2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver

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1 Mit der Analyse der Hardwareressourcen, der Datenbank sowie der Workprozesse und Speicherbereiche des SAP NetWeaver AS ABAP steigen wir bottom-up in die Performanceanalyse ein. Verschaffen Sie sich einen ersten Überblick über die aktuelle Situation im System! 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver Dieses Kapitel erläutert die Grundlagen von Performanceanalysen der Hardware, der Datenbank, der SAP-Speicherkonfiguration und der SAP-Workprozesse des SAP NetWeaver Application Servers ABAP. Am Ende eines jeden Abschnitts finden Sie Flussdiagramme, die die wichtigsten Analysepfade zusammenfassen und die Abhängigkeiten zwischen den Analysen verdeutlichen. Im letzten Abschnitt gehen wir auf den zentralen Überwachungsmonitor ein, der Performanceindikatoren aus allen Bereichen integriert. Zu diesen Analysen erhalten Sie sofort Optimierungsvorschläge, sofern dies ohne umfangreichere Erklärungen möglich ist. Um auch einem in der Performanceanalyse unerfahrenen Berater oder Administrator einen schnellen Einstieg zu ermöglichen, verzichten wir bewusst auf Hintergrundinformationen. So wird z. B. beschrieben, wie Sie das SAP Extended Memory überwachen und einstellen, ohne den Begriff SAP Extended Memory zu erklären. Umfassendere Informationen finden Sie anschließend in den Kapiteln 5 bis 15. Dieser Aufbau trägt unserer Erfahrung Rechnung, dass es möglich ist, viele Performanceprobleme im Bereich von Betriebssystem, Datenbank und SAP-Basis anhand einfacher Handlungsanweisungen zu lösen, ohne sich vorher eingehend mit den Details der Architektur zu beschäftigen. 75

2 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver Wann sollten Sie dieses Kapitel lesen? Dieses Kapitel sollten Sie lesen, wenn Sie die Performance des SAP- Systems, der Datenbank oder des Betriebssystems vom SAP-System aus technisch überwachen und optimieren wollen. 2.1 Begriffsklärungen Die Begriffe Rechner, Server, Applikationsserver, SAP-Instanz, Datenbank, Datenbankserver und Datenbankinstanz werden in diesem Buch wie folgt verwendet: Rechner SAP-Applikationsinstanz Datenbank Ein Rechner (oder Computer) ist eine physische Maschine mit CPU, Hauptspeicher, IP-Adresse etc. Eine SAP-Applikationsinstanz, auch kurz als SAP-Instanz bezeichnet, ist eine administrative Einheit: Sie besteht aus einem Satz von SAP- Workprozessen, die von einem Dispatcher verwaltet werden, sowie aus einem Satz von SAP-Puffern im Shared Memory des Rechners, auf den die Workprozesse zugreifen. Eine SAP-Applikationsinstanz kann eine ABAP-Applikationsinstanz (SAP NetWeaver Application Server ABAP, kurz AS ABAP oder eine Java-Applikationsinstanz (SAP Net- Weaver Application Server Java, kurz AS Java) sein. Es kann mehrere SAP-Instanzen auf einem Rechner geben. In diesem Fall existieren mehrere Dispatcher und mehrere Puffersätze. Ein Applikationsserver ist ein Rechner, auf dem mindestens eine SAP-Instanz läuft. Jedes SAP-System besitzt genau eine Datenbank. Als Datenbank bezeichnen wir die Datenbasis, die z. B. in Form von Dateien vorliegt. Die Datenbank ist der passive Teil des Datenbanksystems. Der aktive Teil des Datenbanksystems ist die Datenbankinstanz, eine administrative Einheit, die den Zugriff auf eine Datenbank erlaubt. Eine Datenbankinstanz besteht aus Datenbankprozessen und einem Satz von Datenbankpuffern im Shared Memory eines Rechners. Ein Datenbankserver ist ein Rechner, auf dem mindestens eine Datenbankinstanz läuft. Ein Rechner kann zugleich Datenbank- und Applikationsserver sein, wenn eine Datenbankinstanz und eine SAP-Instanz darauf laufen. In der Regel operiert im SAP-Umfeld auf einer Datenbank nur eine Datenbankinstanz. Beispiele für Datenbanksysteme, bei denen auf 76

3 Hardwareanalyse 2.2 eine Datenbank mehrere Datenbankinstanzen zugreifen, sind DB2 und Oracle Parallel Server. Die Besonderheiten solcher parallelen Datenbanksysteme werden in diesem Buch nicht behandelt. Als SAP-Systeme bezeichnen wir Softwarekomponenten von SAP mit dem SAP NetWeaver AS als Grundlage. Im Einzelnen sind dies SAP ERP, SAP NetWeaver BW, SAP APO, SAP SRM und SAP NetWeaver Portal. SAP-System Im Sinne dieser Terminologie kann also z. B. ein SAP ERP-System aus ein oder zwei Systemen bestehen, je nachdem, ob der Java- und der ABAP-Teil auf einem gemeinsamen System mit einer Datenbank (»Double-Stack«) oder auf zwei Systemen mit getrennten Datenbanken betrieben werden dieser Terminologie folgt im Übrigen auch der SAP Solution Manager. Der Begriff Server wird in der Dokumentation und der Literatur mehrdeutig verwendet. Er kann sowohl einen Rechner bezeichnen, z. B. im Begriff Datenbankserver, als auch einen logischen Service, z. B. in den Begriffen Message-Server und ATP-Server. So verwenden wir auch ABAP-Server bzw. Java-Server als Kurzformen für den SAP Net- Weaver Application Server (AS) ABAP bzw. Java. Server 2.2 Hardwareanalyse Das Werkzeug zur Analyse von Hardwareengpässen und Betriebssystemproblemen ist der Betriebssystemmonitor. Um diesen Monitor für den Applikationsserver zu starten, auf dem Sie zurzeit angemeldet sind, wählen Sie: Betriebssystemmonitor Werkzeuge Administration Monitor Performance Betriebssystem Lokal Betriebssystemmonitor Alternativ können Sie den Transaktionscode ST06 verwenden. Sie gelangen auf den Hauptbildschirm des Betriebssystemmonitors. Zu Basis-Version 7.10 wurde der Betriebssystemmonitor überarbeitet. Nach dieser Überarbeitung führen die drei Transaktionscodes OS06, OS07 und ST06 auf einen Monitor, mit dem sowohl der lokale als auch entfernte Rechner überwacht werden können. Bei Versionen vor 7.10 stehen die neuen Transaktionen unter den Transaktionscodes OS06N, OS07N und ST06N zur Verfügung, mit den Transaktions- Aufruf und Verfügbarkeit 77

