この記事はレノボ・エンタープライズ・ソリューションズの小宮様に寄稿いただきました。
第3回目となります今回は、Lenovo社が提供する ThinkAgile HXのSAP HANA対応についてご紹介になります。
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レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ小宮です。本日はNutanix上でミッションクリティカルなワークロード環境を実現するThinkAgile HX for SAP HANAのソリューションについて取り上げてみたいと思います。
まずは、SAP HANAのNutanix対応をお話する前に、必要となるソリューションをお話したいと思います。
1. SAP HANAをNutanix環境で実現するにあたり必要なものとは？
SAP HANAはインメモリデータベースであり、その特徴はメモリ上にデータを保有しているためハードディスク上で動作するRDBMS製品と比較して、10~100,000倍の速度でデータを処理できます。そのデータベースが遅延なく動かすために、AHVのI/O高速化アーキテクチャであるAHV Turbo、25Gb以上の高速なネットワークかつRDMA（Remote Direct Memory Access）対応のNIC、高速なI/Oスループットを実現するNVMe/3D Xpointなどのデバイスが必要となります。
それに加えて、Nutanixプラットフォームを利用することにより従来型（3Tier）の構成に比べて最大31%のTCO削減が見込まれます。そのため、今後SAP HANAのインフラはNutanixで提案しましょうというお話になります。詳細の内容はこの後お話致します。
2. AHV Turboについて
AHV Turboをお話する前にNutanixのデータローカリティについて覚えておく必要があります。仮想マシンから書き込みがあったデータを別ノードの冗長性を保つためにデータをレプリケーションします。この一連の動作を高速化することがSAP HANAをNutanixで実現するために必要な要素になります。
AHV Turboについてご説明致します。AHV TurboとはAHV環境におけるI/Oを高速化する技術になります。主な用途としてはアプリケーションの高速化に効果として望まれます。従来のNutanixのCVMは仮想マシンからのI/Oを一つのコアで処理をしていましたため、たくさん仮想マシンが動作している環境ではCVMがボトルネックになってパフォーマンスが出ないケースがありました。
それをAOS5.5からCVMのCPUコアを分割してI/O処理できるようにすることで、並列処理が可能になりパフォーマンスを上げることができるようになりました。（上図でわかりやすく紹介）
しかしながら、本当にAHV Turboを導入したからと言ってI/Oが高速するのでしょうか？実はストレージデバイス側も並列処理に対応している必要があります。
ストレージデバイスについてご説明致します。現状のハードディスクやSSDについてはSATAデバイス、SASデバイスで接続されています。こちらのデバイスの場合１つのコマンドキューしか対応していないため、いくらAHV Turboに対応してもデバイス側その効果を発揮できるものではありませんでした。そこで必要になるのはNVMeなどの高速ストレージデバイスになります。こちらのNVMeは64Kのコマンドキューをサポートしており、AHV Turboのような並列のI/O処理にも対応できるため、高IOPSを実現できる環境が整います。実際にNutanixでリリースされているNVMeモデルでは1仮想マシンあたり120万IOPSを実現しているものもあります。
そのため、AHV Turbo + NVMeは高スループット実現する環境になります。
AHV Turbo環境で高スループット実現するにはNVMeなどのストレージデバイスだけで足らず、データローカリティ部分の高速化をするためにはネットワーク部分についても高速化が必要となります。実際にHCI環境のネットワークは10GbEで十分だという認識でいると思われます。それは従来型の利用方法では十分でしたが、今回のような64Kの並列処理を行うようなI/O環境ではネットワークの負荷も膨大なものになってきます。そのため、10Gbでは足らないケースも起こりますし、逆にデータ転送における遅延にもつながります。そのため、AHV Turbo + NVMeの環境では25GbEが必須になってきます。データローカリティでホスト内の処理を高速に処理できたとしても、データローカリティのシーケンスはデータの冗長化ができて初めてシーケンスが終了します。この理由から25GbE以上のネットワークが必要となります。
