SAP Business Warehouse (BW) a SAP HANA. Powiązania i nowe możliwości

SAP HANA jako nowe podejście

W 2010 roku firma SAP wprowadziła na rynek nowe rozwiązanie zmieniające podejście do konstrukcji systemów zarządzania przedsiębiorstwem. SAP HANA to rozwiązanie łączącą ze sobą cechy systemu OLTP (czyli tradycyjnego systemu transakcyjnego np. SAP moduł finansowy, sprzedażowy, czy CRM itd.) z rozwiązaniem OLAP (podejście stosowane przy konstrukcji złożonych systemów analitycznych takich jak Hurtownia Danych SAP). Dzięki połączeniu obu systemów, oparciu ich o bazę danych działającą na zasadzie in-memory (dane transakcyjne przechowywane są w pamięci podręcznej) i wykorzystaniu modelu kolumnowego bazy udało się uzyskać rozwiązanie, które bez wątpienia można nazwać systemem nowej generacji.

To odważne stwierdzenie broni się samo dzięki swoim cechom:

Dane przechowywane są w pamięci podręcznej co powoduje wielokrotnie zwiększenie wydajności raportowych i analitycznych. Staje się to szczególnie pomocne w czasie wzrastających potrzeb informacyjnych związanych z dużymi wolumenami danych (Big Data) oraz jest kluczowe w przypadku gdy o sukcesie firmy decyduje czas reakcji na zaistniałe zdarzenia wewnątrz i w otoczeniu firmy,
Ominięcie ograniczeń i wąskich gardeł wynikających ze stosowanych do tej pory pamięci trwałej (standardowych dysków). Czas dostępu do danych w tych urządzeniach jest mocno ograniczony,
Dostosowanie architektury systemu do nowych typów procesorów zapewniających możliwość wykonywania wielu czynności równolegle,
Dzięki połączeniu systemu transakcyjnego z raportowym uzyskujemy dostęp do danych transakcyjnych w czasie rzeczywistym. Nie ma konieczności ich dodatkowego przetwarzania i kopiowania do innych systemów (np. w procesie ETL do systemu hurtowni danych). Zmniejsza to zdecydowanie nakłady pracy związane z przygotowaniem infrastruktury raportowej i pozwala na raportowanie danych rzeczywistych,
Firmy mogą obecnie wdrożyć i utrzymywać tylko jeden system SAP HANA. Zmniejsza to koszty TCO (ang. Total Cost of Ownership) i redukuje poziom skomplikowania architektury IT,
Nowy system dodatkowo daje możliwość korzystania z najnowszych trendów IT takich jak wirtualizacja czy przetwarzanie w chmurze. Wprowadza także szereg możliwości analitycznych dostosowanych do nowych źródeł danych (np. przetwarzanie tekstu i danych nieustrukturyzowanych ze portalu Facebook czy Twitter).

To tylko niektóre cechy rozwiązania SAP HANA, które ciągle ewoluuje, tak sam jak zmienia się rynek i otoczenie biznesowe. W tym artykule skupimy się tym, jak nowe podejście systemu HANA wpływa na rozwiązanie hurtowni danych (SAP Business Warehouse zwane również SAP BW) oraz możliwości raportowania o nią oparte.

SAP BW na SAP HANA

Wiele firm posiada wdrożone rozwiązanie SAP BW i połączone z nim narzędzia i usługi raportowe. Słysząc SAP HANA pojawiają się pytania, czy konieczne będzie zastąpienie starego systemu nowym, które wiąże się z czasem wdrożenia i inwestycją finansową. Jedna ze strategii wdrożenia nowego systemu zakłada, że środowisko BW zostaje nieruszone. W zastanej instalacji podmieniana jest jedynie baza danych i silnik analityczny. Jest to dobra wiadomość dla tych klientów, którzy są zadowoleni ze środowiska, posiadają modele danych i struktury raportowe, ale z powodu dużych wolumenów danych albo zwiększonych potrzeb raportowych chcą zwiększyć wydajność i szybkość pracy środowiska.