4 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver codes OS06, OS07 und ST06 erreichen Sie nach wie vor die älteren Transaktionen. Alle Informationen, die wir in diesem Buch besprechen, stehen Ihnen auch in den alten Transaktionen zur Verfügung. Die Detailanalysen finden Sie über die Navigation mit der Schaltfläche Detail Analysis Menu. Der Betriebssystemmonitor lässt sich auch aus der Serverübersicht heraus aufrufen: Werkzeuge Administration Monitor Systemüberwachung Server (Transaktionscode SM51) Positionieren Sie anschließend den Cursor auf dem gewünschten Applikationsserver, und wählen Sie im Menü Springen Monitore OS-Monitor. Aufbau Der Bildschirm des Betriebssystemmonitors teilt sich in drei Bereiche (siehe Abbildung 2.1). Abbildung 2.1 Hauptbildschirm des Betriebssystemmonitors 78

5 Hardwareanalyse 2.2 Im linken oberen Fenster finden Sie die Auswahl der Rechner, die überwacht werden. Dort können Sie einen Rechner auswählen, den Sie analysieren wollen. Im linken unteren Fenster wählen Sie die Analysedaten aus. Die Daten zum ausgewählten Rechner und zur ausgewählten Analyse finden Sie im rechten Fenster. Standardmäßig finden Sie alle Rechner, auf denen SAP-ABAP-Instanzen installiert wurden, in der Auswahlliste. Grundsätzlich lässt sich aber jeder Rechner in den Remote-Betriebssystemmonitor einbinden, sofern dort ein Monitoring-Agent installiert ist. Dringend empfohlen wird dies für Rechner, auf denen eine Stand-alone-Datenbank, eine SAP-Java-Instanz oder ein TREX läuft. Beachten Sie, dass Sie diesen Monitor auch dann einrichten sollten, wenn Sie mit einem Werkzeug eines anderen Herstellers die Auslastung Ihrer Rechner überwachen. Sollten Sie Support von SAP benötigen, kann ein Experte von SAP nur über den SAP-eigenen Monitor die Rechner analysieren. SAP-Support Analyse eines Hardwareengpasses (CPU und Hauptspeicher) Eine Übersicht über die wichtigsten Betriebssystem- und Hardwaredaten finden Sie unter dem Punkt Snapshot in der Analyseauswahl des Betriebssystemmonitors (siehe Abbildung 2.1). Alle Daten des Betriebssystemmonitors werden vom Hilfsprogramm saposcol im Zehn-Sekunden-Rhythmus aufgefrischt. Ein Auffrischen der Daten mit der entsprechenden Drucktaste ergibt also nur dann neue Daten, wenn zehn Sekunden verstrichen sind. Im Abschnitt CPU finden Sie die Felder Benutzerauslastung, Systemauslastung und Leerlauf. Diese Werte zeigen an, wie viel Prozent der CPU-Kapazität augenblicklich von Benutzerprozessen (d. h. vom SAP- System, der Datenbank und weiteren Prozessen) und vom Betriebssystem selbst genutzt werden und wie viel Prozent derzeit frei sind. Das Feld Anzahl CPUs gibt die Anzahl der CPU-Fäden (»Threads«) an. Mittlere Prozesswartezeit ist die Anzahl der Prozesse, die auf einen freien Prozessor warten. Dieser Wert wird im Mittel über eine Minute, über fünf Minuten und über 15 Minuten angegeben. Die weiteren Werte im Abschnitt CPU sind für die Performanceanalyse weniger wichtig. Tabelle 2.1 gibt Ihnen einen Überblick über die Felder des Betriebssystemmonitors. CPU-Auslastung 79

6 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver Feld Benutzerauslastung Systemauslastung Leerlauf Anzahl der CPUs Mittlere Prozesswartezeit Physischer Speicher Bedeutung CPU-Auslastung durch Benutzerprozesse (SAP-System, Datenbank etc.) CPU-Auslastung durch das Betriebssystem Freie CPU-Kapazität. Dieser Wert sollte mindestens 20 % betragen, optimalerweise aber 35 %. Anzahl der CPU-Threads Anzahl der Prozesse, die auf die CPUs warten, gemittelt über eine, fünf bzw. 15 Minuten physisch vorhandener Hauptspeicher (RAM) in KB Tabelle 2.1 Felder des Betriebssystemmonitors Prozessoren, Kerne (Cores) und Fäden (Threads) Als Beschreibung der Rechnerausstattung findet man z. B. folgende Angaben:»zwei Prozessoren, acht Cores, 16 Threads, Prozessor des Herstellers X mit 2.93 GHz Taktfrequenz«. Was bedeuten die Angaben über die Anzahl der Prozessoren, Kerne (Cores) und Fäden (Threads) für das SAP-System? Der Begriff Prozessor bezeichnet bekanntlich die zentrale Verarbeitungseinheit (Central Processing Unit, CPU) eines Rechners, die in der Lage ist, Programme auszuführen. Dabei unterscheidet man zwischen Einkernprozessoren und Mehrkernprozessoren. Mehrkernprozessoren verfügen über mehrere vollständig ausgebaute Verarbeitungseinheiten (Kerne) auf einem Chip. Die einzelnen Kerne teilen sich lediglich den Bus, sind also als vollwertige CPUs anzusehen. Mehrfädige Prozessorkerne (Multi-Threaded-CPUs) verfügen über eine CPU, melden sich aber als mehrere CPUs am Betriebssystem an. Damit bilden sich für diese Kerne mehrere Warteschlangen, aus, zwischen denen der Kern hinund herschaltet. Um diesen Wechsel zu optimieren, besitzt jeder Thread einen eigenen Registersatz, einschließlich Stack Pointer und Program Counter, damit kann ohne zusätzliche Prozessorzyklen zwischen den Threads geschaltet werden. Diese hardwareseitigen Threads sollten Sie jedoch nicht mit den Threads verwechseln, die die Anwendungsprozesse erzeugen (User- oder Software- Threads). Innerhalb eines Prozesses der Datenbank, des ABAP-, Java- oder TREX-Servers können mehrere (Software-)Threads erzeugt werden, die vom Betriebssystem in Zeitscheiben ausgeführt werden. Den Wechsel zwischen den (Software-)Threads bezeichnet man als Kontextwechsel. Unter diesem Gesichtspunkt kann man also sagen, dass zusätzliche (Hardware-)Threads Kontextwechsel zwischen (Software-)Threads begünstigen und damit den vorhandenen Kern besser auslasten helfen, allerdings von der Leistungssteigerung nicht ganz an einen zusätzlichen Kern heranreichen. 80

7 Hardwareanalyse 2.2 Der Abschnitt Memory enthält Informationen über den physisch vorhandenen Hauptspeicher (Feld Physischer Speicher) und Werte über das Betriebssystem-Paging. Unter Swap finden Sie den aktuell allokierten Auslagerungsspeicher (Swap-Space). Der Auslagerungsspeicher muss größer als die Summe des konfigurierten Speicherbereichs sein. Hauptspeicherauslastung Programmabbrüche durch Speicherknappheit Ist die Summe aus physischem Speicher und Auslagerungsspeicher kleiner als der vom SAP-System, von der Datenbank und anderen Programmen benötigte Speicher, kann es zu Speicherverwaltungsfehlern (d. h. zu Programmabbrüchen innerhalb des SAP-Systems), im schlimmsten Fall sogar zum Abbruch des Betriebssystems, kommen. Sie sollten also in jedem Fall den Auslagerungsspeicher ausreichend dimensionieren. Um einen Überblick über die CPU-Auslastung der letzten 24 Stunden zu erhalten, wählen Sie im Betriebssystemmonitor die Analyse Vorige Stunden CPU. Sie gelangen auf den Bildschirm Vorige Stunden CPU. Die Bedeutung der Felder ist dieselbe wie im Hauptbildschirm, nur sind die Werte über eine Stunde gemittelt. Einen ähnlichen Überblick gibt es auch für die Hauptspeicherbelegung (Vorige Stunden Speicher) und für den Auslagerungsspeicher etc. Historien: CPU und Hauptspeicher Wann liegt ein CPU- bzw. ein Hauptspeicherengpass vor? Im Stundenmittel sollte der freie CPU-Anteil Leerlauf mindestens 20 % betragen, um auf kurze Lastspitzen reagieren zu können. Erwünscht sind sogar eher 35 % freie CPU-Kapazität. Für die Paging- Rate gelten folgende Richtwerte: Richtwerte Bei Rechnern, die eine Datenbank, eine Java-Instanz oder einen TREX beherbergen, sollten nur sehr geringe Paging-Raten zu beobachten sein, d. h., sie sollten so dimensioniert sein, dass der verfügbare Hauptspeicher den konfigurierten Speicherbereichen entspricht. Bei Rechnern, die ausschließlich ABAP-Instanzen tragen, können mäßige Paging-Raten von bis zu 20 % des physischen Hauptspeichers pro Stunde toleriert werden. Dabei ist für Betriebssysteme, die kontinuierlich Speicher auslagern (z. B. Microsoft Windows), die Paged-in-Rate entscheidend, für andere Betriebssysteme hingegen, die erst bei Bedarf auslagern (die 81

8 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver meisten UNIX-Derivate), die Paged-out-Rate. Umgekehrt bedeutet das Überschreiten dieser Richtwerte nicht automatisch, dass ein Hardwareengpass vorliegt. Vielmehr sollten Sie in diesem Fall mithilfe des Workload-Monitors prüfen, ob sich die CPU-Auslastung bzw. die Paging-Rate negativ auf die Antwortzeiten auswirkt. Entsprechende Analysen finden Sie in Abschnitt 3.4.1,»Allgemeines Performanceproblem analysieren«. Hauptspeicherengpass Wenn Sie in der Voranalyse hohe Paging-Raten auf mehreren Rechnern beobachten, sollten Sie den von den SAP-Instanzen und der Datenbank allokierten Hauptspeicher berechnen (siehe die Abschnitte 2.4.3,»Anzeige des allokierten Speichers«, und 2.3.2,»Analyse der Datenbankpuffer«). Vergleichen Sie diesen mit dem physisch vorhandenen Hauptspeicher. Erfahrungen zeigen, dass es in der Regel unkritisch ist, 50 % mehr Speicher virtuell zu allokieren, als physisch vorhanden sind. Bei den Betriebssystemen Microsoft Windows und Oracle Solaris kann die Auswertung der Paging-Rate auf dem Datenbankserver zu Fehlinterpretationen führen, da dort Schreib-/Lese-Operationen (I/O) unter gewissen Umständen ebenfalls als Paging gezählt werden. Vergleichen Sie dazu die SAP-Hinweise (Solaris) und (Windows). Ursache von Hardwareengpässen Ist nach den oben genannten Kriterien ein Hardwareengpass auf einem oder mehreren Rechnern des SAP-Systems erkennbar, sind folgende Ursachen möglich: Falsche Lastverteilung Wenn Sie in einem verteilten System mit mehreren Rechnern auf mindestens einem Rechner einen Hardwareengpass feststellen, während andere Rechner über ungenutzte Ressourcen verfügen, liegt vermutlich eine falsche Lastverteilung vor. In diesem Fall sollten Sie die SAP-Workprozesse und die Benutzer neu verteilen. Überaus wichtig ist es, dass der Datenbankserver über genügend Ressourcen verfügt. Ein CPU- oder Hauptspeicherengpass auf dem Datenbankserver führt dazu, dass die benötigten Daten aus der Datenbank nicht zügig bereitgestellt werden können, was sich wiederum negativ auf die Antwortzeiten innerhalb des gesamten Systems auswirkt. 82

9 Hardwareanalyse 2.2 CPU-Auslastung einzelner Programme Wählen Sie im Betriebssystemmonitor (Transaktionscode ST06) die Analyse Snapshot Top CPU processes. Sie gelangen in die Übersicht der Betriebssystemprozesse. Diese gibt Ihnen einen Überblick über die derzeit aktiven Prozesse und deren Ressourcenauslastung. Abbildung 2.2 zeigt eine solche Übersicht für ein System, auf dem eine ABAP-Instanz und eine DB2-Datenbank installiert sind. Folgende Prozesse können Sie identifizieren: Übersicht der Betriebssystemprozesse dw_<instance>: SAP-Workprozess der SAP-ABAP-Instanz auf einem UNIX-Betriebssystem. Auf Windows-Betriebssystemen lautet die Bezeichnung disp+work. db2sysc: Datenbankprozess der DB2-Datenbank. Die Prozesse anderer Datenbanken führen in der Regel ihre Markenbezeichnung (z. B. Oracle) im Prozess- oder Benutzernamen. Abbildung 2.2 Analyse der Top-CPU-Prozesse im Betriebssystemmonitor 83

10 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver Betriebssystemprozesse, die Sie anhand der folgenden Namensbestandteile erkennen können, gehören außerdem zu SAP-Instanzen: jstart...: Serverprozess der SAP-Java-Instanz TREX...: TREX-Prozess, der Servertyp kann dem Prozessnamen entnommen werden, z. B. Index-Server, Präprozessor etc. icman...: Prozess des Internet Communication Managers (ICM) saposcol...: Hilfsprogramm, das u. a. die Daten für den Betriebssystemmonitor sammelt Analyse der CPU- Auslastung Beobachten Sie durch Auffrischen des Monitors, ob einzelne Prozesse über längere Zeit hinweg die CPU stark belasten (Spalte CPU (%)). Handelt es sich bei den Prozessen, die die CPU stark belasten, um Prozesse der SAP-Basis oder der Datenbank, finden Sie in den im Folgenden genannten Monitoren weitere Informationen über die Tätigkeiten der Prozesse. Starten Sie den Monitor in einem zweiten Modus, identifizieren Sie anhand der Prozess-ID, die Sie auch in den entsprechenden Basismonitoren finden, den Prozess mit der hohen CPU- Auslastung, und entnehmen Sie den Monitoren, welches Programm bzw. welche Tabelle, Anfrage etc. der Prozess gerade bearbeitet. SAP-Workprozesse der ABAP-Instanz Starten Sie in einem zweiten Modus die SAP-Workprozess-Übersicht (siehe Abschnitt 2.5,»Analyse der SAP-Workprozesse«). Der Workprozess-Übersicht entnehmen Sie u. a. den Namen des laufenden ABAP-Programms und des zugehörigen Benutzers. Serverprozess der Java-Instanz Starten Sie die SAP Management Console (siehe Abschnitt 10.3,»SAP Management Console«). Prozessinterna erhalten Sie durch einen Thread-Dump. TREX-Prozesse Starten Sie das TREX-Administrationswerkzeug (siehe Abschnitt 14.2,»Performanceanalyse auf dem TREX durchführen«). Im Monitor Services finden Sie Details zu den TREX-Services. ICM Starten Sie den ICM-Monitor (siehe Abschnitt 2.6,»Analyse des Internet Communication Managers (ICM)«). Datenbankprozesse Starten Sie im DBA-Cockpit den Datenbankprozessmonitor (siehe Abschnitt 2.3.3,»Identifizierung teurer SQL-Anweisungen«), um 84

