Projekt architektury mainframe i średniej ramki platformy Azure

  • Artykuł

Komputery Mainframe i sprzęt średniej ramki składają się z rodziny systemów od różnych dostawców (wszystkie z historią i celem wysokiej wydajności, wysokiej przepływności, a czasami wysokiej dostępności). Systemy te często były skalowane w górę i monolityczne, co oznacza, że była to pojedyncza, duża ramka z wieloma jednostkami przetwarzania, pamięcią współdzieloną i magazynem udostępnionym.

Po stronie aplikacji programy były często pisane w jednej z dwóch odmian: transakcyjnych lub wsadowych. W obu przypadkach było kilka języków programowania, w tym COBOL, PL/I, Natural, Fortran, REXX itd. Pomimo wieku i złożoności tych systemów istnieje wiele ścieżek migracji na platformę Azure.

Po stronie danych dane są zwykle przechowywane w plikach i w bazach danych. Bazy danych mainframe i średniej są często dostępne w różnych strukturach, takich jak między innymi relacyjne, hierarchiczne i sieciowe. Istnieją różne typy systemów organizacyjnych plików, w których niektóre z nich mogą być indeksowane i mogą działać jako magazyny klucz-wartość. Ponadto kodowanie danych w komputerach mainframe może różnić się od kodowania, które jest zwykle obsługiwane w systemach innych niż mainframe. W związku z tym migracje danych powinny być obsługiwane przy planowaniu z góry. Istnieje wiele opcji migracji do platformy danych Platformy Azure.

Mainframe + midrange — omówienie

Migrowanie starszych systemów na platformę Azure

W wielu przypadkach komputery mainframe, midrange i inne obciążenia oparte na serwerze można replikować na platformie Azure bez utraty funkcjonalności. Czasami użytkownicy nie zauważają zmian w swoich systemach bazowych. W innych sytuacjach istnieją opcje refaktoryzacji i ponownej inżynierii starszego rozwiązania do architektury, która jest dopasowana do chmury. Odbywa się to przy zachowaniu tej samej lub podobnej funkcjonalności. Architektury w tym zestawie zawartości (wraz z białymi dokumentami i innymi zasobami podanymi w dalszej części tego artykułu) ułatwiają przeprowadzenie tego procesu.

Pojęcia dotyczące komputerów Mainframe i średniej ramki

W naszych architekturach komputerów mainframe używamy następujących terminów.

Komputery mainframe

Komputery Mainframe zostały zaprojektowane jako serwery skalowane w górę w celu uruchamiania dużych transakcji online i przetwarzania wsadowego pod koniec lat 50. W związku z tym komputery mainframe mają oprogramowanie do obsługi formularzy transakcji online (czasami nazywanych zielonymi ekranami) i wysokowydajnych systemów we/wy na potrzeby przetwarzania przebiegów wsadowych. Komputery Mainframe mają reputację wysokiej niezawodności i dostępności, oprócz możliwości uruchamiania zadań online i wsadowych.

Magazyn mainframe

Część demystifying mainframe obejmuje dekodowanie różnych nakładających się terminów. Na przykład magazyn centralny, pamięć rzeczywista, rzeczywisty magazyn i główny magazyn odnoszą się do magazynu dołączonego bezpośrednio do procesora mainframe. Sprzęt mainframe obejmuje procesory i wiele innych urządzeń, takich jak urządzenia magazynujące bezpośredni dostęp (DASD), stacje taśm magnetycznych i kilka typów konsol użytkowników. Taśmy i DASD są używane do funkcji systemowych i programów użytkownika.

Typy magazynu fizycznego:

  • Magazyn centralny znajduje się bezpośrednio na procesorze mainframe. Jest on również nazywany magazynem procesora lub rzeczywistym magazynem.
  • Magazyn pomocniczy znajduje się oddzielnie od komputera mainframe. Obejmuje ona magazyn na dyskach DASD, nazywanym również magazynem stronicowania.

MIPS

Pomiar milionów instrukcji na sekundę (MIPS) zapewnia stałą wartość liczby cykli na sekundę dla danej maszyny. MiPS służy do mierzenia ogólnej mocy obliczeniowej komputera mainframe. Dostawcy komputerów Mainframe pobierają opłaty za klientów na podstawie użycia miPS. Klienci mogą zwiększyć pojemność komputera mainframe, aby spełnić określone wymagania. IBM utrzymuje indeks pojemności procesora, który pokazuje względną pojemność w różnych komputerach mainframe.

