Эбберс М. Введение в современные мейнфреймы: основы z/OS

Подождите немного. Документ загружается.

52 Глава2

ется до передачи команды RELEASE. Эти команды хорошо работают для ограничен-

ных периодов (например, при обновлении метаданных). Приложения также могут

передавать команды RESERVE/RELEASE для защиты своих наборов данных при вы-

полнении приложения. В рассматриваемой среде это не происходит автоматически

и редко применяется на практике, так как при этом блокируется доступ других сис-

тем к DASD на длительный период времени.

Система с простым общим DASD обычно используется в случаях, когда операци-

онный персонал управляет тем, какие задачи какими системами обрабатываются,

и обеспечивает отсутствие конфликтов, например при попытке одновременного из

менения одних и тех же данных двумя разными системами. Несмотря на такое огра-

ничение, среда с простым общим DASD очень полезна для тестирования, восстанов-

ления и точной балансировки нагрузки.

Другие типы устройств ввода-вывода или устройств управления могут подклю-

чаться к обеим системам. Например, устройство управления для накопителей на маг-

нитных лентах с несколькими приводами может быть подключено к обеим системам.

При такой конфигурации операторы могут при необходимости назначать системам

отдельные приводы для магнитных лент.

272 CTC-кольца

На рис. 2.10 показан следующий уровень кластеризации. Он использует такой же об-

щий DASD, как и в приведенном выше описании, но также использует соединение

канал-канал (channel-to-channel, CTC) между системами. Такая конфигурация называ-

ется CTC-кольцом (кольцевая природа становится более очевидной при использова-

нии более двух систем).

zSeries (или LPAR)

z/OS

каналы

zSeries (или LPAR)

z/OS

каналы

устройство

управления

устройство

управления

CTC-кольцо может

содержать больше

систем

CTC

Рис 210 Базовыйсисплекс

 Аппаратныесистемымейнфреймаивысокаядоступность 53

z/OS может использовать CTC-кольцо для передачи управляющей информации

между всеми системами в кольце. Таким образом, в частности, можно передавать

следующую информацию:

• Информацию об использовании и блокировке наборов данных на дисках. Это поз-

воляет системе автоматически не допускать нежелательное дублирование доступа

к наборам данных. Такая блокировка основана на спецификациях

JCL для заданий,

передаваемых в систему, как описывается в главе 6 «Использование JCL и SDSF».

• Информацию об очередях заданий, например о том, что все системы в кольце

могут принимать задания из одной входной очереди. Подобным образом, все

системы могут передавать печатный вывод в одну выходную очередь.

• Параметры управления безопасностью, позволяющие принимать единообраз-

ные решения, связанные с безопасностью, для всех систем.

• Параметры управления дисковыми метаданными, что делает необязательным

использование команд RESERVE и RELEASE.

В значительной степени пакетные задания и интерактивные пользователи могут

работать в любой системе в этой конфигурации, так как все дисковые наборы данных

доступны из любого образа z/OS.

Задания (и интерактивных пользователей) можно назначать любой системе с на-

именьшей нагрузкой на заданный момент времени.

Когда конфигурации CTC использовались впер-

вые, основной управляющей информацией сов-

местного использования была информация о бло-

кировке. Как обсуждается в разделе «Синхрониза-

ция использования ресурсов», занимающийся этим

компонент z/OS называется функцией глобальной

синхронизации ресурсов (global resource serialization); такая конфигурация называется

GRS-кольцом. Основным ограничением GRS-кольца является задержка при отправле-

нии сообщений по кольцу.

До появления кольцевой технологии использовалась другая конфигурация, CTC.

Она требовала использования двух CTC-подключений от каждой системы к каждой

другой системе в конфигурации. При использовании больше двух-трех систем это

становилось сложным и требовало использования большого числа каналов.

Ранние конфигурации CTC («каждая система-каждая система» или кольцевая кон-

фигурация) развились в конфигурацию базового сисплекса (sysplex). Она включает

управляющие наборы данных на общем DASD. Эти наборы данных используются для

согласования операционных спецификаций на всех системах и для сохранения ин-

формации после перезапуска систем.

