Concepten en patronen van Azure-mainframe- en midrange-architectuur

Artikel
08/11/2021
10 minuten om te lezen

Mainframe- en midrange-hardware bestaat uit een familie van systemen van verschillende leveranciers (allemaal met een geschiedenis en doel van hoge prestaties, hoge doorvoer en soms hoge beschikbaarheid). Deze systemen werden vaak omhoog geschaald en monolithisch, wat betekent dat ze één groot frame met meerdere verwerkingseenheden, gedeeld geheugen en gedeelde opslag waren.

Aan de toepassingszijde werden programma's vaak geschreven in een van de twee varianten: transactioneel of in batch. In beide gevallen zijn er verschillende programmeertalen gebruikt, waaronder COBOL, PL/I, Natural, Fortran, REXX, en meer. Ondanks de leeftijd en complexiteit van deze systemen, zijn er veel migratiepaden naar Azure.

Aan de gegevenszijde worden gegevens meestal opgeslagen in bestanden en in databases. Mainframe- en midrange-databases zijn doorgaans te vinden in verschillende mogelijke structuren, zoals relationele, hiërarchische en netwerkstructuren. Er zijn verschillende typen organisatiesystemen voor bestanden, waarbij sommige ervan kunnen worden geïndexeerd en kunnen fungeren als sleutel-waardeopslag. Bovendien kan gegevenscoderen in mainframes verschillen van de codering die meestal wordt verwerkt in niet-mainframesystemen. Daarom moeten gegevensmigraties worden afgehandeld met een planning vooraf. Er zijn veel opties voor migratie naar het Azure-gegevensplatform.

Overzicht van Mainframe + Midrange

Verouderde systemen migreren naar Azure

In veel gevallen kunnen mainframe- en midrange- en andere servergebaseerde workloads worden gerepliceerd in Azure, met weinig tot geen verlies van functionaliteit. Soms merken gebruikers geen wijzigingen op in hun onderliggende systemen. In andere situaties zijn er opties voor het herfactoreren en opnieuw ontwerpen van de verouderde oplossing in een architectuur die is afgestemd op de cloud. Dit wordt gedaan met behoud van dezelfde of vergelijkbare functionaliteit. De architecturen in deze inhoudsset (plus de aanvullende whitepapers en andere bronnen hieronder) helpen u bij dit proces.

Mainframe- en midrange-concepten

In onze mainframe-architecturen gebruiken we de volgende termen.

Mainframes

Mainframes zijn ontworpen als scale-upservers voor het uitvoeren van grote hoeveelheden online transacties en batchverwerking eind jaren '50. Daarom hebben mainframes software voor online transactieformulieren (ook wel groene schermen genoemd) en hoogwaardige I/0-systemen voor het verwerken van de batchbewerkingen. Mainframes hebben een reputatie op het gebied van hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid, naast de mogelijkheid om online- en batchtaken uit te voeren.

Mainframe-opslag

Een onderdeel van het demysificeren van mainframes omvat het decoderen van verschillende overlappende termen. Centrale opslag, echt geheugen, echte opslag en hoofdopslag verwijzen bijvoorbeeld in het algemeen allemaal naar opslag die rechtstreeks aan de mainframeprocessor is gekoppeld. Mainframe-hardware omvat processors en veel andere apparaten, zoals DASD's (Direct Access Storage Devices), magnetische tapestations en verschillende soorten gebruikersconsoles. Tapes en DASD's worden gebruikt voor systeemfuncties en door gebruikersprogramma's.

Typen fysieke opslag:

Centrale opslag. Deze bevindt zich rechtstreeks op de mainframeprocessor en wordt ook wel processoropslag of echte opslag genoemd.
Aanvullende opslag. Deze bevindt zich los van het mainframe en bevat opslag op DASD's, ook wel pagineringsopslag genoemd.

Mips

De meting van miljoenen instructies per seconde (MIPS) biedt een constante waarde van het aantal cycli per seconde voor een bepaalde machine. MIPS worden gebruikt om de totale rekenkracht van een mainframe te meten. Mainframe-leveranciers brengen kosten in rekening voor klanten, op basis van MIPS-gebruik. Klanten kunnen de mainframe-capaciteit verhogen om te voldoen aan specifieke vereisten. IBM onderhoudt een index van de processorcapaciteit,die de relatieve capaciteit voor verschillende mainframes toont.

In de onderstaande tabel ziet u typische MIPS-drempelwaarden voor kleine, middelgrote en grote bedrijfsorganisaties (SORG's, MORG's en LORG's).

Klantgrootte	Typisch MIPS-gebruik
SORG	Minder dan 500 MIPS
MORG	500 MIPS tot 5000 MIPS
LORG	Meer dan 5000 MIPS

Mainframe-gegevens

Mainframe-gegevens worden op verschillende manieren opgeslagen en georganiseerd, van relationele en hiërarchische databases tot bestandssystemen met hoge doorvoer. Sommige algemene gegevenssystemen zijn z/OS Db2 voor relationele gegevens en IMS DB voor hiërarchische gegevens. Voor bestandsopslag met hoge doorvoer ziet u mogelijk VSAM (IBM Virtual Storage Access Method). De volgende tabel bevat een toewijzing van enkele van de meest voorkomende mainframe-gegevenssystemen en hun mogelijke migratiedoelen naar Azure.

Gegevensbron	Doelplatform in Azure
z/OS Db2 & Db2 LUW	Azure SQL DB, SQL Server azure-VM's, Db2 LUW op Azure-VM's, Oracle op Azure-VM's, Azure Database for PostgreSQL
IMS DB	Azure SQL DB, SQL Server azure-VM's, Db2 LUW op Virtuele Azure-Oracle op Azure en Azure Cosmos DB
Virtual Storage Access Method (VSAM), geïndexeerde sequentiële toegangsmethode (ISAM), andere platte bestanden	Azure SQL DB, SQL Server azure-VM's, Db2 LUW op Virtuele Azure-Oracle op Azure en Azure Cosmos DB
Generatiedatumgroepen (GDG's)	Bestanden in Azure met extensies in de naamconventies om vergelijkbare functionaliteit te bieden als GDG's

Midrange-systemen, Unix-varianten en andere verouderde systemen

Midrange-systemen en midrange-computers zijn losjes gedefinieerde termen voor een computersysteem dat krachtiger is dan een personal computer voor algemeen gebruik, maar minder krachtig is dan een mainframecomputer op volledige grootte. In de meeste gevallen wordt een midrange-computer gebruikt als een netwerkserver, wanneer er een klein tot gemiddeld aantal clientsystemen is. De computers hebben over het algemeen meerdere processors, een grote hoeveelheid ram-geheugen (random access memory) en grote harde schijven. Daarnaast bevatten ze meestal hardware die geavanceerde netwerken en poorten mogelijk maakt om verbinding te maken met meer bedrijfsgerichte randapparatuur (zoals grootschalige apparaten voor gegevensopslag).

Algemene systemen in deze categorie zijn AS/400 en de IBM i- en p-serie. Unisys heeft ook een verzameling midrange-systemen.

Unix-besturingssysteem

Het Unix-besturingssysteem was een van de eerste hoogwaardige besturingssystemen. Unix is het basisbesturingssysteem voor Ubuntu, Solaris en besturingssystemen die voldoen aan posix-standaarden. Unix is in de jaren '70 ontwikkeld door Ken Thompson, Zullen Ritchie en anderen bij AT&T Labs. Het was oorspronkelijk bedoeld voor programmeurs die software ontwikkelen in plaats van niet-programmeurs. Het werd gedistribueerd naar overheidsorganisaties en academische instellingen, waardoor Unix werd overgeplaatst naar een breder scala aan variaties en forks, met verschillende gespecialiseerde functies. Unix en de varianten ervan (zoals AIX, HP-UX en Tru64) worden vaak uitgevoerd op oudere systemen, zoals IBM-mainframes, AS/400-systemen, Sun Sparc en DEC-hardwaresystemen.

Andere systemen

Andere oudere systemen zijn de familie van systemen van Digital Equipment Corporation (DEC), zoals DEC VAX, DEC Alpha en DEC PDP. Op de DEC-systemen werd in eerste instantie het vax-VMS-besturingssysteem gebruikt en uiteindelijk verplaatst naar Unix-varianten, zoals Tru64. Andere systemen zijn systemen die zijn gebaseerd op de PA-RISC-architectuur, zoals de HP-3000- en HP-9000-systemen.

Midrange-gegevens en opslag

Midrange-gegevens worden op verschillende manieren opgeslagen en georganiseerd, van relationele en hiërarchische databases tot bestandssystemen met hoge doorvoer. Sommige algemene gegevenssystemen zijn Db2 for i (voor relationele gegevens) en IMS DB voor hiërarchische gegevens. De volgende tabel bevat een toewijzing van enkele van de meest voorkomende mainframe-gegevenssystemen en de mogelijke migratiedoelen naar Azure.

Gegevensbron	Doelplatform in Azure
Db2 for i	Azure SQL DB, SQL Server azure-VM's, Azure Database for PostgreSQL, Db2 LUW op Virtuele Azure-Oracle op Azure's
IMS DB	Azure SQL DB, SQL Server azure-VM's, Db2 LUW op Virtuele Azure-Oracle op Azure en Azure Cosmos DB

Endianness

Houd rekening met de volgende details over de endianness:

RISC- en x86-processors verschillen in endianiteit, een term die wordt gebruikt om te beschrijven hoe een systeem bytes opgeslagen in het computergeheugen.
OP RISC gebaseerde computers worden big endian systemen genoemd, omdat ze eerst de belangrijkste waarde ('big') opslaan, dat wil zeggen, in het laagste opslagadres.
De meeste Linux-computers zijn gebaseerd op de x86-processor, die little endian zijn, wat betekent dat ze eerst de minst significante waarde ('little') opslaan.

In de volgende afbeelding ziet u visueel het verschil tussen big endian en little endian.

Uitleg over endianness

Architectuurtypen op hoog niveau

Opnieuw hosten

Deze optie wordt vaak een lift-and-shift-migratie genoemd en vereist geen codewijzigingen. U kunt deze gebruiken om snel uw bestaande toepassingen naar Azure te migreren. Elke toepassing wordt als het goed is gemigreerd om de voordelen van de cloud te profiteren (zonder het risico en de kosten die zijn gekoppeld aan codewijzigingen).

Architecturen opnieuw hosten


Stromasys Charon-SSP Solaris-emulator op Azure-VM's	IBM-mainframetoepassingen migreren naar Azure met TmaxSoft OpenFrame
Unisys ClearPath Forward-mainframe opnieuw hosten naar Azure met behulp van Unisys-virtualisatie	LzLabs Software Defined Mainframe (SDM) gebruiken in een Azure VM-implementatie

Herstructureren

Voor herfactoring zijn minimale wijzigingen in toepassingen vereist. Hierdoor kan de toepassingsarchitectuur vaak gebruikmaken van Azure platform as a service (PaaS) en gebruikmaken van extra cloudaanbiedingen. U kunt bijvoorbeeld rekenonderdelen van bestaande toepassingen migreren naar Azure App Service of Azure Kubernetes Service (AKS). U kunt ook relationele en niet-relationele databases herbouwen in verschillende opties, zoals Azure SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL en Azure Cosmos DB.

Architecturen herbouwen


Migratie van IBM z/OS-mainframe met Asysco AMT	Micro Focus Enterprise Server op Azure VM's
IBM z/OS mainframe Coupling Facility (CF) herfactor naar Azure IBM naar Azure	Migratie van Unisys Dokka-mainframe naar Azure met Astadia & Micro Focus naar Azure met Astadia & Micro Focus
Unisys-mainframemigratie met Asysco	IBM System i to Azure met Infinite i
Mainframe-toepassingen herfactoreren naar Azure met Raincode-compilers

Opnieuw engineeren

Re-engineering voor migratie is gericht op het wijzigen en uitbreiden van toepassingsfunctionaliteit en de codebasis om de toepassingsarchitectuur te optimaliseren voor schaalbaarheid in de cloud. U kunt bijvoorbeeld een monolithische toepassing opsplitsen in een groep microservices die samen werken en eenvoudig kunnen worden geschaald. U kunt ook relationele en niet-relationele databases opnieuwarchitecten naar een volledig beheerde databaseoplossing, zoals SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL en Azure Cosmos DB.

Architecturen opnieuw engineeren


Verwerking van grote volumes batchtransacties	IBM mainframe en midrange-berichtenwachtrijen integreren met Azure

Toegewezen hardware

Een ander patroon voor migraties naar Azure (voor oudere systemen) wordt toegewezen hardware genoemd. In dit patroon wordt verouderde hardware (zoals IBM Power Systems) uitgevoerd in het Azure-datacenter, met een beheerde Azure-service die de hardware omsingt, waardoor cloudbeheer en automatisering eenvoudig kunnen worden uitgevoerd. Daarnaast is deze hardware beschikbaar om verbinding te maken met en te gebruiken met andere Azure IaaS- en PaaS-services.

Toegewezen hardwarearchitecten


AIX-workloads migreren naar Skytap op Azure Migrate naar Skytap in Azure	IBM i series-toepassingen migreren naar Skytap in Azure

Gegevensver movement en migratie

Een belangrijk onderdeel van verouderde migraties en transformaties naar Azure is rekening houden met gegevens. Dit kan niet alleen gegevensverkeer omvatten, maar ook gegevensreplicatie en synchronisatie.

Architecturen voor gegevensver movement en migratie


Mainframe moderniseren & midrange-gegevens	Mainframe-gegevens repliceren en synchroniseren in Azure
Mainframe-toegang tot Azure-databases	Replicatie en synchronisatie van Mainframe-bestanden op Azure

Volgende stappen

Neem contact op met voor meer legacy2azure@microsoft.com informatie.
Zie het Microsoft Azure Well-Architected Framework.

De whitepapers, blogs, webinars en andere resources zijn beschikbaar om u op weg te helpen en inzicht te krijgen in de trajecten voor het migreren van verouderde systemen naar Azure:

Whitepapers

Webinars

Blogberichten

Verhalen van klanten

Verschillende branches migreren op innovatieve en innovatieve manieren van verouderde mainframe- en midrange-systemen. Hier volgen een aantal klantcasestudies en succesverhalen: