profitieren damit von der Erfahrung aus vielen Tausend Exadata-Maschinen, die bereits im Einsatz sind.

Durch den Single-Vendor-Support und zentrale Beobachtung aller Komponenten eines Systems werden Ressourcen, die sonst für den Betrieb von Datenbank-Servern notwendig wären, frei.

Effizienz heißt das Zauberwort, weshalb die Oracle Engineered Systems die ideale Hardware-Basis für SAP-Installationen sein können. Oracle stellt mittlerweile alles aus einer Hand bereit: Server, Speicher, Betriebssystem und Virtualisierung.

Oracle bietet damit für SAP eine IT-Infrastruktur-Lösung an, die hohe Systemverfügbarkeit und einen klaren Weg zu erhöhter Produktivität bietet. Gleichzeitig werden die Hardware-Ressourcen optimal ausgenutzt, was auch für geringere Total Cost of Ownership sorgt.

Optimale Systemauslastung sowie die höhere Komponentendichte sorgen für gleichen Strombedarf bei mehr Leistung, gleichzeitig wird der Platzbedarf in Rechenzentren gesenkt, wodurch die Umweltfreundlichkeit steigt.

Für SAP zertifiziert ist der Einsatz der Exadata Database Machine seit Juni 2011. All die Hardware-Komponenten, die in der Exadata Database Machine integriert sind, sind optimiert für den Betrieb von Oracle Database.

Das umfasst beispielsweise Server auf Basis von Intel-Prozessoren, die mit Oracle Linux laufen, sowie optimierte Storage-Komponenten. Sie sind von Oracle-Experten vorkonfiguriert, optimiert und getestet.

Das erspart Wochen oder Monate, die üblicherweise nötig sind, um ein hochleistungsfähiges System aufzubauen. Zudem verfügt Exadata über eine redundante Architektur, in der alle Single Points of Failure eliminiert wurden.

Die dafür üblichen Technologien wie Mirroring, Fehlerisolation, Schutz vor Festplatten- oder Zellenausfall sind enthalten, sodass höchste Verfügbarkeit und höchster Schutz der Daten sichergestellt ist.

Die massiv parallele Architektur, die auf Oracle Real Applications Clusters und Exadata Storage aufbaut, liefert höchste Leistungsfähigkeit mit linearer I/O-Skalierbarkeit. Damit wird die Bandbreite zwischen Datenbank-Server und Speicher drastisch erhöht.

Intensive Abfrageprozesse und Data-Mining-Auswertungen werden auf Storage-Server ausgelagert. Damit erfolgen die rechenintensiven Abfragen näher am Speicherort der Anwendungsdaten, was die Abfrageleistung erhöht und parallele Abfragen beschleunigt. Dieses enge Zusammenspiel zwischen Hard- und Software zeigt sehr gut, welche Optimierung sich mit Engineered Systems erzielen lässt.

Exadata optimiert SAP

Die Datenbank-Maschine von Oracle ist optimiert, mit allen Datenbank-Anforderungen umzugehen, ganz egal ob es sich um leseintensive Data-Warehouse-Anwendungen (z. B. SAP BW) oder um hochparallele OLTP-Applikationen (z. B. ERP/ECC 6.0) handelt.

Oracle Exa­data kann als Backend für alle SAP-Anwendungen eingesetzt werden, die auf NetWeaver 7.0 und neuer aufbauen. Die Oracle Exadata Database Machine nimmt es mit den anspruchsvollsten Arbeitslasten auf und erzielt Geschwindigkeitssteigerungen bis um das Zehnfache.

Zudem haben SAP-Anwender den Vorteil, dass sie sich bei Hard- und Software für ihre SAP-Landschaft nur noch auf zwei Anbieter beschränken können: SAP und Oracle. So lassen sich SAP-Umgebungen und -Infrastruktur auf Oracle Exadata sowohl über die BR*Tools, das SAP-eigene Verwaltungswerkzeug für Datenbanken, als auch über Oracle Enterprise Manager administrieren. Sogar Patches werden gemeinsam bereitgestellt.

Exadata verhält sich gegenüber der Anwendung total transparent. Das heißt, das genau gleiche Code-Set, das schon mit Oracle Database 11g Release 2 und mit 12c Release 1 (und neueren Versionen) auf traditioneller Datenbank-Hardware betrieben wurde, läuft auch auf Exadata – nur schneller.

Es sind damit bei der Migration auf Exadata keine Änderungen an den SAP-Anwendungen notwendig und die Performance-Gewinne stellen sich durch die kombinierte Hard- und Software-„Out of the Box“-Lösung umgehend ein.

SAP-Anwender müssen lediglich die SAP-Applikationsinstanzen ohne Änderung mit Exadata wieder verbinden. In Abhängigkeit von der Quell-Plattform kann eine Datenbank-Migration damit so einfach sein wie ein Backup und dann Restore.

Auch Oracle-Datenbank-Features, wie Oracle Data Guard, für Datenschutz und Verfügbarkeit, sowie Recovery Manager (RMAN), für Online-Backup und Recovery, lassen sich wie gewohnt auf der Exadata benutzen.