Конфигурации с общим DASD, CTC-подключениями и общими очередями зада-

ний называются слабосвязанными системами (loosely coupled systems). Мультипро-

цессоры, в которых несколько процессоров используются операционной системой,

иногда называют сильносвязанными системами (tightly coupled systems), но этот тер-

мин используется редко. Они также называются симметрическими мультипроцессо-

рами (Symmetrical MultiProcessors, SMP); термин SMP часто используется на системах

RISC, но на мэйнфреймах обычно не используется.

CTC-подключение–

подключениемеждудвумя

CHPIDнаодномилиразных

процессорах,либопрямое,

либочерезкоммутатор

54 Глава2

28 Что такое Parallel Sysplex?

Сисплексом (sysplex) называется набор систем z/OS, осуществляющих совместную

обработку, используя определенные аппаратные и программные продукты. Он пред-

ставляет собой технологию кластеризации, позволяющую обеспечить почти непре-

рывную доступность.

Традиционные большие компьютерные системы также используют аппаратные

и программные продукты, осуществляющие совместную обработку. Основное разли

чие между сисплексом и традиционной большой компьютерной системой состоит

в более высоком потенциале роста и уровне доступности сисплекса. В сисплексе уве

личено количество процессорных модулей и операционных систем z/OS, которые

могут работать совместно, что, в свою очередь, повышает объем задач, который мож-

но обработать. Для упрощения совместной работы были разработаны новые продук-

ты и доработаны старые.

Parallel Sysplex представляет собой сисплекс, использующий технологию совместно-

го применения данных несколькими системами. Это обеспечивает прямой параллель-

ный доступ для чтения и записи к общим данных со всем узлов обработки (или серве-

ров) в конфигурации без влияния на производительность или целостность данных.

Каждый узел может осуществлять одновременное

кеширование совместно используемых данных

в памяти локального процессора с применением

средств аппаратной синхронизации и согласования

в масштабе кластера.

ParallelSysplex–

сисплекс,использующийодно

илинесколькоустройств

сопряжения

z/OS

IBM zSeries

DASD DASD DASD

Логические

разделы

сисплекса

Логические

разделы

сисплекса

Таймер сисплекса

ESCON / FICON

CF01

Рис 211 Обзороборудованиясисплекса

 Аппаратныесистемымейнфреймаивысокаядоступность 55

В результате можно динамически распределить рабочие запросы, связанные с оп-

ределенной задачей, например бизнес-транзакциями или запросами к базам данных,

для параллельного выполнения на узлах в сисплексном кластере, исходя из доступ-

ной процессорной мощности.

На рис. 2.11 представлены видимые части Parallel Sysplex, а именно оборудование.

Эти части являются основными компонентами Parallel Sysplex, реализованными в ап-

паратной архитектуре.

281 Что такое устройство сопряжения?

Parallel Sysplex использует одно или несколько ус-

тройств сопряжения (coupling facilities, CF). Уст-

ройство сопряжения представляет собой процес-

сор мэйнфрейма с памятью и специальными ка-

налами, а также со встроенной операционной

системой. Оно не имеет каких-либо устройств

ввода-вывода, кроме специальных каналов, и его

операционная система очень мала

Операционная система CF совершенно не похожа на z/OS и не имеет прямых пользовательских интер-

фейсов.

Устройствосопряжения–

специальныйлогический

раздел,обеспечивающий

высокоскоростное

кеширование,обработку

списковифункции

блокировкивсисплексе

Рис 212 ParallelSysplex

zSeries (или LPAR)

z/OS

каналы

zSeries (или LPAR)

z/OS

каналы

устройство

управления

устройство

управления

система или LPAR

Устройство

сопряжения

каналы CF

56 Глава2

Устройство сопряжения работает в значительной степени подобно быстрой раз-

деляемой памяти. Оно используется для хранения следующей информации:

• информации о блокировках, совместно используемой всеми подключенными

системами;

• информации кеша (например, для базы данных), совместно используемой

всеми подключенными системами;

• информации списков данных, совместно используемой всеми подключенны-

ми системами.