Rysunek 1. SAP HANA i BW

Korzyści biznesowe z wdrożenia BW na SAP HANA

Szybsze podejmowanie decyzji biznesowych dzięki przyspieszeniu działania raportów,
Lepsza integracja ze środowiskiem raportowym np. SAP Business Objects,
- Brak konieczności remodelowania i nauki nowego narzędzia (migracja bazy danych może odbyć się w ciągu kilku dni/tygodni zależnie od wdrożenia). Firma Red Bull wdrożyła SAP HANA w 2011. Migracja trwała dwa tygodnie,
- Poprawa wydajności systemu hurtowni danych (na przykładzie wdrożeń u klientów):
- Brak wpływu migracji na przerwanie działania środowiska BW,
  Zmniejszenie wielkości bazy danych o 80% (z 1.5 TB),
- Uproszczenie architektury rozwiązania: wysoce zoptymalizowane raportowanie bezpośrednio na obiektach typu DSO (Data Store Objects, czyli płaskie struktury przechowujące najczęściej szczegółowe dane transakcyjne w hurtowni danych). Brak konieczności stosowania akceleratora BW, indeksowania czy agregatów,
- Szybsze ładowanie danych. Czas aktywacja DSO z 5.2 milionem rekordów skrócony nawet o 32 razy (z 21 godzin 40 minut do 40 minut),
- Przyspieszenie wykonania zapytań (z 471 sekund do 1 sekundy!),
- Współczynnik kompresji danych 5.8x.

Aspekty technologiczne wdrożenia

Baza danych SAP HANA oparta jest o technologię in-memory, zawiera model kolumnowy oraz została dostosowana do współpracy z wieloma procesorami. Dzięki tej wybuchowej mieszance część analityczną udało się przenieść z warstwy aplikacji do warstwy bazy danych. Do aplikacji zwracane są w tej chwili tylko ostateczne wyniki analizy.

Rysunek 2. Warstwa analityczna i aplikacji w SAP HANA

Technologia in-memory

Główną założeniem rozwiązania jest przeniesienie danych i źródeł informacji ze zdalnych baz danych do pamięci lokalnej dzięki czemu wyniki analiz i dane transakcyjne dostępne są natychmiast. Podejście to jest znane od lat, jednak dopiero teraz możliwe stało się jej szersze zastosowanie ze względu na malejące koszty sprzętowe i oprogramowania. Połączenie podejścia in-memory ze standardowym przechowywaniem danych (pamięć trwała) daje możliwości szybkiego przywrócenie danych w przypadku przerw w zasilaniu (pamięć podręczna jest czyszczona
i następuje jej ponowne „wypełnienie”).

Rysunek 3. SAP HANA – technologia in-memory

Baza tradycyjna vs baza kolumnowa

Tradycyjne bazy danych wykorzystują standardowe wierszowe, natomiast do celów biznesowych, we wielu przypadkach, lepiej sprawdza się podejście kolumnowe. Standardowa tabela z danymi ma postać dwuwymiarowej struktury z kolumnami i wierszami. Ponieważ pamięć komputerowa jest linearna istnieją dwa podejścia do przechowywania rekordów z tabel:

Przechowywanie wierszowe (row store) : sekwencja danych zawiera pola reprezentowane przez kolejne elementy wierszy tabeli,
Przechowywanie kolumnowe (column store) : sekwencja danych zawiera pola z danej kolumny tabeli bazy danych.

Rysunek 4. Podejście kolumnowe vs tradycyjne w bazach danych SAP HANA
Źródło: https://cookbook.experiencesaphana.com/media/medialibrary/2012/05/120510_TableRowColumnStore_thumb_320x9999.png

SAP HANA wykorzystuje w swojej architekturze oba podejścia. Do wykonania wymaganych operacji stosowane jest to, które lepiej odpowiada potrzebom raportowym. Przewaga podejścia kolumnowego w pracy z zapytaniami jest taka, że w bazach tradycyjnych operacje takie jak wyszukiwanie czy agregacja danych wymagają poruszania się po wszystkich wierszach tabeli. W bazach kolumnowych dzięki podziale danych na kilka tabel pionowych operacje te wykonywane są znacznie szybciej ze względu na mniejsze wolumeny danych i efektywniejsze indeksowanie. Podejście kolumnowe daje również możliwości lepszej kompresji danych.

Procesory wielordzeniowe

Nowoczesne serwery to jednostki z kilkoma procesorami wielordzeniowymi, których zaletą jest możliwość przetwarzania wielu informacji równolegle. Baza danych SAP HANA jest zoptymalizowana w ten sposób by wykorzystać przetwarzanie równoległe do optymalizacji wykonywania operacji.