11 Hardwareanalyse 2.2 die SQL-Anweisungen zu identifizieren, die aktuell von der Datenbank bearbeitet werden. Die Prozessübersicht auf Betriebssystemebene bietet Ihnen also zusammen mit den genannten Monitoren vergleichsweise bequem die Möglichkeit, Programme, Transaktionen bzw. SQL-Anweisungen oder TREX-Anfragen mit hoher CPU-Auslastung zu identifizieren. Ein CPU-Engpass kann durch externe Prozesse verursacht werden. Finden Sie in der Prozessübersicht externe Prozesse (d. h. Prozesse, die nicht direkt zum SAP-System gehören) mit einem hohen CPU-Konsum, die zu einem CPU-Engpass führen, sollten Sie prüfen, ob diese für den Betrieb Ihres Systems notwendig sind oder ob sie abgeschaltet oder auf einen anderen Rechner verlagert werden können. Beispiele für externe Prozesse sind: Verwaltungssoftware, Virenscanner, Backup, externe Systeme, Bildschirmschoner (!) etc. Externe Prozesse Identifizierung eines CPU-Engpasses Sie beobachten während Ihrer Hauptarbeitszeit einen CPU-Engpass. In der Prozessübersicht des Betriebssystemmonitors stellen Sie fest, dass ein SAP- Workprozess über Minuten hinweg eine CPU-Auslastung von 30 % zeigt. In der SAP-Workprozess-Übersicht identifizieren Sie ein lang laufendes Hintergrundprogramm. In diesem Fall sollten Sie prüfen, ob dieses Hintergrundprogramm zu Zeiten niedriger Dialoglast eingeplant werden kann. Analog dem Vorgehen bei einem CPU-Engpass können Sie sich bei einem Hauptspeicherengpass auf die Suche nach Programmen mit hohem Speicherbedarf machen. Vergleichen Sie dazu Kapitel 6,»Speicherkonfiguration«. Betriebssysteme verwalten in der Regel einen eigenen File System Cache. Dieser Cache konkurriert mit dem SAP-System und der Datenbank um die Nutzung des Hauptspeichers. Ist der Cache zu groß eingestellt, kommt es zu hohen Paging-Raten, obwohl mehr physischer Hauptspeicher verfügbar ist, als durch SAP-System und Datenbank allokiert wurden. Wir empfehlen Ihnen, diesen Cache auf 7 bis 10 % des physischen Speichers zu reduzieren. Die Betriebssystemparameter zur Einstellung des File System Caches sind z. B. dbc_max_pct bei HP-UX, ubc-maxpercent bei Digital UNIX und maxperm bei AIX. Speicherbedarf einzelner Programme File System Cache minimieren UNIX 85

12 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver Windows Um den Microsoft Windows File Cache zu minimieren, rufen Sie die Netzwerkeinstellung (Symbol: Network) im Control Panel Ihres Windows-Betriebssystems auf. Wählen Sie die Registerkarte Services, Service Server, Schaltfläche Properties. Wählen Sie in der folgenden Maske unter Optimization die Option Maximize Throughput for Network Applications aus, und bestätigen Sie mit OK. Um den so reduzierten File Cache zu aktivieren, muss der Rechner neu gestartet werden. Ein Hauptspeicherengpass kann zu einem erhöhten CPU-Konsum aufgrund starken Pagings und damit zum CPU-Engpass führen. Die Beseitigung des Hauptspeicherengpasses kann also unter Umständen ein Verschwinden des CPU-Engpasses mit sich bringen Identifizierung von Schreib-/Lese-(I/O-)Problemen Im Betriebssystemmonitor (Transaktionscode ST06) finden Sie in der Analysesicht Snapshot Platte u. a. Informationen über die Auslastung der Festplatten und sofern das Betriebssystem diese korrekt zur Verfügung stellt über Warte- und Antwortzeiten der Platten. Festplattenmonitor Durch einen Doppelklick auf eine Zeile erhalten Sie für die ausgewählte Festplatte einen Überblick über die mittleren Antwortzeiten innerhalb der letzten 24 Stunden. Tabelle 2.2 listet die angezeigten Felder und ihre Bedeutung auf. Feld Disk Auslastung (%) Queue-Länge Wartezeit (ms) Servicezeit (ms) Übertragung (KB/s) Operationen (per Sec) Antwortzeit (ms) Bedeutung Name der Festplatte auf Betriebssystemebene Auslastung der Platte (in Prozent) Anzahl der Prozesse, die auf I/O-Operationen warten Wartezeit (in Millisekunden) Servicezeit (in Millisekunden) Übertragungsrate (in KB/Sekunde) Anzahl der I/O-Operationen (pro Sekunde) mittlere Antwortzeit der Festplatte (in Millisekunden) Tabelle 2.2 Felder des Festplattenmonitors 86

13 Hardwareanalyse 2.2 Stellen Sie anhand dieser Monitore fest, dass einzelne Platten stark ausgelastet sind (Auslastung (%) > 50 %), liegt ein potenzieller I/O- Engpass vor. Aus dem SAP-System heraus ist allerdings nur eine sehr beschränkte Aussage über I/O-Probleme möglich. Eine detaillierte Analyse kann nur mit Mitteln des Hardwarepartners durchgeführt werden. I/O-Engpass Ein I/O-Engpass ist insbesondere dann kritisch, wenn auf dieser Festplatte der Auslagerungsspeicher des Betriebssystems liegt. Darüber hinaus ist der Betriebssystemmonitor für den Datenbankserver von besonderem Interesse. Zusammen mit dem Datenbankmonitor können mit dieser Anzeige Engpässe beim Lesen bzw. Schreiben auf die Festplatten eingegrenzt werden. Weitere Details zu diesem Problem finden Sie in Abschnitt 2.2.2,»Identifizierung von Schreib-/Lese-(I/O-) Problemen« Weitere Analysen auf Betriebssystemebene Das SAP-System protokolliert für UNIX-Betriebssysteme alle Änderungen der Betriebssystemparameter. Das Änderungsprotokoll kann über den folgenden Pfad im Betriebssystemmonitor angezeigt werden: Weitere Funktionen Parameteränderungen. Positionieren Sie den Cursor auf dem Namen eines Servers, und wählen Sie die Schaltfläche History of File. Anhand des Änderungsprotokolls lässt sich feststellen, ob Performanceprobleme eventuell erst nach Parameteränderungen aufgetreten sind und damit in Zusammenhang gebracht werden können. Mit dem Werkzeug Weitere Funktionen LAN-Überprüfung mit Ping lässt sich ein grober Netzwerktest durchführen. Sie können beliebige Datenbank-, Applikations- oder Präsentationsserver auswählen und die Netzwerkverbindung (z. B. die Antwortzeiten und Datenverluste) testen. Auch wenn der Name der Analyse fälschlicherweise LAN-Überprüfung heißt, können auch Rechner im WAN angesprochen werden. Ein Beispiel für eine Analyse mit diesem Werkzeug finden Sie in Abschnitt 8.1.2,»Performance der GUI-Kommunikation analysieren und optimieren«. Parameteränderungen Netzwerk-Check 87