Информация CF находится в памяти, и CF обычно имеет большую память. В ка-

честве устройства сопряжения может использоваться отдельная система или логи-

ческий раздел. На рис. 2.12 показан небольшой Parallel Sysplex с двумя образами z/OS.

Опять же, эта конфигурация могла быть реализована на основе трех логических раз-

делов одной системы, трех отдельных систем или смешанной комбинации.

Во многих отношениях система Parallel Sysplex работает как одна большая систе-

ма. Она имеет единый интерфейс оператора (который управляет всеми системами).

При правильном планировании и эксплуатации (обе эти задачи важны) сложные за-

дачи могут разделяться между некоторыми или всеми системами в Parallel Sysplex

и восстановление (с использованием другой системы в

Parallel Sysplex) для многих

задач может осуществляться автоматически.

282 Технологии кластеризации для мэйнфрейма

Технология Parallel Sysplex помогает обеспечить непрерывную доступность в совре-

менных средах больших систем. Parallel Sysplex позволяет выполнять связывание до

32 серверов с почти линейной масштабируемостью для создания мощной коммер-

ческой вычислительной кластерной системы. Каждый сервер в кластере Parallel Sys-

plex может быть сконфигурирован для совместного доступа к ресурсам данных,

и «клонированный» экземпляр приложения может выполняться на каждом сервере.

Конструктивные характеристики Parallel Sysplex позволяют предприятиям обес-

печить непрерывную работу даже в периоды существенных изменений. Организации,

использующие сисплекс, могут динамически добавлять и изменять системы в сисп-

лексе и конфигурировать системы таким образом, чтобы они не содержали единых

точек отказа.

При использовании этой последней кластерной технологии можно организовать

совместную работу нескольких систем z/OS для более эффективной обработки круп-

нейших коммерческих задач.

Кластеризация общих данных

Технология Parallel Sysplex расширяет достоинства мэйнфрейм-компьютеров IBM,

позволяя выполнять связывание до 32 серверов с почти линейной масштабируемос-

тью для создания мощной коммерческой вычислительной кластерной системы. Каж-

дый сервер в кластере Parallel Sysplex имеет доступ ко всем информационным ресур-

сам, и каждое «клонированное» приложение может выполняться на каждом сервере.

Используя технологию сопряжения мэйнфреймов, Parallel Sysplex обеспечивает ме-

 Аппаратныесистемымейнфреймаивысокаядоступность 57

тод кластеризации «общих данных», позволяющий обеспечивать совместное исполь-

зование данных несколькими системами с высокой производительностью и обеспе-

чением целостности при чтении и записи.

Такой подход «общих данных» (в отличии от подхода «ничего общего») позволяет

осуществлять динамическую балансировку задач между серверами в кластере Parallel

Sysplex. Он позволяет критически важным бизнес-приложениям использовать сум-

марную мощность нескольких серверов для обеспечения максимальной пропускной

способности и производительности системы в периоды пиковой нагрузки. В случае

отключения аппаратного или программного обеспечения, как запланированного,

так и незапланированного, задачи могут динамически перенаправляться на доступ-

ные серверы, обеспечивая почти непрерывную доступность приложений.

Оперативное обслуживание

Другим уникальным преимуществом использования технологии Parallel Sysplex явля-

ется способность выполнять обслуживание и установку аппаратного и программного

обеспечения оперативным образом.

Посредством совместного использования данных и динамического управления

нагрузкой серверы могут динамически удаляться или добавляться в кластер, позволяя

выполнять операции установки или обслуживания, тогда как остальные системы

продолжают обработку. Кроме того, при соблюдении политики совместимости про-

граммного и аппаратного обеспечения компании IBM программные и аппаратные

обновления могут применяться к системам поочередно. Эта способность позволяет

клиентам выполнять внедрение изменений на системах с таким темпом, который

приемлем для их предприятий.

Способность выполнять установку аппаратного обеспечения и обслуживание

программного обеспечения оперативным образом позволяет предприятию реализо-

вывать критические бизнес-функции и реагировать на быстрый рост без неблаго-

приятного воздействия на доступность.

29 Виды мэйнфрейм-систем

Рассмотрим три основных типа конфигурации. В этом разделе мы приводим не под-

робные описания, а только общие сведения.

