SAP ABAP Netweaver容器化, 不可能完成的任务吗?

Jerry之前的文章 一个13年ABAP老兵的建议:了解这些基础知识,对ABAP开发有百利而无一害, 回顾了ABAP Netweaver服务器主要的组件。本文咱们就来聊聊ABAP Netweaver容器化这个话题。

Jerry假定阅读本文的朋友,都听说过虚拟机和容器的概念, 并且对虚拟机和容器的区别有所了解。

容器与虚拟机的出发点很类似:对应用程序及其依赖进行隔离,生成一套能够随处运行的自容纳单元;二者都能够使应用运行在一个虚拟出的抽象层里,摆脱对传统物理硬件的依赖,使得计算资源的利用更加高效,能源效率与成本效益得以提升。

容器在虚拟化程度上比虚拟机技术更进一步,摆脱了前者对Hypervisor层的依赖,直接利用宿主机的内核,抽象层比虚拟机更少,更加轻量化,同虚拟机技术相比能达到更高的物理资源利用率,因此更受当今云服务提供商的青睐。

SAP ABAP Netweaver容器化, 不可能完成的任务吗?

Docker是一个开源的应用容器引擎,是当今最流行的容器技术之一。

那么SAP ABAP Netweaver,能否利用Docker引擎,让它运行在容器里呢?

SAP官方的note 1122387 - Linux: SAP Support in virtualized environments给出了答案:截至2020年1月17日,答案是不支持。SAP官方不支持将ABAP应用服务器运行在容器或者容器编排环境内。比如目前业界流行的Docker和LXC,以及运行在Google Cloud Platform, Microsoft Azure, AWS上的Kubernetes Cluster,都不是SAP官方支持的能够将ABAP Netweaver服务器以容器的方式运行的平台。

https://launchpad.support.sap.com/#/notes/1122387

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那么在2018年5月的时候,SAP社区有一篇博客:

Installing SAP NW ABAP into Docker

https://blogs.sap.com/2018/05/30/installing-sap-nw-abap-into-docker/

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这又是怎么一回事呢?我们可以通过阅读博客了解作者是怎么做到的。

首先,我们从SAP官网上能免费下载Netweaver的开发者试用版,ABAP版本号为7.52 SP04:

https://developers.sap.com/trials-downloads.html?search=7.52%20SP04

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下载到本地,得到一个rar文件,解压之后执行里面的安装文件即可把ABAP Netweaver安装到本地。

因此SAP社区上的一群ABAP爱好者们,想到了一个点子:如果把下载的Netweaver安装文件,解压之后,将其内容构建成一个Docker镜像文件,在这个Docker镜像内完成Netweaver的安装和启动工作。如此一来,岂不是达到了在容器里运行ABAP Netweaver的目的?

我们可以在这位ABAP爱好者的github仓库上找到用来制作Docker镜像的Dockerfile文件,从中了解到该容器镜像的制作过程:

https://github.com/tobiashofmann/sap-nw-abap-docker/blob/master/Dockerfile

这个Dockerfile构建的镜像选择了openSUSE Leap作为母镜像,该镜像提供了ABAP Netweaver运行的Linux操作系统。

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Dockerfile的第一行用FROM关键字指定了这个基准镜像的名称:

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第16行用COPY将事先从SAP官网下载好的存储在宿主机NW752文件夹下的Netweaver开发者版本安装文件,拷贝到容器镜像里,然后第22行用RUN关键字运行安装脚本。

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安装完毕后,执行47行的启动脚本run.sh, 这样就能在容器里启动Netweaver服务器了。

这个容器镜像制作好之后,只需要简单地使用docker run命令行,就能启动一个新的容器运行实例了。从SAP官网下载的Netweaver开发者版本,就运行在这个新启动的容器实例里。

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我们回顾这种做法,发现Docker技术较之虚拟机的优点并没有体现出来,按照博客作者提供的信息,通过这种方式制作出的镜像文件的大小超过了100GB,如此巨型的镜像文件几乎无法通过Docker Hub分发给其他人,无法用于生产用途。

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另一方面,通过这种容器化方式,Jerry之前文章 一个13年ABAP老兵的建议:了解这些基础知识,对ABAP开发有百利而无一害 介绍的Netweaver服务器的诸多组件,被放置到同一个容器内,无法通过简单地增加容器实例的方式,实现Netweaver处理能力的水平扩展。

正是因为意识到将Netweaver所有组件放置于同一容器镜像内这种措施无法发挥容器技术的优势,SAP Linux实验室的工程师们采取了另一种思路,即这篇SAP社区博客里给出的架构图所体现的,将Netweaver组件进行拆分,分别放置于不同的容器编排逻辑单元中。

Proof of Concept: Deploying ABAP in Kubernetes

https://blogs.sap.com/2020/02/06/proof-of-concept-deploying-abap-in-kubernetes

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上面的架构图里并没有看到容器的影子,而Jerry之前文章介绍的ASCS(ABAP SAP Central Services instances)和AS(Application Server,应用服务器),被放置到了名为Pod的逻辑单元里。

Kubernetes是容器编排和管理的平台,不直接操作容器,而是将一个或多个功能上相关的容器封装到称之为Pod的逻辑单元中,我们可以简单的把Pod理解成容器的集合。

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一个SAP系统由一个ASCS实例和一个或多个AS实例构成,对于ASCS里包含的组件,比如之前介绍过的消息服务器,Enqueue服务器,Dispatcher等等,每个组件分别构建不同的容器镜像,再将这些镜像封装到一个单独的ASCS Pod里。

而ABAP Netweaver支持多AS实例部署的这种特性,恰巧能让Kubernetes原生支持的Horizontal Pod Autoscaler机制大显身手。将AS单独制作成容器镜像并放入AS Pod里,通过Kubernetes的Deployment Unit管理这些Pod,从理论上说,可以使用Kubernetes命令行进行ABAP应用服务器的水平扩展。

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这种思路将ABAP Netweaver的组件分别进行容器化,大大缩小了每个组件对应的容器镜像文件的尺寸,使得应用服务器实例能够根据实际计算能力的需求变化,进行动态伸缩。如果想将这种方法应用到生产场景中,面临的一些挑战有:

(1) Kubernetes对待Pod的方式是官网里所谓的Cattle-like treatment,即Kubernetes就是Pod的上帝,可以根据实际需要,随时创建新的Pod或销毁已有的Pod,而运行在Pod内的应用消费者,完全感知不到Pod的这些变化。另一方面,我们知道,运行在ABAP Netweaver上的很多应用都是有状态的事务,比如编辑一个订单之前,用户先点击编辑按钮,此时应用会往Enqueue服务器发起一个申请锁的请求,成功获取锁之后继续编辑操作。如果此时运行该事务的AS实例所在的Pod正好被Kubernetes销毁了,那该用户尚未结束的编辑操作该如何处理?再比如某个Pod内的AS实例正在运行很多后台作业,那么这种Pod可以被Kubernetes销毁么?

这种挑战简单概括起来,就是如何调和Kubernetes Pod的水平伸缩机制和ABAP Netweaver的有状态事务处理(会话一致性)的需求。

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(2) 在ABAP Netweaver容器化以前,大部分组件是在同一物理网络下彼此通信。容器化之后,组件与组件之间的通信会多经过一层Kubernetes的网络层,这使得整个系统的复杂度增加。

(3) 我们知道ABAP Netweaver有很多种同第三方系统集成的途径:RFC,Web Service,OData,IDOC等等。将ABAP容器化之后,以前这些技术是否仍然可以在不需要调整Netweaver核心实现的前提下继续工作,需要进行实际的验证。

SAP ABAP Netweaver容器化, 不可能完成的任务吗?

所谓No pain,no gain,付出总会有收获。如果ABAP成功容器化之后,理论上我们会享受到哪些容器技术带来的便利呢?

(1) ABAP的安装和部署过程将会大大简化。假设出现了官方的ABAP容器镜像和Kubernetes Deployment文件,我们可以仅仅用几行简单的命令行,在任何支持容器和Kubernetes的平台上,轻松完成ABAP的安装和部署。

SAP ABAP Netweaver容器化, 不可能完成的任务吗?

 

(上图来自博客:

https://www.itsfullofstars.de/2017/09/dockerfile-for-sap-netweaver-abap-7-5x-developer-edition/)

(2) 假设前文介绍的ABAP会话一致性的挑战已经成功解决,那么ABAP应用服务器实例的弹性伸缩,仅仅通过Kubernetes几条简单的命令行就可轻松实现。在ABAP传统部署场景下,增添新的应用服务器实例需要ABAP Basis人员进行繁琐配置的局面将不复存在。

除了在Kubernetes里通过人工敲命令行的方式调整Kubernetes的计算资源以外,Kubernetes原生就具有根据CPU或者内存的使用率,进行全自动伸缩的调整能力。这种完全无需人工界入的资源调整功能,如果能够运用到ABAP Netweaver上,无疑给我们留下了太多美好的想象空间。

SAP ABAP Netweaver容器化, 不可能完成的任务吗?

SAP技术在不断向前演化,ABAP也从未停止前进的脚步,让我们活到老,学到老。感谢阅读。

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