14 2 Analyse von Hardware, Datenbank und ABAP-Applikationsserver Zusammenfassung Die Gefahr eines Hardwareengpasses besteht, wenn: im Stundenmittel weniger als 20 % CPU-Kapazität frei sind mehr als 20 % des physischen Hauptspeichers pro Stunde ausgelagert (»gepaged«) werden einzelne Festplatten der Datenbank zu mehr als 50 % ausgelastet sind Insbesondere die Überlastung des Datenbankservers kann zu Performanceproblemen führen, die sich systemweit auswirken. Prüfen Sie mithilfe des Workload-Monitors, ob sich die hohe CPU-Auslastung bzw. die hohen Paging-Raten negativ auf die Antwortzeiten des SAP- Systems bzw. der Datenbank auswirken (siehe Abschnitt 3.4,»Workload-Analyse durchführen«). Hardwareengpass analysieren Abbildung 2.3 und Abbildung 2.4 zeigen den Analysepfad bei einem Hardwareengpass: Häufig kann ein Hardwareengpass durch die Neuverteilung der Last (z. B. durch das Verlagern von Workprozessen) behoben werden. Ursachen für einen CPU-Engpass sind z. B. ineffiziente Applikationen, die im Datenbankprozessmonitor und in der Workprozess-Übersicht identifiziert werden können, oder externe, nicht zu einer SAP-Instanz bzw. der Datenbankinstanz gehörende Prozesse. Daher muss immer eine vollständige Performanceanalyse durchgeführt werden, bevor endgültig entschieden werden kann, ob die vorhandene Hardware für die gegebenen Anforderungen an das SAP-System ausreicht oder nicht. Die Flussdiagramme in Abbildung 2.3 und Abbildung 2.4 zeigen Ihnen schematisch das Vorgehen bei einem Hardwareengpass. Sie verweisen auf später in diesem Buch beschriebene Monitore und Analysen. Sie werden ähnliche Diagramme an vielen Stellen dieses Buches finden. 88

15 Datenbankanalyse 2.3 Betriebssystemmonitor (Transaktionscode ST06) Hohe CPU-Auslastung (CPU idle im Stundenmittel < 35%) Ist noch CPU-Speicherkapazität auf anderen Rechnern des Systems frei? SAP-Workprozesse und Benutzer neu verteilen! Betriebssystemmonitor (Transaktionscode ST06): Top-CPU-Prozesse SAP-Workprozesse mit hoher CPU-Auslastung Workprozess-Übersicht (Transaktionscode SM50 oder SM66) Detailanalyse des ABAP-Programms (mit ABAP-Trace SE30) Datenbankprozesse mit hoher CPU-Auslastung? Datenbankprozessmonitor (DBA-Cockpit, z. B. DB2 Applications) Detailanalyse teurer SQL-Anweisungen Externe Prozesse mit hoher CPU-Auslastung? Abschalten, optimieren oder verlagern! Abbildung 2.3 Detailanalyse eines Hardwareengpasses (CPU) Betriebssystemmonitor (Transaktionscode ST06) Hohe Paging-Rate (Paging pro Stunde > 20 % des RAM)? Ist noch CPU- und Speicherkapazität auf anderen Rechnern des Systems frei? SAP-Workprozesse und Benutzer neu verteilen File System Cache > 10 % des RAM? File System Cache reduzieren SAP-Speicherkonfigurationsmonitor (Transaktionscode ST02): Modusliste Benutzer mit hohem Speicherverbrauch? Detailanalyse der Aktionen des Benutzers Abbildung 2.4 Detailanalyse eines Hardwareengpasses (Hauptspeicher) 2.3 Datenbankanalyse Der SAP NetWeaver Application Server (AS) kann zurzeit mit acht verschiedenen relationalen Datenbanksystemen sowie mit der Hauptspeicherdatenbank SAP HANA betrieben werden. Auch wenn diese Datenbanksysteme alle eine unterschiedliche Architektur besit- 89

