Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
История операционных систем мэйнфреймов IBM
Ранние компьютерные ОС для мэйнфреймов
Разные операционные системы линейки S / 360
DOS / 360 и последователи (1966 г.)
OS / 360 и последователи (1966 г.)
Линия ВМ
  • CP-40 / CMS (1967)
  • CP-67 / CMS (1967)
  • VP / CSS (1968)
  • VM / 370 (1972)
  • VM / BSE (BSEPP)
  • VM / SE (SEPP)
  • ВМ / СП (1980)
  • VM / XA MA (1984)
  • VM / XA SF (1985)
  • VM / XA SP (1988)
  • VM / ESA (1990)
  • з / ВМ (2000)
Линия TPF
  • ACP (1967)
  • TPF (1979)
  • z / TPF (2005)
UNIX и Unix-подобные
  • UTS (1981)
  • AIX / 370 (1990)
  • AIX / ESA (1991)
  • MVS / ESA OpenEdition (1993)
  • Системные службы OS / 390 UNIX (1996)
  • Linux (1999)
  • Системные службы z / OS UNIX (2001)
  • OpenSolaris (2008 г.)
  • v
  • т
  • е
Пара мэйнфреймов IBM. Слева - IBM Z z13. Справа - IBM LinuxONE Rockhopper.

Linux на IBM Z (или для краткости Linux на Z , а ранее Linux на z Systems ) - это собирательный термин для операционной системы Linux, скомпилированной для работы на мэйнфреймах IBM , особенно на серверах IBM Z и IBM LinuxONE. Аналогичные термины, которые имеют такое же значение, - это Linux на zEnterprise , Linux на zSeries , Linux / 390 , Linux / 390x и т. Д.

История [ править ]

Linux на IBM Z возник как две отдельные попытки перенести Linux на серверы IBM System / 390 . Первая попытка, проект «Снежный человек», разработанный Линасом Вепстасом в конце 1998 - начале 1999 годов, был независимым распространением и с тех пор был заброшен. [1] IBM опубликовала набор исправлений и дополнений к ядру Linux 2.2.13 18 декабря 1999 года, чтобы запустить сегодняшнюю основную версию Linux на Z. [2] В 2000 году вскоре последовали официальные объявления о продуктах, включая Integrated Facility for Linux ( IFL) двигателей. Think Blue Linux был ранним дистрибутивом мэйнфреймов, состоящим в основном из пакетов Red Hat, добавленных к ядру IBM.[3] Коммерческие дистрибьюторы Linux представили выпуски для мэйнфреймов очень быстро после первоначальной работы с ядром.

В начале участия IBM в исправлениях Linux для IBM Z были включены некоторые модули только объектного кода (OCO) без исходного кода. [4] Вскоре после этого IBM заменила модули OCO модулями с открытым исходным кодом . Linux on Z - это бесплатное программное обеспечение под Стандартной общественной лицензией GNU .

По данным IBM, к маю 2006 года более 1700 клиентов использовали Linux на своих мэйнфреймах. [5]

Виртуализация [ править ]

Виртуализация требуется по умолчанию на IBM Z; нет возможности запустить Linux на Z без некоторой степени виртуализации. (Только самые первые 64-разрядные модели мэйнфреймов, z900 и z800, включали невиртуализированный «базовый режим».) Виртуализация первого уровня обеспечивается диспетчером ресурсов процессора и системы ( PR / SM ) для развертывания одного или нескольких логических модулей. Разделы (LPAR). Каждый LPAR поддерживает множество операционных систем, включая Linux на IBM Z. Гипервизор под названием z / VM также может быть запущен в качестве виртуализации второго уровня в LPAR, чтобы создать столько виртуальных машин (ВМ), сколько ресурсов назначено LPAR для поддержки. их. KVM на z - еще один вариант гипервизора.

Когда приложения Linux в LPAR получают доступ к данным и приложениям в других LPAR, таких как CICS , IBM Db2 , IMS , Linux и другие подсистемы мэйнфреймов, работающие на одном физическом мэйнфрейме, они могут использовать HiperSockets - быстрые TCP / IP- соединения только с памятью . По сравнению с TCP / IP по стандартным сетевым интерфейсным картам (сетевым адаптерам, также известным как открытые системные адаптеры (OSA) в мэйнфреймах), HiperSockets может улучшить реакцию конечных пользователей (уменьшить задержку в сети и накладные расходы на обработку), безопасность (поскольку нет сетевого подключения для перехвата) и надежности (поскольку нет сетевого соединения, которое можно было бы потерять). [6]

В моделях zEC12, zBC12 и более поздних версиях концепция HiperSocket выходит за пределы физических границ машины с помощью адаптера RDMA через конвергентный Ethernet (RoCE) для обеспечения безопасной и высокоскоростной межсистемной связи. Таким образом, приложения в LPAR A в системе A могут использовать HiperSockets для связи с приложениями в LPAR B в системе B для обеспечения атрибутов безопасности и производительности. [ необходима цитата ]

Оборудование [ править ]

Начиная с версии ядра Linux 4.1, выпущенной в начале 2015 года, Linux на Z доступен только как 64-разрядная операционная система, совместимая с мэйнфреймами z / Architecture . Ранее Linux на Z был также доступен как 31-разрядная операционная система, совместимая со старыми моделями мэйнфреймов, выпущенными до модели z900 2000 года. Однако более новое 64-битное ядро ​​Linux и 64-битный Linux в дистрибутивах Z по-прежнему обратно совместимы с приложениями, скомпилированными для 31-битного Linux на Z. Исторически обозначения архитектуры ядра Linux были «s390» и «s390x», чтобы различать 31-битный и 64-битный Linux на ядрах Z соответственно, но «s390» теперь также обычно относится к одной архитектуре ядра Linux на Z.

Linux работает на стандартных CP мэйнфреймов общего назначения (центральные процессоры), а также на IFL ( интегрированное средство для Linux ). IFL - это процессоры мэйнфреймов, предназначенные для работы под Linux либо изначально, либо под гипервизором (z / VM или KVM на z). Микрокод запрещает IFL запускать «традиционные» рабочие нагрузки, такие как z / OS , но они физически идентичны другим процессорам IBM Z. IFL обычно дешевле приобретать у IBM, чем CP. [7]

Преимущества [ править ]

Linux на Z обеспечивает гибкость работы Linux с преимуществами отказоустойчивого оборудования мэйнфреймов, способного выполнять более 90 000 операций ввода-вывода в секунду [8], а среднее время наработки на отказ (MTBF) [9] измеряется десятилетиями. [10] Используя виртуализацию, можно объединить множество небольших серверов в один мэйнфрейм, получая некоторые преимущества централизации и снижения затрат, но при этом позволяя использовать специализированные серверы. Вместо паравиртуализации мэйнфреймы IBM используют полную виртуализацию , которая обеспечивает гораздо большую плотность рабочей нагрузки, чем паравиртуализация. [ необходима цитата ]Сочетание полной виртуализации оборудования и легких контейнеров виртуальных машин, которые запускают Linux изолированно (в чем-то похожей по концепции на Docker ), приводит к созданию платформы, которая поддерживает больше виртуальных серверов, чем любые другие, в одном месте [11], что также может снизить эксплуатационные расходы. . Дополнительную экономию можно увидеть за счет уменьшения потребности в занимаемой площади, питании, охлаждении, сетевом оборудовании и другой инфраструктуре, необходимой для поддержки центра обработки данных . Мэйнфреймы IBM позволяют прозрачно использовать резервные этапы выполнения процессора и проверку целостности , что важно для критически важных приложений в определенных отраслях, таких как банковское дело. [необходимая цитата ]Мэйнфреймы обычно допускают «горячую» замену оборудования, такого как процессоры и память. IBM Z обеспечивает отказоустойчивость для всех ключевых компонентов, включая процессоры, память, соединение ввода-вывода, источник питания, пути каналов, сетевые карты и другие. Благодаря внутреннему мониторингу выявляются возможные проблемы, а проблемные компоненты могут переключаться без сбоев даже в одной транзакции.[12]В редких случаях сбоя микропрограммное обеспечение автоматически активирует запасной компонент, отключит отказавший компонент и уведомит IBM о необходимости отправки сервисного представителя. Это прозрачно для операционной системы, что позволяет выполнять текущий ремонт без выключения системы. Многие отрасли продолжают полагаться на мэйнфреймы, где они считаются лучшим вариантом с точки зрения надежности, безопасности или стоимости. [10]

Цены и стоимость [ править ]

Linux на Z, как правило, не подходит для малых предприятий, у которых будет менее 10 распределенных серверов Linux, хотя некоторые дорогостоящие лицензионные программы для каждого процессора могут быстро уменьшить это эмпирическое правило.. Большинство поставщиков программного обеспечения, включая IBM, рассматривают высоко виртуализированные IFL как невиртуализированные процессоры на других платформах в целях лицензирования. Другими словами, единое количество запущенных экземпляров Linux IFL обычно считается одним «обычным» процессором при той же цене процессора при лицензировании программного обеспечения. Тестирование, разработка, обеспечение качества, обучение и резервные производственные экземпляры серверов могут работать на одном IFL (или нескольких IFL, но только при необходимости для максимальной производительности). Таким образом, при превышении некоторого минимального порога Linux на Z может быстро стать рентабельным с учетом затрат на рабочую силу и программное обеспечение.

Уравнение затрат для Linux на Z не всегда хорошо понимается и вызывает споры, и многие предприятия и правительства испытывают трудности с измерением, а тем более с принятием решений на основе программного обеспечения, рабочей силы и других затрат (таких как затраты на отключение и нарушение безопасности). Затраты на приобретение часто более заметны, а небольшие немасштабируемые серверы «дешевы». Тем не менее, затраты, не связанные с приобретением, не менее реальны и обычно намного превышают цены на приобретение оборудования. [ необходима цитата ]Кроме того, отдельные пользователи и отделы в рамках крупных предприятий и правительств иногда испытывают трудности с совместным использованием вычислительной инфраструктуры (или любых других ресурсов, если на то пошло), ссылаясь на потерю контроля. Централизация серверов, которую предоставляет Linux на Z, может вознаградить сотрудничество лучшим обслуживанием и более низкими затратами, но это не означает, что сотрудничество всегда легко осуществляется в рамках корпоративной бюрократии.

Linux на Z также поддерживает менее дорогие дисковые устройства хранения, чем z / OS, поскольку Linux не требует подключения FICON или ESCON, хотя z / OS может использовать дисковое пространство более эффективно, в конечном итоге, из-за аппаратного сжатия базы данных, распространенного в z / OS. и меньшее количество экземпляров операционной системы, которые обычно требуется z / OS. Есть также некоторые эксплуатационные преимущества при использовании некоторого хранилища, подключенного к FICON с Linux на Z, например, поддержка z / VM Live Guest Relocation.

Соответствующие рабочие нагрузки [ править ]

