Azure mainframe en ontwerp van midrangearchitectuur

  • Artikel

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

Aan de toepassingszijde zijn programma's vaak geschreven in een van twee smaken: transactioneel of batch. In beide gevallen waren er verschillende programmeertalen die werden gebruikt, waaronder COBOL, PL/I, Natural, Fortran, REXX, enzovoort. 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 midrangedatabases komen vaak voor in verschillende structuren, zoals relationele, hiërarchische en netwerkdatabases. Er zijn verschillende typen organisatiesystemen voor bestanden, waarbij sommige van deze kunnen worden geïndexeerd en kunnen fungeren als een sleutel-waardearchieven. Verder kunnen gegevenscodering in mainframes verschillen van de codering die doorgaans wordt verwerkt in niet-mainframesystemen. Daarom moeten gegevensmigraties vooraf worden verwerkt met 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 mainframes, midrange en andere serverworkloads in Azure worden gerepliceerd met weinig tot geen verlies van functionaliteit. Soms merken gebruikers geen wijzigingen in hun onderliggende systemen. In andere situaties zijn er opties voor het herstructureren en opnieuw ontwikkelen van de verouderde oplossing in een architectuur die in overeenstemming is met de cloud. Dit gebeurt terwijl dezelfde of vergelijkbare functionaliteit behouden blijft. De architecturen in deze inhoudsset (plus de whitepapers en andere bronnen die verderop in dit artikel worden gegeven) helpen u bij dit proces.

Mainframe- en midrangeconcepten

In onze mainframearchitecturen gebruiken we de volgende termen.

Mainframes

Mainframes zijn ontworpen als scale-upservers voor het uitvoeren van online transacties met grote volumes en batchverwerking in de late jaren '50. Als zodanig hebben mainframes software voor online transactieformulieren (ook wel groene schermen genoemd) en krachtige I/O-systemen voor het verwerken van de batchuitvoeringen. Mainframes hebben een reputatie voor hoge betrouwbaarheid en beschikbaarheid, naast hun mogelijkheid om online- en batchtaken uit te voeren.

Mainframe-opslag

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

Typen fysieke opslag:

  • Centrale opslag bevindt zich rechtstreeks op de mainframeprocessor. Het wordt ook wel processoropslag of echte opslag genoemd.
  • Hulpopslag bevindt zich los van het mainframe. Het omvat opslag op DASD's, ook wel pagingopslag 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 wordt gebruikt om de totale rekenkracht van een mainframe te meten. Mainframe-leveranciers brengen klanten in rekening op basis van MIPS-gebruik. Klanten kunnen de mainframecapaciteit verhogen om te voldoen aan specifieke vereisten. IBM onderhoudt een processorcapaciteitsindex, die de relatieve capaciteit over verschillende mainframes weergeeft.

In de volgende tabel ziet u typische MIPS-drempelwaarden voor kleine, middelgrote en grote ondernemingen (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 5.000 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 de mogelijke migratiedoelen in Azure.

Gegevensbron Doelplatform in Azure
z/OS Db2 & Db2 LUW Azure SQL DB, SQL Server op 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 op Azure-VM's, Db2 LUW op Azure-VM's, Oracle op Azure-VM's, Azure Cosmos DB
Methode voor virtuele opslagtoegang (VSAM), geïndexeerde sequentiële toegangsmethode (ISAM), andere platte bestanden Azure SQL DB, SQL Server op Azure-VM's, Db2 LUW op Azure-VM's, Oracle op Azure-VM's, Azure Cosmos DB
Generatiedatumgroepen (GDG's) Bestanden in Azure met behulp van extensies in de naamconventies om vergelijkbare functionaliteit te bieden als GDG's

Midrange-systemen, Unix-varianten en andere verouderde systemen

Midrange-systemen en midrangecomputers zijn losjes gedefinieerde termen voor een computersysteem dat krachtiger is dan een persoonlijke computer voor algemeen gebruik, maar minder krachtig dan een full-size mainframecomputer. In de meeste gevallen wordt een middelgrote 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 waarmee geavanceerde netwerken en poorten kunnen worden gebruikt om verbinding te maken met meer zakelijke randapparatuur (zoals grootschalige gegevensopslagapparaten).