16 Sperren auf Datenbanktabellen oder Geschäftsobjekten sind die Voraussetzung für konsistente Daten. Werden Sperren zu lange gehalten, kann es im System zu Performanceproblemen kommen, da Benutzer und Prozesse auf die Freigabe der Sperren warten müssen. Dieses Kapitel stellt detailliert die Sperrkonzepte und deren Überwachung dar. 9 Sperren In einem SAP-System können viele Benutzer gleichzeitig Inhalte von Datenbanktabellen lesen. Bei Änderungen des Datenbestands ist es jedoch notwendig, sicherzustellen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur genau ein Benutzer einen bestimmten Tabelleninhalt ändern kann. Zu diesem Zweck werden Tabelleninhalte während der Änderung gesperrt. Die Sperrkonzepte von SAP-System und Datenbanksystem werden im ersten Abschnitt dieses Kapitels erklärt. Werden Sperren lange Zeit gehalten, kann es zu Wartesituationen kommen, die den Durchsatz des SAP-Systems beschränken. Mit allgemeinen Performanceaspekten von Sperren beschäftigt sich der zweite Abschnitt dieses Kapitels. Für die Verfügbarkeitsprüfung nach ATP-Logik (Available to Promise) und die Nummernvergabe für Dokumente verwendet das SAP-System spezielle Pufferungstechniken, die die Sperrzeit minimieren und den Durchsatz maximieren sollen. Diese Techniken werden im dritten und vierten Abschnitt diskutiert. Wann sollten Sie dieses Kapitel lesen? Dieses Kapitel sollten Sie lesen: um sich über Datenbanksperren und SAP-Sperren (SAP-Enqueues) zu informieren wenn Sie in Ihrem SAP-System Probleme mit Datenbanksperren oder SAP-Enqueues identifiziert haben und diese detaillierter analysieren wollen 403

17 9 Sperren Dieses Kapitel ist keine Anleitung zur Entwicklung von SAP-Transaktionen. Dazu verweisen wir Sie auf ABAP-Lehrbücher oder die SAP- Onlinehilfe. 9.1 Sperrkonzepte von Datenbanksystem und SAP-System Datenkonsistenz Die Konsistenz der Daten in einem Datenbank- oder SAP-System wird durch Sperren realisiert. Das SAP-System und das Datenbanksystem bieten jeweils eigene Sperrkonzepte an, die zwar beide demselben Zweck dienen (nämlich die Datenkonsistenz zu gewährleisten), aber unterschiedliche technische Realisierungen und Einsatzbereiche haben. Sperren, die vom Datenbanksystem verwaltet werden, heißen Datenbanksperren (Database Locks), die vom SAP-System verwalteten Sperren heißen SAP-Enqueues. Bestellen eines Computers Beim Konfigurieren und Bestellen eines neuen Computers muss geprüft werden, ob alle gewünschten Komponenten zur Verfügung stehen, z. B. Gehäuse, CPU, Hauptspeicher, Festplatte etc. Dabei gilt der Grundsatz»ganz oder gar nicht«, d. h., wenn eine Komponente ausverkauft ist, kann die Verfügbarkeit des gesamten Rechners nicht bestätigt werden. Wird nun die Verfügbarkeit der unterschiedlichen Komponenten nacheinander geprüft, muss für diesen Prüfzeitraum sichergestellt werden, dass andere Benutzer nicht auf die einmal geprüften und bestätigten Komponenten zugreifen, bis die gesamte Bestellung endgültig bestätigt oder abgebrochen wurde Datenbanksperren Datenbanksperren werden vom Lock Handler der Datenbankinstanz verwaltet. Die gesperrte Einheit ist eine Zeile einer Datenbanktabelle (spezielle Ausnahmen werden am Ende von Abschnitt 9.2.1,»Datenbanksperren«erläutert). Datenbanksperren werden bei allen ändernden SQL-Anweisungen (UPDATE, INSERT, DELETE) sowie bei der Anweisung SELECT FOR UPDATE gesetzt. Sie werden so lange gehalten, bis mit der SQL-Anweisung COMMIT (Datenbank-Commit) alle Änderungen auf der Datenbank für gültig erklärt und dann die Datenbanksperren gelöst werden. Den Zeitraum zwischen zwei Datenbank- 404

18 Sperrkonzepte von Datenbanksystem und SAP-System 9.1 Commits bezeichnet man als Datenbanktransaktion. Alternativ können alle ändernden SQL-Anweisungen mit der SQL-Anweisung ROLLBACK (Datenbank-Rollback) zurückgenommen werden. In diesem Fall werden die gehaltenen Datenbanksperren ebenfalls gelöst. Bestellen eines Computers (Fortsetzung) Das oben erläuterte Beispiel der Verfügbarkeitsprüfung beim Bestellen eines Computers mithilfe von Datenbanksperren realisieren Sie in der Programmierung mit der SQL-Anweisung SELECT FOR UPDATE: Mit dieser Anweisung wird gleichzeitig der Bestand einer Komponente gelesen und eine Sperre auf den entsprechenden Bestand gesetzt. Haben Sie diese Prüfung für alle Komponenten erfolgreich durchgeführt, ändern Sie anschließend den Bestand (mit einem UPDATE auf die entsprechenden Zeilen) und geben mit einem COMMIT alle Sperren frei. Während eine Sperre besteht, können andere Benutzer die Daten zwar lesen (ein einfaches SELECT ist möglich), nicht aber selbst die Zeile sperren. Es kann also weder ein UPDATE noch ein SELECT FOR UPDATE durchgeführt werden. Eine solche Sperre bezeichnet man als exklusiv. Am Ende eines Transaktionsschrittes löst der SAP-Workprozess automatisch einen Datenbank-Commit (oder einen Datenbank-Rollback) aus. Damit werden alle Datenbanksperren gelöst. Daraus ergibt sich, dass Datenbanksperren nicht über mehrere Transaktionsschritte (d. h. im SAP-System über mehrere Eingabebildschirme) hinweg gehalten werden können SAP-Enqueues Um Sperren über mehrere Schritte einer SAP-Transaktion hinweg zu halten, verwenden Sie die SAP-eigene Enqueue-Verwaltung. Die SAP- Enqueues werden vom Enqueue-Workprozess in der Enqueue- Tabelle verwaltet, die sich im Hauptspeicher befindet. Damit SAP- Enqueues auch beim Stoppen der SAP-Instanz erhalten bleiben, werden diese zusätzlich in einer lokalen Datei auf dem Enqueue-Server gesichert. Durch einen SAP-Enqueue wird ein logisches Objekt gesperrt. So können z. B. Zeilen aus mehreren Datenbanktabellen gesperrt werden, die zusammen einen Beleg bilden. Ein SAP-Enqueue kann auch eine oder mehrere Tabellen sperren. SAP-Enqueue-Objekte werden im ABAP Dictionary (Abschnitt Sperrobjekte) angelegt und geändert. Sie hängen eng mit den Begriffen SAP-Transaktion und SAP Logical SAP-Enqueue- Objekte 405