291 Очень малые системы

Первые два примера, представленные на рис. 2.13, показывают, что термин мэйнф-

рейм больше относится к стилю вычислений, чем к типу аппаратного обеспечения.

Показаны две разные системы, и ни одна из них не использует мэйнфрейм-оборудо-

вание в общепринятом смысле.

Первой показана система IBM Multiprise

3000 (MP3000), которую IBM уже сняла с

продажи на момент написания этой книги. Она представляла собой самую малую

систему S/390, производимую в последние годы. MP3000 имеет один или два процес-

сора S/390 и SAP-процессор. Она также имеет встроенные дисковые приводы, кото-

58 Глава2

рые можно настроить на работу в режиме обычных дисковых приводов IBM 3390.

Минимальный внутренний привод для магнитных лент обычно используется для

установки программного обеспечения. MP3000 может иметь достаточное количество

ESCON-каналов или параллельных каналов для подключения к традиционным вне-

шним устройствам ввода-вывода.

Система MP3000 полностью совместима с мэйнфреймами S/390, но не имеет

последних возможностей zSeries. Она может работать под управлением ранних вер-

сий z/OS и всех предыдущих версий операционных систем. Обычно она использует-

ся с операционными системами z/VM или z/VSE (которые вкратце описаны в разделе

1.10, «z/OS и прочие операционные системы мэйнфреймов»).

Вторая показанная система представляет собой эмуляцию системы zSeries и не

имеет мэйнфрейм-оборудования. Она запущена на персональном компьютере (под

управлением Linux или UNIX) и использует программное обеспечение для эмуляции

z/OS. Специальные PCI-адаптеры каналов используются для подключения к требуе-

мым устройствам ввода-вывода мэйнфреймов. Персональный компьютер с запущен-

ным эмулятором z/OS может иметь достаточно внутренних дисков (обычно объеди-

ненных в RAID-массив) для эмуляции дисковых приводов IBM 3390.

Обеим системам недостает некоторых функций «настоящих» мэйнфреймов. Тем

не менее обе они способны качественно выполнять свою работу. Приложения не

смогут отличить эти системы от реальных мэйнфреймов. В действительности эти

системы считаются мэйнфреймами, потому что их операционные системы, проме-

Принтер

Система

MP3000

Элемент

поддержки

Стандартные устройства управления

и устройства ввода-вывода мэйнфреймов

ESCON-каналы

Сетевые

адаптеры

Терминалы tn3270

Принтер

Терминалы tn3270

Сетевые

адаптеры

Эмулируемая

система

Параллельные

каналы

Выбранные устройства управления

и устройства ввода-вывода мэйнфреймов

Рис 213 Оченьмалыемейнфрейм-конфигурации

 Аппаратныесистемымейнфреймаивысокаядоступность 59

жуточное программное обеспечение, приложения и стиль использования соответству-

ют более крупным мэйнфреймам. В системе MP3000 можно создавать логические раз-

делы и запускать тестовую и рабочую системы. Эмулируемая система не поддерживает

логические разделы, но может вместо этого запускать несколько копий эмулятора.

Основная привлекательность этих систем состоит в том, что они являются «мэйн-

фреймом в одном корпусе». Во многих случаях не требуется использования внешних

традиционных устройств ввода-вывода. Это значительно сокращает стоимость мэйн-

фрейм-системы начального уровня.

292 Средние одиночные системы

Рис. 2.14 иллюстрирует среднюю мэйнфрейм-систему и необходимые стандартные

внешние элементы. В частности, представлена система IBM z890 с двумя современ-

ными внешними дисковыми контроллерами, несколькими приводами для магнитных

лент, принтерами, подключениями к локальной сети и консолями.

Принтер

Маршрутизатор

Приводы

для магнитных

лент

Локальная сеть

Консоли

OSA-Express

z890

Принтер

Enterprise

Storage Server1

Enterprise

Storage Server1

Рис 214 Средняямэйнфрейм-конфигурация

Это несколько идеализированная конфигурация, так как отсутствуют старые уст-

ройства. Описываемые здесь системы могут иметь несколько активных логических

разделов, например:

• рабочую систему z/OS с запущенными интерактивными приложениями;

60 Глава2

• вторую рабочую систему z/OS, предназначенную для крупных пакетных при-

ложений (они также могут работать в первом

LPAR, но в некоторых инсталля-

циях предпочтительнее использование отдельного LPAR в целях управления);

• тестовую систему z/OS для тестирования новых версий программного обеспе-

чения, новых приложений и т. д;

• один или несколько Linux-разделов, возможно, выполняющих веб-приложения.

Дисковые контроллеры на рис. 2.14 содержат большое количество обычных при-

водов, работающих в различных RAID-конфигурациях. Устройство управления пре-

образует их интерфейсы таким образом, чтобы они воспринимались как стандартные

дисковые приводы IBM 3390, которые являются самыми распространенными диско-

выми устройствами для мэйнфреймов. Эти дисковые устройства управления имеют

несколько канальных интерфейсов и могут работать параллельно.

293 Более крупные системы

На рис. 2.15 представлен более крупный мэйнфрейм, хотя такая конфигурация все же

меньше большой мэйнфрейм-инсталляции. Этот пример является типичным, так как

он включает как более старые, так и более новые мэйнфреймы, а также канальные

OSA Express

LAN

Старое DASD-

устройство 3390

3490E

OSA Express

Консоли

ESCON-

директор

ESCON-

директор

Локальная сеть

OSA Express

Локальная сеть

OSA Express

z990

9672

R96

Сервер

дисковой памяти 1

Сервер

дисковой памяти 2

Рис 215 Средняяпоразмерумейнфрейм-конфигурация

 Аппаратныесистемымейнфреймаивысокаядоступность 61

коммутаторы, позволяющие всем системам осуществлять доступ к большинству уст-

ройств ввода-вывода. Подобным образом он включает новые и старые дисковые

контроллеры (и устройства) и контроллеры (и устройства) приводов для магнитных

лент. Вся система реализована в виде средней конфигурации Parallel Sysplex.

Если вкратце, на рис. 2.15 представлены следующие устройства:

• IBM 3745 – коммуникационный контроллер, оптимизированный для связи

с удаленными терминалами и контроллерами и с локальными сетями. С

точки

зрения мэйнфрейма 3745 является устройством управления.

• Приводы для магнитных лент IBM 3490E, которые, хотя и несколько устарели,

могут работать с большинством наиболее часто используемых мэйнфрейм-

совместимых картриджей.

• Мэйнфрейм шестого поколения (G6).

• Новый мэйнфрейм z990.

• Сервер дисковой памяти (Enterprise Storage Server, ESS).

• ESCON-директоры.

• Подключения OSA Express к нескольким локальным сетям.

• CF (представленный отдельным блоком, однако может быть логическим разде-

лом мэйнфрейма).

210 Непрерывная доступность мэйнфреймов

Parallel Sysplex является высокоэффективной технологией, позволяющей высокона-

дежным, избыточным и устойчивым мэйнфрейм-технологиям достичь почти непре-

рывной доступности. Правильно настроенный кластер Parallel Sysplex может оста-

ваться доступным для пользователей и приложений с минимальными простоями.

• Аппаратные и программные компоненты предусматривают распараллелива-

ние для обеспечения оперативного обслуживания, например для повышения

производительности по запросу (Capacity Upgrade on Demand), при которой

осуществляется постепенное добавление процессоров или устройств сопря-

жения без нарушения выполнения текущих задач.

• Подсистемы DASD используют зеркальное отображение дисков или RAID-тех-

нологии для защиты от потери данных, а также технологии, позволяющие

осуществлять мгновенное резервное копирование без завершения работы

приложений.

• Сетевые технологии включают такие функции, как универсальные ресурсы

VTAM

(VTAM

Generic Resources), многоузловые устойчивые сеансы (Multi-

Node Persistent Sessions), виртуальная IP-адресация (Virtual IP Addressing) и уст-

ройство распределения (Sysplex Distributor) для обеспечения отказоустойчи-

вых сетевых подключений.

• Подсистемы ввода-вывода, поддерживающие несколько путей ввода-вывода

и динамическую коммутацию для недопущения потери доступа к данным и по

вышения пропускной способности.