Характеристики мэйнфреймов предназначены для таких бизнес-нагрузок, как обработка транзакций (особенно в сочетании с одновременной крупномасштабной пакетной обработкой) и управление большими базами данных. В конструкции мэйнфрейма традиционно делается упор на «сбалансированную» производительность всех вычислительных элементов, включая ввод / вывод, реализованную через канал ввода / вывода.. Мэйнфреймы максимально разгружают операции ввода-вывода, системный учет и другие неосновные вычислительные задачи с основных процессоров, а z / Architecture дополнительно разгружает криптографические вычисления. Например, в одной машине IBM z13 доступно до 141 процессорного ядра, которое можно настроить как IFL. Однако каждая такая машина также имеет 27 дополнительных основных ядер: 2 в качестве запасных, 1 для поддержки микропрограмм, а остальные выполняют задачи поддержки системного учета и ввода-вывода. Кроме того, каждый адаптер ввода-вывода обычно имеет два процессора PowerPC , а z13 поддерживает сотни адаптеров ввода-вывода. В качестве примеров также есть отдельные процессоры, выполняющие задачи управления памятью и кешем, мониторинг окружающей среды и внутренние соединения.

Исторически сложилось так, что мэйнфреймы в целом и Linux на Z в частности не выполняли однозадачные вычисления с «интенсивным использованием ЦП» с заметно высокой производительностью по сравнению с некоторыми другими платформами, за некоторыми заметными исключениями, такими как криптографические вычисления. Примеры включали большинство научных симуляций, прогнозов погоды и молекулярного моделирования . Суперкомпьютеры , в том числе суперкомпьютеры на базе Linux, отлично справляются с этими рабочими нагрузками. Это разделение между мэйнфреймами и другими платформами в последние годы значительно размылось, начиная с выпуска в 2008 году System z10, машины на базе четырехъядерных процессоров с тактовой частотой 4,4 ГГц с аппаратной десятичной системой с плавающей запятой.. Поскольку технология процессоров для мэйнфреймов продолжала развиваться, и особенно с появлением в 2015 году моделей IBM LinuxONE и IBM z13, IBM начала продвигать свои мэйнфреймы как идеальные платформы для выполнения аналитики в реальном времени и других ресурсоемких задач, которые мэйнфреймы исторически не выполняли. беги хорошо.

Мэйнфреймы не предоставляют графические или звуковые адаптеры и как таковые плохо подходят для редактирования цифровых носителей или автоматизированного проектирования (САПР), за исключением, возможно, вспомогательных ролей (например, хранение контента, инвентаризация деталей, управление метаданными, службы безопасности и т. Д.)

Поддержка [ править ]

Как и все другие версии Linux, Linux on Z регулируется лицензией свободных программ GPL . Полный исходный код Linux on Z доступен множеством сторон на бесплатной и равной основе, а поддержка архитектуры является частью основных усилий ядра Linux. IBM поручает сообществу нескольких своих программистов, но IBM ни в коем случае не единственный участник.

Хотя нет никаких препятствий для запуска любого Linux на распределение Z на в г системе IBM, IBM регулярно проверяет три конкретного Linux на Z распределениями: Red Hat , SUSE , [13] и, начиная с 2015 года, Canonical «s Ubuntu Linux . Другие известные дистрибутивы Linux на Z включают Debian , [14] Fedora , [15] Slackware , [16] CentOS и Gentoo . [17]

Почти все бесплатные или открытые программные пакеты, доступные для Linux, обычно доступны для Linux на Z, включая Apache HTTP Server , программное обеспечение Samba , JBoss , PostgreSQL , MySQL , PHP , язык программирования Python , систему параллельных версий (CVS), коллекцию компиляторов GNU. (ССЗ), LLVM и Perl , ржавчины , [18] среди многих других. [19]

Red Hat и SUSE предлагают основную поддержку для своих дистрибутивов, работающих под управлением Linux на Z. [20] [21] В 2015 году Canonical объявила о планах предложить официальную поддержку своего дистрибутива, начиная с начала 2016 года. IBM Global Services также предлагает контракты на поддержку, включая круглосуточную поддержку. [22] Некоторые стандартные программные приложения Linux доступны в предварительно скомпилированном виде, включая популярные корпоративные программные пакеты с закрытым исходным кодом, такие как WebSphere , [23] DB2 [24] и Oracle [25] базы данных и приложения, SAP R / 3 , SAP ERP. , [26] и IBM JavaКомплект разработчика (JDK), [27] и это лишь некоторые из них.

Ресурсы для разработчиков [ править ]

IBM предлагает ресурсы для разработчиков, желающих настроить Linux для z:

  • Linux Test Drive - бесплатная программа, дающая право на использование одной виртуальной машины Linux на IBM Z на 30 дней. [28]
  • IBM Systems Application Advantage для Linux ( Chiphopper ), программа для разработчиков, которая помогает разработчикам писать и публиковать кроссплатформенное программное обеспечение для Linux. [29]
  • Программа Community Development System для Linux на IBM Z (CDSL) - платформа, предоставляющая разработчикам с открытым исходным кодом платформу для переноса на Linux на System z. [30]
  • Программа удаленной разработки Linux - платная расширенная программа поддержки разработчиков. [31]

Linux на Z поддерживает Unicode и ASCII, как и любой другой дистрибутив Linux - это не операционная система на основе EBCDIC . [32] Однако для удобства Linux может читать параметры ядра в EBCDIC. z / VM использует эту возможность.

Перенести приложения Linux на Linux на Z довольно просто. Возможные проблемы включают порядок байтов (в Linux на Z используется прямой порядок байтов) и зависимость от непереносимых библиотек, особенно если исходный код недоступен. [33] Программы могут быть легко скомпилированы в двоичные файлы z / Architecture в системах Linux, отличных от мэйнфреймов. [34]

Эмуляторы [ править ]

Есть по крайней мере три программных IBM Z мейнфреймов эмуляторов .

  • FLEX-ES от Fundamental Software - это коммерчески предлагаемый вариант. [35]
  • Эмулятор Hercules с открытым исходным кодом поддерживает Linux на IBM Z (и даже может работать на Linux на самой System z).
  • В 2010 году IBM представила функцию модульного тестирования Rational Developer для System z (теперь называемую Rational Development and Test Environment for z или иногда сокращенно RDTz), которая обеспечивает среду выполнения с ограниченным использованием, которая может работать на оборудовании X86. Условия лицензии IBM ограничивают использование RDTz определенными задачами разработки приложений, не включая окончательную предварительную компиляцию или предварительное тестирование (например, стресс-тестирование). RDTz включает z / OS (с общим промежуточным программным обеспечением), а также совместим с Linux на Z. [36]

См. Также [ править ]

  • Сравнение дистрибутивов Linux
  • Безопасный сервисный контейнер IBM
  • OpenSolaris для System z
  • Linux на питании
  • Системные службы UNIX
  • zIIP
  • zAAP
  • z / TPF
  • z / VSE

Ссылки [ править ]

  1. ^ Вепстас, Линас. «Linux на архитектуре мэйнфрейма IBM ESA / 390» . Проверено 5 июня 2013 года .
  2. ^ «Linux / 390 - Примечания и наблюдения» . Проверено 5 июня 2013 года .
  3. ^ "Linux для S / 390" . Проверено 5 июня 2013 года .
  4. ^ "Ядро 2.2 на основе" . developerWorks . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  5. ^ Милберг, Кен. «Руководство поколения X по мэйнфрейму, часть III» . Журнал IBM Systems . Проверено 5 июня 2013 года .
  6. ^ "HiperSockets" . Информационный центр базовых навыков z / OS . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  7. ^ «IBM Z: Linux на Z - Решения - IFL» . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  8. ^ "IBM Z - Подключение ввода-вывода: FICON / zHPF / CTC" . www.ibm.com . 2012-11-15 . Проверено 1 июня 2016 .
  9. ^ сотрудники, Computerworld. «Среднее время безотказной работы» . Компьютерный мир . Проверено 1 июня 2016 .
  10. ^ а б Грин, Тимоти. «Вот почему IBM все еще строит мэйнфреймы - разношерстный дурак» . Пестрый дурак . Проверено 1 июня 2016 .
  11. ^ «IBM: Об операционной системе z / VM» . www.vm.ibm.com . 2015-01-14 . Проверено 1 июня 2016 .
  12. ^ «IBM Z - устойчивость бизнеса: управляемые данными - сервер» . www.ibm.com . 2010-10-26 . Проверено 1 июня 2016 .
  13. ^ «IBM Z: Linux на IBM Z - Ресурсы - Проверенные платформы» . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  14. ^ "Порт S / 390" . Debian . Проверено 5 июня 2013 года .
  15. ^ "Архитектуры / s390x" . Проект Fedora . Проверено 5 июня 2013 года .
  16. ^ "Проект Linux Slack / 390" . Slackware Inc. Архивировано из оригинала 23 февраля 2019 года . Проверено 25 ноября 2018 года .
  17. ^ "Проект: S390" . Gentoo . Проверено 16 октября 2014 года .
  18. ^ https://github.com/rust-lang/rust/pull/36369
  19. ^ «Статус Debian autobuilder для s390, 29 апреля 2013 г.» . Debian. Архивировано из оригинального 24 июня 2013 года . Проверено 5 июня 2013 года .
  20. ^ «Red Hat Enterprise Linux для IBM Z» . Красная шляпа . Проверено 5 июня 2013 года .
  21. ^ «SUSE Linux Enterprise Server для Z» . SUSE . Проверено 5 июня 2013 года .
  22. ^ «Услуги и поддержка IBM для Linux» . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  23. ^ «WebSphere MQ для Linux для System z» . IBM. Архивировано из оригинального 2 -го января 2013 года . Проверено 5 июня 2013 года .
  24. ^ «Требования к установке для серверов DB2 и клиентов сервера данных IBM (Linux)» . Информационный центр IBM DB2 Версия 10.1 . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  25. ^ «IBM System z: Linux на System z - Решения - zSolution Oracle - Обзор» . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  26. ^ «Приложения SAP расширяют возможности бизнеса» (PDF) . Проверено 5 июня 2013 года . [ постоянная мертвая ссылка ]
  27. ^ "developerWorks: Технические темы: Технология Java: Комплекты разработчика IBM: Linux: Информация для загрузки" . Проверено 5 июня 2013 года .
  28. ^ "Linux Test Drive" . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  29. ^ «IBM Systems Application Advantage для Linux (Chiphopper)» . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  30. ^ «IBM Z: Linux на IBM Z - Система разработки сообщества для Linux - Регистрационная форма» . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  31. ^ "Программа удаленной разработки Linux" . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  32. ^ «Операционная система мэйнфрейма: Linux для System z» . Информационный центр базовых навыков z / OS . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .
  33. ^ Геллерих, Вольфганг. «Перенос приложений на Linux для Z» . IBM developerWorks . IBM . Проверено 23 октября 2013 года .
  34. ^ "Как сделать" . IBM developerWorks . Проверено 23 октября 2013 года .
  35. ^ «Система / 390 на серверах на базе Intel» . Проверено 5 июня 2013 года .
  36. ^ "Центр разработки и тестирования Rational IBM Z" . IBM . Проверено 5 июня 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Linux на IBM Z
  • Серверы IBM LinuxONE
  • Веб-страница серверов IBM Linux
  • Открыть проект мэйнфрейма
  • Linux на z / VM
  • Linux на сайте разработчика IBM Z
  • Linux для S / 390 и zSeries вики сообщества
  • Веб-сайт Linux для S / 390 и zSeries
  • linux-390 , список рассылки пользователей
  • linux-s390 , список рассылки разработчиков ядра
  • IBM Redbooks для Linux о технических ноу-хау IBM Z
  • Поваренная книга виртуализации для Linux на Z, охватывающая Red Hat Enterprise Linux (REL), SUSE Linux Enterprise Server (SLES) и Ubuntu Server
  • Технологический центр Linux в IBM
  • Перенос GCC на платформу IBM S / 390