Sistemi Centrali
Mario Moretti
II semestre 2010-2011
“Sistemi Centrali”
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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
…
Considerazioni preliminari
Informatica come nucleo
vivo dei processi produttivi
Informatica come bene di
largo consumo
Concetti = prodotti
COMPLESSITA’
COMPLESSITA’
=
=
EFFICIENZA
COSTO
Messaggio > Valore
Banalizzazione
dei Concetti
Sottovalutazione
delle differenze
architetturali
Internet ed il PC
PC+internet
ICT professionale
Esempi
Semplicità di realizzazione
Complessità di
realizzazione
Reti/Comunicazioni/Dati
Metriche confuse
Metriche precise
Potenza /performance /Costi per unita’/TCO
Mono architettura
(PC+SW)
Varietà di Architetture
(HW+SW)
Pc + Windows mentre nell’ICT ci sono
Mainframe+Computer Distribuiti vari sistemi
operativi Unix linux z/OS
“Status quo”
Valore
Visto che i virus ci sono tanto vale limitarne i
danni
E’ inutile copiare il contenuto del disco del PC su
un Nastro (o CD) tanto all’occorrenza posso reinstallare 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....
Differenti Approcci
Consumer
Produttivo
semplicità d’uso
efficienza
la velocità
Affidabilità
L’affidabilità non ha un valore
primario
Valori :
•Se il sistema e’ momentaneamente
indisponibile non nuoce a nessuno
Bassa Specializzazione
• 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
Alta Specializzazione
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
z/ARCHITECTURE
z/Architecture
Hardware
IBM zSeries
(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
Data center
Stampanti
Utenti locali
Networ
k
Amministratori di sistema
Reti locali o remore
Dati offine su nastro
Dati online su disco
Mainframe all’interno di reti
eterogenee di computers
Evoluzione della infrastruttura IT
Ambiente distribuito ed eterogeneo
Data Center
Problemi dell’Infrastruttura IT
 Connesso
 Integrato
Flessibile, Dinamico, e Reattivo
 Intelligente and Allineato con gli Obiettivi di Business Service
Nuovo Approccio
 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
Tendenze e tecnologie
Smarter Planet
Città piu’ efficienti
Cure mediche piu’ efficaci
Energia senza sprechi (energy grid )
Traffico piu’ ordinato
Smarter Planet
Sistema di Sistemi
Integrazione
Multi-piattaforma
Gestione
integrata
Un Sistema di Sistemi che
integra le migliori tecnologie
migliorando enormemente la
produttività degli attuali data
center multi architettura e le
future clouds private .
Integrazione
Applicativa
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
•Sicurezza
•Potenza
•Grandi volumi di dati
•Availability
•Carico misto
•Autonomico
•Versatilita’
•Service Hub
•….
7x24
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
Carichi diversi
concorrenti “on
demand”
Obiettivi di
Business (“goals”)
definiti per carichi
individuali
Una quantità limitata di
risorse
Lavori di produzione in
accordo con gli obiettivi di
business & SLAs
Uso ottimale delle risorse
reporting completo per
accounting & monitoring
Mainframe –Versatilità
Open Standards
(TCP/IP, POSIX, JAVA)
Application server
3270
Mainframe
JCL
SOA
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
Mainframe vs Distribuito
Ambiente Mainframe
Ambiente Distribuito
•Hardware specializzato per il clustering
•Connettività in fibra ottica ad alta
velocità
•Non esiste hardware specializzato
•Bassa Latenza
•HW integrato con S.O. e sottosistemi
software
• 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
Parallel Sysplex- Coupling
Facility
Coupling Facility
La Coupling Facility implementa:
•Processore dedicato con
microcode specializzato
•Lock per dati sincronizzati
•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
•Liste di dati condivisi
•Buffers per consistenza di database
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
Un device è guidato da una Control
Unit.
A ciascun device e’ assegnato un
numero dall’Amministratore del
Sistema
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
Special Purpose Systems e
Accelerators
Enterprise
System
Enterprise
System
Function
Special
Purpose
System
Function
Enterprise
System
Enterprise
System
Function
Special
Purpose
System
Function
Enterprise
System
Alternative
System
Enterprise
System
Special
Purpose
System
Alternative
System
Migliora la Performance
IIncrementa il throughput o
riduce il response time
e.g. Crypto,Compression
Riduce i Costi
Migliora il total
cost of system
e.g. IFL, zAAP, zIIP
Aggiunge Funzionalità
Fornisce capacità integrata ;
-Esegue più efficientemente
che su altri sistemi
e.g. HPC,SAO,DataPower
Evoluzione della Piattaforma
Mobility
Mobility
SW
OS
SW
OS
SW
OS
Virtual Server
Virtual Server
Software
Operating System
Virtual Server
Virtualization
Compute
Memory
Storage
Network
Compute
Memory
Storage
Network
Optimized for ….
• Availability
• Performance
• Energy
Server
Server
Virtualizzato
Cluster
Virtualizzato
Optimized for ….
• Availability
• Performance
• Energy
Cluster
Eterogeneo
Virtualizzato
Gestione avanzata della infrastruttura IT virtualizzata
t
38
zEnterprise System
Accelerators
Integrated Systems
Management firmware
System z
Mainframe
+
Business Needs
Business Continuity
Security
DATA
MANAGEMENT
SOA
Business Assets
VIRTUALIZATION
CORE TECHNOLOGY
Infrastructure
+
• 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
• Estende ed accelera I
workload System z
• Abbassa I costi per
transazione mentre
migliora il response time
applicativo per applicazion
CPU intensive
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
-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
•
•
•
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
Enterprise and Virtualization Management Software
Application Cluster
PowerVM
or KVM
PowerVM
or KVM
z/VM
Application Cluster
Application Cluster
z/VM Hypervisor Cluster
z/OS Parallel Sysplex
z/VM
z/VM
URM Control Code
Integrated* Integrated*
Non-z HW Non-z HW
= Codice che interfaccia con URM
LPAR
z/VM
z/OS
z/OS
z/OS
URM Control Code
LPAR
z Hardware
LPAR
LPAR
LPAR
z Hardware
Application Cluster
z/OS
PowerVM
or KVM
PowerVM
or KVM
URM Control Code
LPAR
LPAR
LPAR
z Hardware
Integrated*
Non-z HW
Integrated*
Non-z HW
* E.g.,, DataPower, Power Blades, x86_64