Algemene systemen in deze categorie omvatten 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 besturingssystemen op ondernemingsniveau. Unix is het basisbesturingssysteem voor Ubuntu, Solaris en besturingssystemen die voldoen aan POSIX-standaarden. Unix is ontwikkeld in de jaren '70 door Ken Thompson, Dennis Ritchie en andere 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, beide leidden ertoe dat Unix werd overgezet naar een bredere verscheidenheid aan variaties en vorken, met verschillende gespecialiseerde functies. Unix en de bijbehorende varianten (zoals AIX, HP-UX en Tru64) worden vaak uitgevoerd op verouderde systemen, zoals IBM mainframes, AS/400-systemen, Sun Sparc en DEC-hardwaresystemen.

Andere systemen

Andere oudere systemen omvatten de familie van systemen van Digital Equipment Corporation (DEC), zoals dec vax, DEC alpha en DEC PDP. De DEC-systemen hebben in eerste instantie het VAX VMS-besturingssysteem uitgevoerd en uiteindelijk verplaatsten ze 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.

Gegevens en opslag in het midden ordenen

Gegevens in het middenbereik 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 in Azure.

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

Endianness

Houd rekening met de volgende details over endianness:

  • RISC- en x86-processors verschillen in endianness, een term die wordt gebruikt om te beschrijven hoe bytes in het computergeheugen worden opgeslagen.
  • OP RISC gebaseerde computers worden big endian-systemen genoemd, omdat ze eerst de belangrijkste waarde ('big') opslaan, dat wil gezegd in het laagste opslagadres.
  • De meeste Linux-computers zijn gebaseerd op de x86-processor, die kleine endiane systemen zijn, wat betekent dat ze eerst de minst significante ("kleine") waarde 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. Voor deze optie zijn geen codewijzigingen vereist. U kunt deze gebruiken om uw bestaande toepassingen snel naar Azure te migreren. Elke toepassing wordt als zodanig gemigreerd, om de voordelen van de cloud te profiteren (zonder het risico en de kosten die zijn gekoppeld aan codewijzigingen).

Architecturen opnieuw hosten

Herstructureren

Voor het herstructureren zijn minimale wijzigingen in toepassingen vereist. Hierdoor kan de toepassingsarchitectuur vaak profiteren van Azure Platform as a Service (PaaS) en andere cloudaanbiedingen. U kunt bijvoorbeeld rekenonderdelen van bestaande toepassingen migreren naar Azure-app Service of naar Azure Kubernetes Service (AKS). U kunt ook relationele en niet-relationele databases herstructureren in verschillende opties, zoals Azure SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL en Azure Cosmos DB.

Architecturen herstructureren

Opnieuw engineeren

Re-engineering voor migratie is gericht op het wijzigen en uitbreiden van toepassingsfunctionaliteit en de codebasis om de toepassingsarchitectuur voor schaalbaarheid in de cloud te optimaliseren. 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 opnieuw ontwerpen voor een volledig beheerde databaseoplossing, zoals SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL en Azure Cosmos DB.

Architecturen opnieuw ontwerpen

Toegewezen hardware

Een ander patroon voor migraties naar Azure (voor verouderde systemen) is de naam toegewezen hardware. Dit patroon is waar verouderde hardware (zoals IBM Power Systems) wordt uitgevoerd in het Azure-datacenter, met een beheerde Azure-serviceterugloop rond de hardware, waardoor eenvoudig cloudbeheer en automatisering mogelijk is. Verder is deze hardware beschikbaar om verbinding te maken met en te gebruiken met andere Azure IaaS- en PaaS-services.

Toegewezen hardwarearchitecturen

Gegevensverplaatsing en -migratie

Een belangrijk onderdeel van verouderde migraties en transformaties naar Azure is overweging voor gegevens. Dit kan niet alleen gegevensverplaatsing zijn, maar ook gegevensreplicatie en synchronisatie.

Architectuur voor gegevensverplaatsing en migratie

  • Mainframe- en midrange-gegevens moderniseren
    • 11/04/2020
    • 7 min. lezen

    Meer informatie over hoe u het IBM-mainframe en de midrange-gegevens moderniseert. Bekijk u een data-first-benadering gebruikt om deze gegevens naar Azure te migreren.

  • Mainframe-toegang tot Azure-databases
    • 05/03/2021
    • 4 min. lezen

    Geef mainframe-toepassingen toegang tot Azure-gegevens zonder code te wijzigen. Gebruik de Microsoft-service voor DRDA om Db2 SQL-instructies uit te voeren op een SQL Server-database.

Volgende stappen

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

Whitepapers

Webinars

Blogberichten

Klantverhalen

Verschillende branches migreren van verouderde mainframe- en midrangesystemen op innovatieve en inspirerende manieren. Bekijk de volgende casestudy's en succesverhalen van klanten: