Sistemi Centrali
Mario Moretti
II semestre 2010-2011
“Sistemi Centrali”• Corso “Sistemi Centrali” 6 crediti• Laurea Specialistica Informatica I anno II semestre• Orario Lunedi e Giovedì 0re 15.15-17.00• Inizio 14 Marzo 2011• Testo gratuito “Il Mainframe” – autori vari. Edizione ottobre 2010
Docente :M.Moretti– Laureato in Matematica presso l’Universita’ “La Sapienza “ di Roma.
– Inizia la sua attivita’ lavorativa presso la societa’ “Pignone Sud” gruppo ENI. Come tecnico di progettazione e Implementazione di sistemi di controllo di Valvole su pipeline petrolifere.
– Entra in IBM italia nel 1977 quale Tecnico di Manutenzione HW su Sistemi “mainframe” di architettura IBM 370.
– Dal 1979 svolge attività’ di Tecnico di Manutenzione SW su sistemi operativi MVS e VM.
– Nel 1983 viene impegnato presso il laboratorio di Sviluppo Software di Roma in qualita’ di Quality Assurer di prodotti Software IBM ( DSX 3.2, DSX 4.1)
– Nel 1996 svolge attivita’ tecnica su ambienti eterogenei complessi con sistemi Mainframe e RISC SP2 per l’automazione e la gestione dei depositi AGIP.
– Dal 1998 svolge attività’ di Brand Technical Support su sistemi IBM zseries
– Nel 2006 ottiene la “IT Specialist Profession Certification”
– Nel 2007 e’ coautore del testo per le università “I Sistemi Centrali”
– Nel 2007 e’ professore del corso “Sistemi Centrali” Alla Sapienza- Univ. Di Roma (Laurea magistrale in Informatica)
Sistemi Centrali e vita quotidiana
Bollette elettriche/telefoniche/ecc...
Ricarica Telefonica
Conto Corrente bancario
Fondo pensionistico INPS
Telepass
Bancomat
Borsa Valori
Prenotazione aerea
Dichiarazione dei redditi
Bollettino postale
Assicurazione Auto
…
Informatica come bene di largo consumo
COMPLESSITA’
=
COSTO
COMPLESSITA’
=
EFFICIENZA Banalizzazione
dei Concetti
Sottovalutazione
delle differenze
architetturali
Informatica come nucleo vivo dei processi produttivi
Concetti = prodotti
Messaggio > Valore
Considerazioni preliminari
Visto che i virus ci sono tanto vale limitarne i danniE’ inutile copiare il contenuto del disco del PC su un Nastro (o CD) tanto all’occorrenza posso re-installare tutto...Se il computer si ferma e’ inutile cercare di capire perche’... tanto vale spegnerlo e riaccenderlo, qualunque cosa sia accaduta si sistemera’ da sola....
Valore“Status quo”
Pc + Windows mentre nell’ICT ci sono Mainframe+Computer Distribuiti vari sistemi operativi Unix linux z/OS
Varietà di Architetture(HW+SW)
Mono architettura (PC+SW)
Potenza /performance /Costi per unita’/TCOMetriche preciseMetriche confuse
Reti/Comunicazioni/DatiComplessità di realizzazione
Semplicità di realizzazione
EsempiICT professionale
PC+internet
Internet ed il PC
Differenti Approcci
Alta SpecializzazioneBassa Specializzazione
Valori :• La Disponibilita’ Continua dei Sistemi• La Integrita’ della Informazione• Diversita’ tra efficienza dei Sistemi e
prestazioni .• I Costi Sostenibili• Quando qualcosa non funziona
bisogna capire perche’ e ripararla.• La sicurezza dei dati e degli accessi
L’affidabilità non ha un valore primario
•Se il sistema e’ momentaneamente indisponibile non nuoce a nessuno
Affidabilitàla velocità
efficienzasemplicità d’uso
ProduttivoConsumer
Obiettivi dei corsi universitari in area informatica
Reti ,impianti, sistemi informativi, Applicazioni, web :
• Sviluppo • Progettazione • Personalizzazione • Gestione• Controllo• Distribuzione• Riparazione
I vostri colleghi
DEFINIZIONE
SISTEMI CENTRALI
=
MAINFRAME
Definizione di Mainframe
Un Sistema Centrale (mainframe) e’ un Calcolatore usato per gestire grandi volumi di dati acceduti da un grande numero di utenti contemporanei con un grande grado di sicurezza e di alta disponibilita’. Tale compito non puo’ usualmente essere svolto da apparecchiature di scala inferiore.
Il Mainframe gestice un carico di lavoro misto , eseguendo attivita’ tra loro
molto differenti , in contemporanea , mantenendo le priorita’ assegnate
ed evitando che una sola di esse lo monopolizzi.
Il Mainframe oggi
HardwareIBM zSeries
z/ARCHITECTURE z/Architecture (64-bit)
Sistemi operativi
z/OS( MVS)
z/VM
z/VSE
z/TPF
z/Linux
Il Mainframe oggi (?)z/OS Software Stack
Evoluzione del Mainframe
Dati online su disco
Dati offine su nastro
NetworkNetwork
Utenti locali
Reti locali o remore
Amministratori di sistema
Stampanti
Mainframe all’interno di reti eterogenee di computers
Data center
Ambiente distribuito ed eterogeneo
Evoluzione della infrastruttura IT
Data Center
Problemi dell’Infrastruttura IT
Connesso
Integrato
Flessibile, Dinamico, e Reattivo
Intelligente and Allineato con gli Obiettivi di Business Service
I processi di Business e le applicazioni che li supportano stanno diventano sempre più Service Oriented, Integrati, Modulari
I componenti di questi servizi appartengono a varie architetture e sono ospitati su infrastrutture IT eterogenee
Non e’ possibile ottimizzarle le applicazioni basandosi sulle le singole piattaforme
NUOVO APPROCCIO : Gestione Integrata dell’Infrastruttura IT e della Applicazione di Business
Nuovo Approccio
Tendenze e tecnologie
Smarter Planet
Città piu’ efficienti
Energia senza sprechi (energy grid )
Cure mediche piu’ efficaci
Traffico piu’ ordinato
Smarter Planet
Sistema di Sistemi
Gestione integrata
Integrazione Multi-piattaforma
Integrazione Applicativa
Un Sistema di Sistemi che integra le migliori tecnologie migliorando enormemente la produttività degli attuali data center multi architettura e le future clouds private .
Innovazione, Integrazione e Gestione Dinamica dell’Infrastruttura IT
• Nuove capacità , Performance e Efficienza– Miglioramento continuo nella Performance e Tecnologia del Mainframe – Accelerazione elaborativa Special-purpose per grandi livelli di workload performance e
scalabilità
• Integrazione della infrastruttura IT– I workloads di Business service sono eterogenei in natura percio’ vanno eseguiti su
strutture di sistema eterogenee– Un sistema ibrido e’ una piattaforma virtualizzata eterogenea che fornisce una
integrazione Unitaria ( un unica “struttura”) – L’integrazione fornisce una protezione degli investimenti, una riduzione della
complessità un miglioramneto della affidabilità e un TCO più basso
• La gestione dinamica della Infrastruttura IT – Allinea la velocità di esecuzione IT al passo del business, messa in opera delle risorse
in maniera dinamica, ottimizzata, automatizzata e basata sulle politiche – Risponde alle nuove opportunità di business piu’ velocemente; fornitura riallocazione e
ottimizzazione delle risorse infrastrutturali– Gestisce l’infrastruttura in accordo con obiettivi legati ai livelli di servizio dei workload
degli utenti
Peculiarità del Mainframe
7x24
•Sicurezza
•Potenza
•Grandi volumi di dati
•Availability
•Carico misto
•Autonomico
•Versatilita’
•Service Hub
•….
Mainframe e funzionalità operative
• Monitoring e Controllo
• Gestione automatizzata del carico e delle risorse
• Virtualizzazione
• System Recovery Facilities
• Full Data Sharing Cluster
• Funzioni di crittografia
•…
Mainframe e Virtualizzazione
Mainframe e carico misto
Disegno ottimizzato per il carico misto
•La Cache contiene molti working set contemporaneamente •La velocità del processore e’ ottimizzata dalla cache•Caratteristiche spinte di RAS •Utilizzo massimale delle risorse
Mainframe e carico misto
Disegno ottimizzato per il carico misto
•La Cache contiene molti working set contemporaneamente •La velocità del processore e’ ottimizzata dalla cache•Caratteristiche spinte di RAS •Utilizzo massimale delle risorse
Ambiente distribuito
Ambiente Mainframe
Mainframe e Partizionamento
Il Partizionamento
è la suddivisione fisica o logica delle risorse di un singolo computer in sistemi isolati e indipendenti che ospitano S.O. e software indipendenti
Il mainframe utilizza il partizionamento logico (Processor Resource /System Manager aka PR/SM ) attraverso funzionalità HW e microcode per costruire Logical Partitions indipendenti (LPARs)
Mainframe – MIF (Condivisione di I/O)
Mainframe e Workload Manager
Production w ork according to business objectives & SLAs
Optimal resource use
Full reporting for accounting & monitoring
Finite amount of physical resources
0
20
40
60
80
100
6.00 10.00 14.00 18.00 22.00 2.00
T eller AT MInternet Banking Batch
The am ount and quality o f p la tform “instrum entation” (hardware, software, arch itecture) determ ines the quality o f the solu tion
Services not provided by the p la tform w ill require additional people and m anagem ent costs
System z9 solution is unm atched in the industry
Carichi diversi concorrenti “on demand”
Obiettivi di Business (“goals”) definiti per carichi individuali
Lavori di produzione in accordo con gli obiettivi di business & SLAs
Uso ottimale delle risorse
reporting completo per accounting & monitoring
Una quantità limitata di risorse
Mainframe –Versatilità
JCL
SOA
Application server
3270
Open Standards
(TCP/IP, POSIX, JAVA)
Mainframe
Cluster di Mainframes - Parallel Sysplex
Il Parallel Sysplex
è un cluster di mainframes che operano insieme in una singola immagine di Sistema,
. Un Parallel Sysplex combina
condivisione dei dati (data sharing) e parallel computing
Consente ad un cluster di coordinare fino a 32 computers (immagini z/OS)
alta performance e alta affidabilità
Cluster di Mainframes - Parallel Sysplex
Ambiente Mainframe
•Hardware specializzato per il clustering•Connettività in fibra ottica ad alta velocità
•Bassa Latenza
•HW integrato con S.O. e sottosistemi software
Ambiente Distribuito •Non esiste hardware specializzato
• Non esiste connettività specializzata path length interamente software
• Ogni sottosistema (database, application server) è disegnato per girare su servers separati (commodity)
1. Il basso sovraccarico consente un altissima scalabilità ( fino a 32 mainframe in cluster).
2. La piu’ alta disponibilità dei sistemi
Mainframe vs Distribuito
Parallel Sysplex- Coupling Facility
La Coupling Facility implementa:
•Lock per dati sincronizzati
•Liste di dati condivisi
•Buffers per consistenza di database
Coupling Facility
•Processore dedicato con microcode specializzato
•Supportato da ISA
•Grandi quantità di memoria veloce
•Interconnessioni ad alta velocità
•Sincronismo attraverso clock hw o protocolli specializzati (STP)
•Immagini z/OS multiple in cluster coordinate da una Coupling Facility
Mainframe e Connettività (I/O Hardware)
Mainframe - Input/Output
Un Channel Path e’ un processore separato che controlla il trasferimento dei dati tra memoria centrale e Dispositivi di I/O (devices)
•Il dato che e’ letto/scritto su un mezzo esterno (Nastro Disco ,,,)• Oltre ai dati si trasferiscono Informazioni di controllo
Una Control Unit interpreta in dettaglio i comandi specifici per il device ad essa connesso es.
•Posizionamento della testina di lettura di un disco• Il riavvolgimento di un nastro •Il trascinamento di un pagina su stampante
Un device è guidato da una Control Unit.
A ciascun device e’ assegnato un numero dall’Amministratore del Sistema
Special Purpose Systems e Accelerators
EnterpriseSystem
Function
EnterpriseSystem
Function
e.g. HPC,SAO,DataPower
Riduce i CostiMigliora il total cost of system
EnterpriseSystem
SpecialPurposeSystem
Function
EnterpriseSystem
Migliora la PerformanceIIncrementa il throughput o
riduce il response time
SpecialPurposeSystem
Function
Aggiunge FunzionalitàFornisce capacità integrata ; -Esegue più efficientemente che su altri sistemi
EnterpriseSystem
SpecialPurposeSystem
AlternativeSystem
e.g. Crypto,Compression
e.g. IFL, zAAP, zIIP
EnterpriseSystem
AlternativeSystem
38
Evoluzione della Piattaforma
Server
Compute StorageMemory Network
Operating System
Software
Compute StorageMemory NetworkCompute StorageMemory Network
Operating System
Software
Server Virtualizzato
Virtualization
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Compute StorageMemory Network
Virtualization
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Virtual Server
OS
SW
Compute StorageMemory NetworkCompute StorageMemory Network
Cluster Virtualizzato
Mobility
Optimized for ….• Availability• Performance• Energy
Mobility
Optimized for ….• Availability• Performance• Energy
Mobility
Optimized for ….• Availability• Performance• Energy
Cluster Eterogeneo Virtualizzato
Gestione avanzata della infrastruttura IT virtualizzata
t
+
zEnterprise SystemAccelerators
• Estende ed accelera I workload System z
• Abbassa I costi per transazione mentre migliora il response time applicativo per applicazioni CPU intensive
Integrated Systems Management firmware
Application Serving Blades
• Integrazione di device logici tra risorse System z e application serving commodity devices
• Price-performance competitivo e migliore QoS per applicazioni con una stretta affinità con dati su mainframe
System z Mainframe
+Business Needs
Business ContinuitySecurity
VIRTUALIZATION
Business Assets
SOADATA MANAGEMENT
CORE TECHNOLOGYInfrastructure
• Integra, controlla e gestisce le risorse multi-sistema operativo come un unico sistema logico virtualizzato
• WLM, di sistema Security,e interfaccia di System Management su tutte le risorse
Virtualizzazione multi-architecture IBM -Vista Concettuale
System z multi-system, Configurazione di ipervisori federati
Unified Resourse Manager (URM) ospita una federazione di funzioni di gestione di piattaforma che includono: Resource monitoring- Image management -Workload management- Energy management - Availability management
* E.g.,, DataPower, Power Blades, x86_64 = Codice che interfaccia con URM
z Hardware
z/OS
z Hardware
z/OS
z Hardware
z/OS z/OS
Integrated*Non-z HW
Integrated*Non-z HW
Enterprise and Virtualization Management Software
z/OS Parallel Sysplexz/VM Hypervisor Cluster
Application Cluster Application Cluster
z/VM z/VM z/VM z/VM
LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR
PowerVMor KVM
Application Cluster Application Cluster
Integrated*Non-z HW
Integrated*Non-z HW
URM Control Code
PowerVMor KVM
PowerVMor KVM
PowerVMor KVM
URM Control Code URM Control Code
• Integra con funzioni di gestione dell’HW e della virtualizzazione• Controlla gli ipervisori e gli agenti di gestione sulle blades• Apre l’integrazione a software di gestione a livello enterprise