19 9 Sperren Unit of Work (SAP LUW) zusammen. Zu beiden Begriffen finden Sie umfangreiche Dokumentationen in der ABAP-Literatur zur Dialogprogrammierung. Die Funktionsweise und Anwendung dieser Techniken innerhalb von ABAP-Programmen wird daher an dieser Stelle nicht erläutert. Es soll genügen, hier die für eine Performanceanalyse relevanten Aspekte darzustellen. Werden Performanceprobleme aufgrund eines fehlerhaften Einsatzes von SAP-Enqueues entdeckt, muss in jedem Fall der zuständige ABAP-Entwickler hinzugezogen werden. Ein SAP-Enqueue ist eine logische Sperre innerhalb des SAP-Systems. Eine direkt auf der Datenbank ausgeführte SQL-Anweisung oder ein kundeneigenes ABAP-Programm, das sich nicht an die SAP-Enqueue- Konventionen hält, kann eine Tabellenzeile in der Datenbank ändern, obwohl diese Zeile im SAP-System durch einen SAP-Enqueue gesperrt ist. SAP-Enqueues gelten also nur innerhalb des SAP-Systems. Datenbanksperren dagegen sind für alle Zugriffe wirksam. Sie sperren eine Tabellenzeile»hart«für alle Datenbankbenutzer, also auch für solche außerhalb des SAP-Systems. Funktionsbausteine Zu jedem aktivierten SAP-Enqueue-Objekt existieren zwei Funktionsbausteine: ein Enqueue-Baustein und ein Dequeue-Baustein. Ein SAP- Enqueue wird innerhalb eines ABAP-Programms explizit durch den Aufruf des zugehörigen Enqueue-Bausteins gesetzt und explizit durch den entsprechenden Dequeue-Baustein freigegeben. SAP-Enqueues können damit über mehrere Transaktionsschritte gehalten werden. Alle SAP-Enqueues werden allerdings automatisch bei Beendigung einer SAP-Transaktion freigegeben. Bestellen eines Computers (Fortsetzung) Anhand unseres Beispiels der Rechnerkonfiguration und -bestellung erläutern wir die Funktionsweise der SAP-Enqueue-Verwaltung: Zum Rechner gehören z. B. Gehäuse, CPU, Hauptspeicher und Festplatte. Die einzelnen Komponenten werden auf unterschiedlichen Eingabebildschirmen, d. h. mit mehreren Transaktionsschritten, bearbeitet und zur Bearbeitung durch SAP-Enqueues gesperrt. Nachdem sichergestellt ist, dass jede Komponente einzeln reserviert werden kann, wird die Bestellung des Computers bestätigt. Damit ist der Dialogteil der Transaktion abgeschlossen. Ein Verbuchungs-Workprozess führt anschließend unter dem Schutz der SAP-Enqueues die notwendigen Änderungen der Datenbanktabellen aus. Erst nachdem der Verbuchungs-Workprozess seine Arbeit beendet hat, ist die SAP LUW abgeschlossen, und die SAP-Enqueues werden wieder freigegeben. 406

20 Überwachung von Sperren 9.2 Zu einer SAP LUW gehören eventuell noch Bausteine, die in der V2- Verbuchung bearbeitet werden. Dieses erfolgt ohne SAP-Enqueues. In Bausteinen, die V2-verbuchbar sind, dürfen also nur Informationen bearbeitet werden, die nicht des Schutzes durch SAP-Enqueues bedürfen (siehe auch Abschnitt 7.1.8,»Verbuchung«). Die wichtigsten Eigenschaften von Datenbanksperren und SAP- Enqueues fasst Tabelle 9.1 zusammen. Gesperrtes Objekt Sperre wird gesetzt Sperre wird freigegeben Maximale Haltedauer Verhalten bei Sperrkonflikt Wartesituation (Exclusive Lockwait, siehe auch Abschnitt 9.2.1,»Datenbanksperren«) Überwachung DB-Sperren (Locks) einzelne Zeile einer Datenbanktabelle implizit durch ändernde SQL-Anweisungen (z. B. UPDATE) und SELECT FOR UPDATE implizit durch SQL- Anweisung COMMIT bzw. ROLLBACK grundsätzlich am Ende eines Transaktionsschrittes Länge eines Transaktionsschrittes Transaktionscode DB01, Exclusive Lockwaits SAP-Sperren (Enqueues) logisches Objekt (z. B. ein Beleg) definiert im ABAP Dictionary explizit durch Aufruf eines Enqueue-Bausteins im ABAP-Programm explizit durch Aufruf eines Dequeue-Bausteins grundsätzlich am Ende einer SAP-Transaktion über mehrere Transaktionsschritte hinweg programmabhängig, z. B. Fehlermeldung»Material X ist gesperrt«transaktionscode SM12, Sperrverwaltung Tabelle 9.1 Eigenschaften von Datenbanksperren und SAP-Enqueues 9.2 Überwachung von Sperren In diesem Abschnitt geben wir Ihnen Hinweise zur Überwachung von Datenbanksperren und SAP-Enqueues. 407

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