PKO Bank Polski verdoppelt nahezu die Leistung ihres zentralen Banking-Systems Alnova mit Hitachi-Speicherlösungen

Die Herausforderung: Aufrechterhaltung der Transaktionsleistung

Die PKO Bank Polski verwendet die moderne Transaktionsplattform „Alnova“, die in einer IBM^® z/OS^® (Mainframe)-Betriebsumgebung ausgeführt wird, die auch eine große Massenspeicherumgebung umfasst. In Spitzenzeiten verarbeitet die Plattform fast 2.000 Transaktionen pro Sekunde. Die Leistung der Transaktionsverarbeitung ist für die Abläufe der Bank von entscheidender Bedeutung und hängt hauptsächlich von den Transaktionsverzögerungszeiten ab. Mehrere spezialisierte IT- und Business-Teams überwachen das System, um seinen stabilen und effizienten Betrieb sicherzustellen.

„Unsere Aufgabe ist es, die Erwartungen unserer Kunden in Bezug auf die Servicequalität zu erfüllen. Wenn Kunden Online- und mobile Services wie Inteligo, iPKO oder iKO nutzen, erwarten sie Services, die sehr schnell reagieren“, erklärt Daniel Sosiński, IT Infrastructure Director der PKO Bank Polski. „Auch die Filialen müssen effizient arbeiten. In der Praxis können selbst kleine Verzögerungen das gesamte System verlangsamen und die Servicezeiten verlängern. Die Geschwindigkeit der Transaktionsverarbeitung ist nicht nur in praktischer Hinsicht wichtig. Sie wirkt sich auch auf das Vertrauen der Kunden und die Fähigkeit der Bank, die gesetzlichen Meldungen rechtzeitig einzureichen, aus“, so Sosiński weiter.

Die neuen Mainframe-Server, die 2011 implementiert wurden, verbesserten zwar die Performance von Alnova, die Anforderungen stiegen jedoch weiter. Die Leistung der Transaktionsverarbeitung hängt nicht nur von Serverplattformen ab. Große Datenbanken passen nicht in den Arbeitsspeicher von Servern und müssen auf Massenspeichersystemen gespeichert werden. Daher hängt die Geschwindigkeit der Transaktion sowie der Stapelverarbeitung, z. B. Berichterstellung am Ende eines Tages oder Monats, stark von der Speicherleistung ab.

„Wir hatten ein erstklassiges Festplattensystem mit sehr großem Cache-Speicher. Trotzdem waren die Prozessoren der Speichercontroller an den obligatorischen Zahlungsterminen und während der Berichterstattung am Ende des Tages und Monats zu 100 % ausgelastet“, erinnert sich Maciej Księżycki, Senior Administrator des Mass Storage Team im IT Infrastructure Department der PKO Bank Polski. „Wir mussten etwas unternehmen, denn wir planten, etwa 600.000 Inteligo-Konten zu Alnova zu verschieben. Damals wussten wir es noch nicht, aber wir sollten bald die Nordea Bank Polska übernehmen. Die Bank wollte ihr Massenspeichersystem ersetzen. Allerdings war uns klar, dass dies nicht über Nacht geschehen konnte. Für mühselige Analysen und Vorbereitungen waren Monate nötig und noch weitere Monate für Tests“, sagt Księżycki.

Die Lösung: Hitachi Virtual Storage Platform

Die Bank verschickte an führende Massenspeicher-Integratoren Angebotsanfragen mit sehr hohen Leistungsanforderungen und zahlreichen Zusatzbedingungen. Unter anderem wurde die Zustimmung des Anbieters verlangt, die angebotenen Systeme vorab zur Verfügung zu stellen, damit die Bank die Möglichkeit hatte, die im Angebot angegebenen Parameter zu verifizieren und umfassende Tests, vor allem in Bezug auf die Leistung, durchzuführen. Die Lieferung der Systeme bedeutete jedoch noch keinen Zuschlag. Sollte die nach Vergleich der Angebote ausgewählte Lösung die angegebenen Parameter nicht erfüllen, würde die Hardware ohne Zusatzkosten für die Bank an den Anbieter zurückgeschickt werden. In diesem Fall sollte die Hardware des nächsten Anbieters auf der Liste getestet werden.

Die Bank wusste ganz genau, welche Speicherparameter kritisch waren. Die detaillierten Anforderungen wurden von einem für Anwendungen, Datenbanken, Netzwerke, Server und Massenspeicher zuständigen Expertenteam ausgearbeitet.

„Nachdem Anwendungen, Systemumgebungen und Massenspeicher vor Veröffentlichung der Angebotsanfrage einige Monaten getestet worden waren, haben wir ein sehr detailliertes Lastprofil für die gesamte Installation erstellt. Daran hat ein Team von insgesamt 10 Personen gearbeitet. Erst nach diesen Tests, bei denen wir teilweise einzelne Transaktionen analysierten, konnten wir die eigentlichen Funktions- und Leistungsanforderungen an die neue Massenspeicherumgebung genau definieren“, berichtet Urszula Michnowska-Czyż, Leiterin des Mass Storage Team im IT Infrastructure Department der PKO Bank Polski.

Innerhalb dieser Anforderungen war die Leistung entscheidend, denn die Bank wollte die Gewissheit haben, dass die Massenspeicherumgebung die gesamte Transaktionsverarbeitungszeit um nicht mehr als 2,5 Millisekunden verlängert. Verzögerungen bei der Transaktionsverarbeitung von mehr als 3 Millisekunden wurden als eine der Hauptursachen für die Verlangsamung der gesamten Umgebung ermittelt. Zusätzliche Bedingung der Bank war die Einhaltung dieses Verzögerungsschwellenwerts auch bei aktivierter synchroner Replikation zum Backup-Rechenzentrum.

„Gewinner in der ersten Phase des Verfahrens war Hitachi mit dem Angebot von VSP-Systemen (Virtual Storage Platform)“, berichtet Księżycki. Zu Testzwecken wurden am Hauptstandort zwei VSPs mit jeweils 90 TB Festplattenrohkapazität installiert. Die Ressourcen auf jedem Speichersystem wurden in zwei logische Domänen mit jeweils 45 TB partitioniert, um lokale Kopien zu erstellen. Die identische Installation zwei weiterer Speichersysteme wurde im Backup-Center in Betrieb genommen. Die Entfernung zwischen den Standorten betrug nur 20 Kilometer, aber für die Tests wurden sie mit einem 50 Kilometer langen Glasfaserkabel verbunden. „Damit wollten wir empirisch überprüfen, ob es noch möglich ist, die Verzögerung unter dem gewünschten Schwellenwert zu halten, wenn der Backup-Standort weiter entfernt als der derzeitige ist“, erklärt Księżycki.

Die Testinstallation auf jeder VSP umfasste: 2 Paar Controller mit IBM FICON^®-Ports für Mainframe-Server, 2 Paar Caching-Controller (160 GB Cache-Gesamtkapazität), 2 Paar Festplattencontroller, 2 Paar Speichersystem-Managementcontroller und 1 Paar Controller mit Fibre Channel-Ports für Remote-Replikation. Um die Speichersysteme unter Bedingungen zu testen, die er voraussichtlichen Live-Umgebung möglichst nahe kamen, führten die Ingenieure der Bank etwa drei Stunden lang „Aufzeichnungen“ der Extremlast der Produktionsumgebung durch. Dazu nutzten sie die Anwendung „Hiperstation“ von Compuware, die sich bereits für ähnliche Zwecke bewährt hatte. Die aufgezeichnete Last wurde in mehreren Phasen mit verschiedenen Konfigurationsparametern der Massenspeicherumgebung, der Serverplattform und des Netzwerks in der Testumgebung nachgebildet.

„Über mehrere Monate hinweg haben wir Schritt für Schritt alle im Hitachi-Angebot enthaltenen Parameter getestet. Wir haben die angegebenen Werte sehr wörtlich genommen und waren äußerst akribisch“, erinnert sich Księżycki. „Darüber hinaus wurde jedes Testszenario für verschiedene Varianten der Konfiguration und der verfügbaren Ressourcen in jeder Schicht der Umgebung, für eine unterschiedliche Anzahl gleichzeitig ausgeführter Jobs, für eine Vielzahl von simulierten Problemen usw. ausgeführt. Alle Tests wurden geplant und dokumentiert, damit sie bei Bedarf wiederholt oder die Ergebnisse verglichen werden konnten.“

Die Vorteile: Nahezu doppelte Leistung und mehr Kapazität

Die PKO Bank Polski musste keine anderen Massenspeichersysteme mehr testen. Die Testergebnisse der Hitachi-Lösungen waren mehr als zufriedenstellend. „Die VSP-Speichersysteme von Hitachi schnitten in den Tests hervorragend ab. Alles entsprach den Angaben. In einigen Szenarien übertrafen sie unsere Leistungsanforderungen sogar bei Weitem. Darüber hinaus wurden die Testergebnisse später in der Produktionsumgebung ausnahmslos verifiziert“, sagt Księżycki. „Mit den neuen Speichersystemen dauert die längste Stapelverarbeitung etwa 7–8 Stunden im Vergleich zu 10 Stunden vor der Umstellung. Die Server wurden nicht ausgetauscht. Das macht deutlich, wie stark die Leistungsfähigkeit von Anwendungsumgebungen von Massenspeichersystemen abhängt“, betont er.

Hitachi erhielt nicht nur wegen des Preises den Zuschlag, sondern auch wegen der hervorragenden Speicherleistung in Verbindung mit attraktiven Konditionen. Beispielsweise war eine Option für technischen Support nach Ablauf der Garantiezeit ein sehr attraktiver Punkt im Angebot von Hitachi Data Systems und für die PKO Bank Polski ein verlockender Vorteil. Nach drei Jahren Einsatz sind Speichersysteme in der Regel noch voll funktionsfähig. Aus technischer Sicht kann der Kunde sie wie bisher oder für neue Zwecke verwenden, d. h. für eine Testumgebung oder für Analyse- oder Berichtsanwendungen.

„Die Option für technischen Support nach Ablauf der Garantiezeit ist vorteilhaft, weil sie unsere Investition schützt. Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass Lasten und Datenmengen hauptsächlich von verschiedenen Markt- und Geschäftsfaktoren geprägt werden und nicht von unseren Plänen. Wenn das Daten- und Transaktionsvolumen langsam zunimmt, können wir dank der Support-Option den Kauf einer neuen Umgebung aufschieben. Bei schnellerem Wachstum finden wir für die nur wenige Jahre alten Speichersysteme bestimmt eine sinnvolle Einsatzmöglichkeit in der Bank. In einem so großen Unternehmen gibt es immer Datenverarbeitungsanforderungen, die von der Migration auf ein erstklassiges Speichersystem profitieren können“, ist sich Michnowska-Czyż sicher.

Die Implementierung bei der PKO Bank Polski hat auch gezeigt, dass es völlig sinnlos ist, Massenspeichersysteme nur anhand von Zahlen zu bewerten. „In jedem unserer beiden Rechenzentren haben wir ein erstklassiges Speichersystem mit 512 GB Cache durch zwei Hitachi-Systeme mit jeweils 160 GB Cache ersetzt. Daher übersteigen die Cache-Speicher in den beiden Hitachi-Systemen zusammen nur geringfügig die Hälfte des Cache-Speichers des vorherigen Arrays“, erklärt Księżycki. „Trotzdem sind die Verzögerungen jetzt deutlich verringert und die Leistung ist erheblich höher. Leistung ist mehr als nur Hardware – sie umfasst auch Datenmanagementalgorithmen. Und die Algorithmen von Hitachi sind wirklich intelligent.“

Die Transaktionsverarbeitungsumgebung der PKO Bank Polski ist jetzt stabil und effizient; dasselbe gilt auch für die Stapelverarbeitung. Administratoren können laufend Leistungsstatistiken präzise auswerten. „Besonders beeindruckt bin ich von Hitachi Tuning Manager, einem Softwarepaket, das zusammen mit den Speichersystemen geliefert wurde. Mit diesem Tool kann ich den Status des gesamten Systems für die letzten 24 Stunden im Minutentakt überwachen. Die Datenerfassung für Berichtszwecke ist vollständig automatisiert und Berichte liefern einen guten Ausgangspunkt für detaillierte Analysen“, sagt Księżycki.

PKO Bank Polski innoviert mit Informationen

• Durch empirische Tests von Performance und Skalierbarkeit der Transaktionsmanagementinfrastruktur konnte die Bank die Belastungsgrenzen ihrer Transaktionsumgebung als Ganzes genauer identifizieren.
• Die Analyse verschiedener Betriebsszenarien der Transaktionsumgebung mit ungewöhnlichen Konfigurationen und Abfolgen von Ereignissen ermöglichte es der Bank, Risikoanalyse und Notfallverfahren zu verbessern.
• Eine zuverlässige Bewertung von Betriebs- und Investitionsplänen gewährleistet die Kontinuität des Geschäftsbetriebs und eine sichere Transaktionsumgebung für die Bank.