Der Vorteil für Anwender und Datenbankadministratoren ist offensichtlich: Sie können ihr bisher erworbenes Datenbank-Know-how weiter einsetzen. Mit der Oracle-Datenbank-Maschine lagern SAP-Anwender ihre Daten­bankanwendungen schrittweise und nach Bedarf aus oder erweitern sie.

Dadurch, dass sich Exadata von Beginn an als Achtel-, Viertel-, halbes oder volles Rack einsetzen lässt, ist eine Erweiterung bei eventuellen Kapazitäts- oder Leistungsengpässen kein Problem.

Exadata verfügt zudem über eine einzigartige Technologie, mit der datenintensive SQL-Operationen in den Oracle Exadata Storage Server verlagert werden. Nur die Reihen und Spalten, die direkt für eine Abfrage benötigt werden, werden an die Datenbank-Server zurückgeschickt.

Das Ergebnis ist höchste Leistung bei Transaction Processing und Data Warehousing. SAP-Transaktionen, die nach Daten verlangen, werden mit hoher Wahrscheinlichkeit aus dem Flash-Speicher bedient, um ultraschnelle Ergebnisse zu erzielen.

Reporting und Batch Processing beeinflussen damit nicht die Anwender, die SAP für Online-Transaktionen einsetzen. Abfragen in SAP BW/BI Data Warehouses werden damit um ein Vielfaches beschleunigt. Hybrid Columnar Compression (HCC) ist eine Technologie für hohe Datenkompression und Senkung des I/O.

Hybrid Columnar Compression

HCC ist nicht in der Oracle Database Option Advanced Compression enthalten, sondern nur mit Oracle Exadata erhältlich, da dafür spezielle Hardware-Konfigurationen nötig sind. Die durchschnittlichen Speichereinsparungen liegen beim 10- bis 15-Fachen, abhängig davon, welche Komprimierungsstufe gewählt wurde.

Durch seine starken Komprimierungsalgorithmen eignet sich HCC insbesondere für sogenannte „kalte“ Daten (z. B. historische). HCC kann eine Datenbank in der Größe von 100 TB auf 10 TB reduzieren.

Durch die frei gewordenen 90 TB können Unternehmen für einige Zeit auf die kostenintensive Erweiterung des Speichervolumens verzichten. HCC stellt damit eine Grundlagentechnologie sowohl für Warehouse- als auch für Archiv-Komprimierung dar.

Wie der Name – Hybrid Columnar Compression – schon zum Ausdruck bringt, nutzt diese Technologie eine Kombination von reihen- und spaltenorientierten Methoden für die Datenspeicherung.

Der hybride Ansatz erzielt die Kompressionsvorteile der spaltenbasierten Speicherung, ohne dabei die Nachteile eines rein spaltenorientierten Formats zu produzieren. Die bekannten Vorteile der Oracle- Datenbank im Einsatz mit Exadata, hohe Leistung bei OLTP-Anwendungen und Lesezugriffen, bleiben so bestehen.

Abfragen über HCC-komprimierte Daten laufen in den Exadata-Storage-Zellen mit Smart Scan, wobei eine Hochleistungsabfrage-Engine zum Einsatz kommt.

Wichtig dabei ist, dass die komprimierten Daten nicht nur auf der Festplatte bereitstehen, sondern weiterhin für alle Datenbankaufgaben schnell verfügbar sind, also auch im Exadata Smart Flash Cache, im Buffer-Cache des Datenbank-Servers und sogar für Backups oder Log-Shipping mit Data Guard bereitstehen.

Je nach Anforderung kann die Art der Komprimierung spezifiziert werden: Warehouse Compression ist auf die Abfrageleistung hin optimiert und eignet sich besonders für Data-Warehouse-Anwendungen; Archive Compression ist für höchste Kompressionsraten optimiert und eignet sich besonders für historische Daten und solche, die nicht mehr verändert werden.

Mit der aktuellen Oracle-Datenbank Version 12c, die auf Exadata nun auch für SAP zertifiziert ist, kann das (automatische) Compression Tiering nun auch für SAP verwendet werden. Die Datenbank entscheidet also selbst darüber, welche Daten wie stark, wenn überhaupt, komprimiert werden.

Das bedeutet, dass „heiße Daten“ unkomprimiert bleiben, während „warme Daten“ mit Advanced Compression komprimiert werden und nur für „kalte und sehr kalte Daten“ HCC verwendet wird.

Dadurch lassen sich Kapazitätsanforderungen, wie schon erwähnt, dramatisch reduzieren. Der Speicherbedarf sinkt bis um das 15-Fache und gleichzeitig wird die Anwendungsleistung bei der Abfrage historischer Daten deutlich beschleunigt. Das automatische Compression Tiering wird über Automatic Data Optimization (ADO) gesteuert.

Mit der Hardware-Philosophie „Engineered Systems“ und den eingebauten Optimierungen für Datenbanken, wie die beschriebene Hybrid Columnar Compression, eignet sich die Exadata Database Machine definitiv, um große, insbesondere SAP-Datenbank-Landschaften zu konsolidieren.

27 Jahre Partnerschaft zwischen Oracle und SAP garantieren den Anwendern höchste Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei geringen Gesamtkosten.

Über den Autor

E-3 Magazin

Information und Bildungsarbeit von und für die SAP-Community.

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