Podsumowanie zalet BW na SAP HANA

*RDMBS– relacyjna baza danych
Źródło: https://cookbook.experiencesaphana.com/media/medialibrary/2012/10/NetWeaverPoweredByHANA_2_thumb_640x9999.png

Opcje migracji ze standardowego BW do BW na SAP HANA

Migrację ze standardowego SAP BW do rozwiązania opartego o SAP HANA można przeprowadzić zgodnie z jednym z trzech scenariuszy:

Opcja najprostsza: stworzenie nowej instancji BW i podłączenie jej do istniejącej już bazy danych SAP HANA (pustej lub pełnej),
Upgrade obecnej instalacji BW do wersji 7.3 SPS5, podmiana tradycyjnej bazy danych na bazę opartą o SAP HANA,
Najbardziej popularna opcja: Kopia systemu produkcyjnego BW do nowej instancji. Na tej instancji dokonujemy migracji bazy danych do SAP HANA (można wykorzystać rozwiązanie SAP Post Copy Automation do skrócenia czasu migracji). Czas przestoju środowiska produkcyjnego zostaje skrócony dzięki możliwości równoległej pracy na obu systemach BW (mogą mieć podłączony ten sam system ERP jako źródło danych).

*ERP – Enterprise Resource Planning – klasa systemów transakcyjnych służących do zarządzania przedsiębiorstwem.

Modelowanie danych w SAP HANA

Modelowanie w SAP HANA to rozległy temat. Omówimy tutaj dwa schematy pracy z modelem. Pierwszy zakłada, że korzystamy z obecnego modelu BW, który mamy wdrożony. Drugi zakłada migrację modelu tradycyjnego BW do modelu dedykowanego SAP HANA i/lub tworzenie modelu SAP HANA od początku.

Standardowy model BW na bazie danych HANA

Modelowanie opiera się o standardowe obiekty hurtowni danych SAP BW, które zostały zoptymalizowane pod kątem działania i modelowania. Kostki informacji zawierają teraz jedną tabelę faktów a standardowy model gwiazdy został pozbawiony tabel wymiarów (w tabeli faktów umieszczane są bezpośrednio ID cech z pominięciem tabel pośredniczących). Ma to bezpośredni wpływ na szybkość ładowania/odczytu danych z kostki oraz łatwość remodelowania. W nowym modelu tabele wymiarów nie są obiektami fizycznymi a jedynie logicznymi. Nowa baza danych zapewnia ponad to funkcjonalności, które były wcześniej dostępne jedynie w Akceleratorze BW. Nie ma również konieczności korzystania z agregatów. Dzięki podejściu in-memory możemy również efektywnie raportować bezpośrednio na obiektach DSO.

Model dedykowany SAP HANA

Model danych OLAP w SAP HANA opiera się na trzech widokach (views):

Attribute view: odpowiednik wymiarów w SAP BW. Możne je tworzyć w prosty sposób na podstawie danych podstawowych lub stosując ich złożone połączenia. Dzięki temu uzyskujemy dokładnie taki wymiar jaki jest potrzebny z punktu widzenia raportowania,
Analytical view: odpowiednik tabeli faktów w SAP BW, otoczonej wymiarami (attribute views), kalkulacjami czy miarami ograniczonymi,
Calculation view: widoki tworzone poprzez połączenie ze sobą różnych analytical i attribute views.

Zastosowanie takiego podziału oraz możliwość łączenia ze sobą wyższych elementów, zastosowanie miar wyliczalnych i ograniczonych daje dużą elastyczność w zarządzaniu modelem. Poza tym mamy, tak jak w SAP BW możliwość tworzenia hierarchii danych i zarządzanie uprawnieniami do modelowania.

Które z omówionych wyżej podejść zostanie zastosowane zależy od indywidulanych potrzeb klienta. Jeśli hurtownia SAP BW działa, jest silnie eksploatowana i zawiera skomplikowane modele, warto rozważyć pracę w z SAP HANA jako bazą danych zasilającą rozwiązanie SAP BW. W innym przypadku korzystać możemy bezpośrednio z modelu tworzonego w SAP HANA. W obu przypadkach modele te można wykorzystać i w pełni zintegrować z narzędziami raportującymi z grupy Business Objects.

Źródła:
https://cookbook.experiencesaphana.com/bw/
http://www.saphana.com/community/hana-academy
http://www.saphana.com/

Artykuł dotyczy: SAP, SAP BUSINESS WAREHOUSE, SAP HANA, SAP BO, HANA, BW