W poniższej tabeli przedstawiono typowe progi MIPS w małych, średnich i dużych organizacjach przedsiębiorstw (SORG, MORG i LORGs).

Rozmiar klienta Typowe użycie miPS
SORG Mniej niż 500 MIPS
MORG 500 MIPS do 5000 MIPS
LORG Ponad 5000 MIPS

Dane komputera Mainframe

Dane mainframe są przechowywane i zorganizowane na różne sposoby, od relacyjnych i hierarchicznych baz danych po systemy plików o wysokiej przepływności. Niektóre typowe systemy danych to z/OS Db2 dla danych relacyjnych i bazy danych IMS DB dla danych hierarchicznych. W przypadku magazynu plików o wysokiej przepływności można zobaczyć usługę VSAM (IBM Virtual Storage Access Method). Poniższa tabela zawiera mapowanie niektórych bardziej typowych systemów danych mainframe oraz ich możliwych celów migracji na platformę Azure.

Źródło danych Platforma docelowa na platformie Azure
z/OS Db2 i DB2 LUW Azure SQL DB, SQL Server on Azure VMs, Db2 LUW on Azure VMs, Oracle on Azure VMs, Azure Database for PostgreSQL
BAZA danych IMS Azure SQL DB, SQL Server on Azure VMs, Db2 LUW on Azure VMs, Oracle on Azure VMs, Azure Cosmos DB
Metoda dostępu do magazynu wirtualnego (VSAM), metoda sekwencyjnego dostępu (ISAM), inne pliki proste Azure SQL DB, SQL Server on Azure VMs, Db2 LUW on Azure VMs, Oracle on Azure VMs, Azure Cosmos DB
Grupy dat generowania (GDG) Pliki na platformie Azure korzystające z rozszerzeń w konwencjach nazewnictwa w celu zapewnienia podobnych funkcji grup GDG

Systemy średnie, warianty systemu Unix i inne starsze systemy

Systemy średnie i komputery średnie są luźno zdefiniowane terminy dla systemu komputerowego, który jest bardziej zaawansowany niż komputer osobisty ogólnego przeznaczenia, ale mniej zaawansowany niż komputer mainframe o pełnym rozmiarze. W większości przypadków komputer średni jest używany jako serwer sieciowy, gdy istnieje niewielka do średniej liczby systemów klienckich. Komputery zazwyczaj mają wiele procesorów, dużą ilość pamięci RAM (random access memory) i dużych dysków twardych. Ponadto zwykle zawierają one sprzęt, który umożliwia korzystanie z zaawansowanej sieci i portów do łączenia się z bardziej zorientowanymi na działalność urządzeniami peryferyjnymi (takimi jak urządzenia magazynu danych na dużą skalę).

Typowe systemy w tej kategorii obejmują AS/400 i serię IBM i i p. Unisys ma również kolekcję systemów średniej.

System operacyjny Unix

System operacyjny Unix był jednym z pierwszych systemów operacyjnych klasy korporacyjnej. Unix to podstawowy system operacyjny dla systemów Ubuntu, Solaris i operacyjnych, które są zgodne ze standardami POSIX. Unix został opracowany w 1970 roku przez Kena Thompsona, Dennisa Ritchie i innych w AT&T Laboratories. Pierwotnie był przeznaczony dla programistów, którzy opracowują oprogramowanie, a nie programistów. Został on dystrybuowany do organizacji rządowych i instytucji akademickich, z których oba doprowadziły Unix do przenoszenia do szerszej gamy odmian i rozwidlenia, z różnymi wyspecjalizowanymi funkcjami. Systemy Unix i jego warianty (takie jak AIX, HP-UX i Tru64) są często spotykane w starszych systemach, takich jak komputery mainframe IBM, systemy AS/400, Sun Sparc i DEC systemów sprzętowych.

Inne systemy

Inne starsze systemy obejmują rodzinę systemów firmy Digital Equipment Corporation (DEC), takich jak DEC VAX, DEC Alpha i DEC PDP. Systemy DEC początkowo uruchamiały system operacyjny VAX VMS, a następnie w końcu przeniósł się do wariantów systemu Unix, takich jak Tru64. Inne systemy obejmują te, które są oparte na architekturze PA-RISC, takich jak HP-3000 i HP-9000.

Dane i magazyn w połowie rozmieszczenia

Dane średnie są przechowywane i zorganizowane na różne sposoby— od relacyjnych i hierarchicznych baz danych po systemy plików o wysokiej przepływności. Niektóre typowe systemy danych to Db2 for i (dla danych relacyjnych) i baza danych IMS DB dla danych hierarchicznych. Poniższa tabela zawiera mapowanie niektórych z bardziej typowych systemów danych mainframe i możliwych celów migracji na platformę Azure.

Źródło danych Platforma docelowa na platformie Azure
Db2 for i Azure SQL DB, SQL Server on Azure VMs, Azure Database for PostgreSQL, Db2 LUW on Azure VMs, Oracle on Azure VMs
BAZA danych IMS Azure SQL DB, SQL Server on Azure VMs, Db2 LUW on Azure VMs, Oracle on Azure VMs, Azure Cosmos DB

Endianness

Rozważ następujące szczegóły dotyczące endianness:

  • Procesory RISC i x86 różnią się w endianness— termin używany do opisania sposobu przechowywania bajtów przez system w pamięci komputera.
  • Komputery oparte na protokole RISC są nazywane dużymi systemami endian, ponieważ przechowują najwięcej wartości ("big") najpierw — czyli w najniższym adresie magazynu.
  • Większość komputerów z systemem Linux jest oparta na procesorze x86, które są małymi systemami endian, co oznacza, że najpierw przechowują najmniej znaczącą wartość ("little").

Na poniższej ilustracji przedstawiono wizualnie różnicę między big endian i little endian.

Objaśnienie endianness

Typy architektury wysokiego poziomu

Ponowne hostowanie

Ta opcja często określana jako migracja metodą "lift-and-shift" nie wymaga zmian w kodzie. Służy do szybkiego migrowania istniejących aplikacji na platformę Azure. Każda aplikacja jest migrowana w taki sposób, aby czerpać korzyści z chmury (bez ryzyka i kosztów związanych ze zmianami kodu).

Architektury ponownego hostu

Refaktoryzacja

Refaktoryzacja wymaga minimalnych zmian w aplikacjach. Często umożliwia to architekturze aplikacji korzystanie z platformy Azure jako usługi (PaaS) i innych ofert w chmurze. Można na przykład migrować składniki obliczeniowe istniejących aplikacji do usługi aplikacja systemu Azure Service lub do usługi Azure Kubernetes Service (AKS). Można również refaktoryzować relacyjne i nierelacyjne bazy danych do różnych opcji, takich jak azure SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL i Azure Cosmos DB.

Architektury refaktoryzacji

Ponowne inżynier

Ponowna inżynieria migracji koncentruje się na modyfikowaniu i rozszerzaniu funkcjonalności aplikacji oraz bazie kodu w celu zoptymalizowania architektury aplikacji pod kątem skalowalności chmury. Możesz na przykład podzielić aplikację monolityczną na grupę współdziałających mikrousług, które można łatwo skalować. Można również zmienić architekturę relacyjnych i nierelacyjnych baz danych na w pełni zarządzane rozwiązanie bazy danych, takie jak wystąpienie zarządzane SQL, usługa Azure Database for MySQL, usługa Azure Database for PostgreSQL i usługa Azure Cosmos DB.

Architektury ponownego inżyniera

Dedykowany sprzęt

Innym wzorcem migracji na platformę Azure (w przypadku starszych systemów) jest znany jako dedykowany sprzęt. Ten wzorzec polega na tym, że starszy sprzęt (taki jak IBM Power Systems) działa w centrum danych platformy Azure, z opakowującym usługę zarządzaną platformy Azure wokół sprzętu, co umożliwia łatwe zarządzanie chmurą i automatyzację. Ponadto ten sprzęt jest dostępny do nawiązywania połączenia z innymi usługami IaaS i PaaS platformy Azure i korzystania z nich.

Dedykowane architektury sprzętowe

Przenoszenie i migracja danych

Kluczową częścią starszych migracji i przekształceń na platformę Azure jest uwzględnienie danych. Może to obejmować nie tylko przenoszenie danych, ale także replikację i synchronizację danych.

Architektury przenoszenia i migracji danych

Następne kroki

Oficjalne dokumenty, blogi, seminaria internetowe i inne zasoby są dostępne, aby ułatwić Ci podróż, aby zrozumieć ścieżki migracji starszych systemów na platformę Azure:

Oficjalne dokumenty

Seminaria internetowe

Wpisy w blogu

Historie klientów

Różne branże migrują ze starszych systemów mainframe i midrange w innowacyjny i inspirujący sposób. Zapoznaj się z następującymi analizami przypadków klientów i historiami sukcesu: