SAP HANA DB

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Die SAP HANA DB (früher: High Performance Analytic Appliance) ist das aktuelle Datenbank-Produkt von SAP und gehört zur SAP Business Suite 4 SAP HANA. Im Gegensatz zu SAP R/3 und ERP 6.0 wird in Zukunft bei SAP Produkte wie S/4HANA nur noch die HANA DB unterstützt. Daher müssen sich auch alle Kunden anderen Datenbanken ("AnyDB") wie z.B. Oracle oder DB2 damit beschäftigen. Was ist das besondere an der SAP HANA DB?

Entwickelt wurde die Datenbanktechnologie von dem Hasso-Plattner-Institut zusammen mit SAP und der Universität von Stanford. Sie stützt sich auf der Idee der In-Memory-Datenbanken, die alle Inhalte spaltenweise im RAM halten und durch bessere Performance überzeugen. Aktuelle Datenbanksysteme können dies nicht leisten. Nun ist es erstmals möglich, große Datenmengen in Echtzeit zu analysieren. Außerdem verschwindet die Unterscheidung zwischen OLTP und OLAP, Online Transaction Processing und Online Analytic Processing. Zudem werden transaktionale und analytische Funktionen mit Hilfe der In-Memory-Technologie in einem System verarbeitet.

Architektur

Die HANA DB zeichnet sich durch ihre In-Memory-Technologie aus. Dadurch werden die betriebswirtschaftlichen Daten nicht auf Festplatten gespeichert, um mit Indizes auf sie zugreifen zu können. Stattdessen werden sie im Arbeitsspeicher gehalten, damit sie vergleichsweise in Echtzeit vorliegen. Als Ergänzung zu SAP Business-Suite-Systemen können bestimmte Rechen- oder Analyseaufgaben an eine separat betriebene SAP HANA DB ausgelagert werden (side-car-Architektur).  Zu Beginn war die HANA DB auch ausschließlich als Appliances (Software/Hardware-Bundle) verfügbar – mittlerweile kann die Software aber auch auf geeigneter Hardware installiert werden. Die SAP HANA DB benötigt viele Ressourcen und es sollte ausschließlich auf zertifizierter Hardware verwendet werden.

Wichtig ist auch, dass die HANA DB zwar als Backend-Datenbank hinter einem ABAP-Application-Server eingesetzt werden kann, die aktuellen Versionen aber einen vollständigen eigenen Application Stack bietet (SAP HANA XS Advanced Runtime Platform, XSA).

SAP HANA XS Advanced Runtime Platform

SAP HANA XS Advanced Runtime Platform

Das bedeutet, es ist auch möglich Applikationen auf der HANA DB zu entwickeln und bereitzustellen. Dabei ist es dann allerdings notwendig, auch Themen wie Benutzer- und Berechtigungsmanagement auf der Datenbank abzubilden. SAP Produkte wie die Enterprise Threat Detection sind Produkte, die als Applikationen auf HANA DB abgebildet sind.

Einsatzbereiche

Derzeit verwendet die SAP die HANA DB bei unterschiedlichen Einsatzfeldern, damit sie aus den Eigenschaften der HANA DB betriebswirtschaftlichen Nutzen ziehen können. In Stand-Alone-Szenarien können beispielsweise spezielle Analyse-Aufgaben mit einer signifikant besseren Performance als zuvor erledigt werden. Häufig ist die Einführung der HANA DB in dem Bereich SAP Business Intelligence (SAP BI/SAP BW) ein Einstiegsprojekt, da es in bestehenden SAP Landschaften den besten Nutzen bringt. Diese Beschleunigung eines OLAP Systems war eigentlich nicht das zentrale Thema der HANA Technologie. Nichtsdestotrotz sind bedeutende Performancegewinne möglich, ohne die Systemarchitektur grundsätzlich zu verändern.

Unterschied zwischen der HANA DB und einer Any-DB – In-Memory

Mit Hilfe von kostengünstigeren Hauptspeichern, die in der Lage sind, immer mehr Kapazität zu tragen, erscheint es sinnvoll, immer mehr Daten im Hauptspeicher für einen schnelleren Zugriff zu puffern. Falls nun alle Daten dieser Daten nach diesem Weg abgelegt werden, erhält man einen zentralen Punkt in der In-Memory Technologie. Daraus können zahlreiche Konsequenzen und Probleme resultieren.

Da die Größe von allen Geschäftsdaten einer Applikation im mehrstelligen Terabyte Bereich liegen kann, sind geeignete Komprimierungsverfahren notwendig. Um einen schnellen Zugriff über eine Anwendung zu gewährleisten, sollten die dazu benötigten Informationen im Speicher nahe zusammen liegen. Dadurch sollen die Zahl der Seitenfehler im Cache verringert werden. In diesem Zusammenhang wird auch von Datenlokalität gesprochen.

Wegen der veränderten Zugriffsweise durch analytische Prozesse gibt es nun die Idee, das Seitenlayout von Datenbanktabellen in HANA zu übertragen. Im zeilenbasierten Layout mussten die einzelnen Zeilen der Tabelle hintereinander geschrieben werden und damit die Spalten der Tabelle zerschnitten werden. Durch das spaltenbasierte Layout ist es nun so, dass die einzelnen Spalten zusammenbleiben und hintereinander weggeschrieben werden. Dadurch erhält man wiederum neue Angriffspunkte für die zwingend erforderliche Komprimierung.

Spaltendekomposition

In der Datenbank wird jede Spalte durch einen Attribut- und Dictionary-Vektor repräsentiert. Das Dictionary beinhaltet dabei in sortierter Weise die unterschiedlichen Werte der Spalte. Die Positionen der Werte im Dictionary-Vektor werden im Atrributvektor weggeschrieben.

Auf das Dictionary und den Atrributvektor können nun geeignete Komprimierungen vollzogen werden. Oft schwankt der erzielte Komprimierungsfaktor, wie z.B. das Verhältnis aus komprimierter und unkomprimierter Speichergröße, in typischen Anwendungen je nach Spalte zwischen 20% und 140%. Allerdings ist das Gesamtergebnis zumeist wesentlich vorteilhafter.

Eine zusätzlicher zentraler Vorteil eines spaltenbasierten Layouts für analytische Berechnungen ist eine deutliche Verbesserung einer möglichen Parallelisierung. So können damit z. B. mehrere Spalten unabhängig voneinander aggregiert werden.

Umstieg auf HANA DB

Bereits vor einigen Jahren hat SAP klargemacht, dass HANA die zukünftige Standardtechnologie für SAP-Produkte sein wird. Deshalb sind Unternehmen, die sich also zukunftssicher aufstellen wollen, mit HANA auf dem richtigen Weg. Auch gibt es Laufzeit-Beschränkungen in den Verträgen zwischen SAP und anderen Datenbankherstellern. Das bedeutet, dass auch Nutzer die nach 2025 auf ERP 6.0 bleiben wollen in Zukunft zumindest auf ERP 6.0 on HANA DB umsteigen müssen, weil die Nicht-SAP-Datenbanken nicht mehr unterstützt werden.

Das stärkste Argument für einen Umstieg auf die HANA DB ist die deutlich schnellere Rechenleistung. Diese machen Analysen möglich, die bisher zu lange gedauert hätten und damit zu kostspielig gewesen wären. Mit Hilfe der HANA DB schafft man sich folglich Wissens- und damit Wettbewerbsvorteile.

Falls eine bestehende SAP-Infrastruktur auf die HANA DB migriert wird, gilt folgendes Prinzip: Einige Programme laufen schneller, andere bleiben gleich und wieder andere laufen langsamer als bisher. Da allerdings immer mehr speziell für SAP HANA-optimierte Anwendungen ausgeliefert werden, ist auch da zukunftsorientiert die SAP HANA DB sinnvoll. Denn diese Programme nutzen dann die Performancevorteile von HANA optimal aus.

Beratung

Sie überlegen auf HANA umzusteigen? Sie haben Fragen zur Einführung oder den verschiedenen HANA-Produkten der SAP? Dann schauen Sie entweder auf dem RZ10. de-YouTube-Kanal vorbei oder abonnieren Sie gerne unseren Podcast. Dort geht es neben HANA DB auch um HANA Cloud Platform und andere HANA-Produkte. Natürlich stehe ich oder Berater des IT-Beratungsunternehmens mindsquare Ihnen auch gerne für eine persönliche Beratung zur Verfügung. Profitieren Sie von unseren Best Practices. Wir beraten Sie gerne, welche nächsten Schritte Ihnen den größten Mehrwert bieten.

SAP S/4HANA: https://rz10.de/knowhow/sap-s-4hana/

HANA DB mit Eclipse: https://rz10.de/sap-basis/hana-db-mit-eclipse-erste-schritte/

Einblick in die SAP HANA Datenbank: https://erlebe-software.de/sap-hana/hana-db/sap-hana-datenbank-2/

SAP HANA DB: https://mindsquare.de/knowhow/hana-db/ 

Server Architecture of SAP HANA XS Advanced Runtime Platform: https://help.sap.com/viewer/6b94445c94ae495c83a19646e7c3fd56/2.0.02/en-US/5fb6e7a65b1d447fabeebd3d5051cf32.html


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