実際にSAP HANAのようなインメモリデータベースの場合、ストレージ部分だけの高速化だけでは処理としてはまだ不十分です。ホスト間のデータ通信を早くするだけでなく、いち早くアプリケーションレイヤまでデータ通信させる必要があります。そこで必要な技術としてRDMA（Remote Direct Memory Access）になります。RDMAについてはHPC（High Performance Computing）などのスーパーコンピュータ関連で使われている技術でアプリケーションにデータ転送するためにCPUをオフロードして高速化を実現します。
こちらのRDMAについては、最新のAOS 5.9から対応しています。(対応NICはMellanox社)
3. ThinkAgile HX Solution for SAP HANAについて
SAP HANAがなぜいきなりNutanix対応になった経緯についてご説明致します。
SAP社から2015年に「2025年からは次世代ERPはSAP HANAを前提としたプラットフォームにします」という発表がありました。そのため、ERPを導入している各社は現状の環境からSAP HANAの環境への移行を行う必要があります。
また、SAPなどのミッションクリティカルな環境は基本3Tier構成で組むことを前提としているため、ハードウェアのリプレース時のデータ移行やリソース不足による増設などでシステム停止などの運用で大きな負荷がかかっています。そのため、HCIなどの運用および拡張性に柔軟性のありプラットフォームやクラウド対応などもSAPのERP環境にも求められていることから、数年前からSAPおよびNutanixの両社でNutanixのS/4 HANA対応を行ってきました。
SAP HANA対応について現状のハイパーコンバージドでの構成ではどうなるのか？ということについてご説明します。
SAPのERPなどはHANAのデータベースとそれ以外のアプリケーションで構成されます。HANA以外のアプリケーションについては今までの仮想化環境で十分対応できていました。しかしながら、SAP HANAに関してはSAPの認定するパフォーマンスについてNutanixのプラットフォームとして十分ではなかったからです。そのため、インメモリデータベースで動作するための環境作りがNutanix側で必要になってきており、今までは実現できていませんでした。それが、2018年8月末になり、NutanixのAHV環境（Enterprise Cloud OS）においてようやくHANAの認定が取ることができました。
ThinkAgile HXのSAP HANA対応についてご説明します。
こちらはThinkAgile HX7820（アプライアンス）/HX7821（認定ノード）のラインナップでSAP HANA対応のスペックになっています。詳細は上図をご参照下さい。
実際に赤字になっているところがポイントです。
CPUについては、メモリ構成上で3CPU以上が必須な構成のため、今回のSAP HANAモデルはLenovo ThinkSystemの4CPUモデルで採用しています。（3TB構成は実際に利用可能なメモリ容量としては2.3TBになります）
次にNVMeと25GbE NICについては、先にご説明したAHV Turboの必要要件になっています。10GbEでの構成もサポートしていますが、10GbEのネットワーク構成としては最低でも4本以上が必要なります。
RDMAについては、ROC Capable NICsがそれに相当します。これが、AOS5.9の環境で動作することになります。
また、SAPでLenovoを選択するメリットもあります。
LenovoはグローバルでSAPのマーケットで（アプライアンスで）リーダーの地位にいます。また、パフォーマンスのベンチマークとしても世界記録を持っています。最後にAHVについては、LenovoはハードウェアベンダーでAHV対応が一番進んでいる（ネットワークの自動化、XClarity Integrator）ことから、このソリューションにおいては他のベンダーに比べて優位性があります。
また、こちらのSAP HANA対応機種について、実はNutanixのNXシリーズではラインナップがございません。SAP HANAのNutanix対応については、是非Lenovoのプラットフォームをご選択頂けると幸いです。
今後ともよろしくお願い致します。
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今回は小宮様に Lenovo 社の ThinkAgile HXのSAP HANA対応についてご紹介いただきました。Nutanix 上で、SAP HANA を動かすために必要なコンポーネントから、SAP HANA の Nutanix 対応に至る背景、SAP HANA 対応の Lenovo ThinkAgile HX のモデルについて解説いただいてきました。
小宮様には今後も定期的に寄稿いただく予定ですので、みなさまどうぞご期待ください！
