Знакомство с семейством IBM System i

Семейство System i знаменует новый вид системной интеграции. В ее основе лежат возможности AS/400 – простой в использовании системы, интегрирующей DB2, Java и другие компоненты. К этому добавляется возможность запуска приложений Linux, Windows и AIX. В System i также включены возможности работы "по требованию", среди которых функции расширения емкости и динамическое конфигурирование логических разделов.

Сочетание всех этих элементов, на первый взгляд, может показаться слишком громоздким, но давайте посмотрим, как это работает в семействе System i...

На этом слайде представлена часть продуктовой линейки IBM System i. На графике сравнивается относительная производительность System i, измеренная в единицах коммерческой загрузки процессора (CPW).

Более подробную информацию обо всех моделях iSeries, eServer i5, System i и характеристиках их производительности можно найти в руководстве "Справочник по производительности iSeries", который доступен по адресу: http://www.ibm.com/eserver/iseries/perfmgmt

Используются значения коммерческой загрузки процессора (CPW). CPW – это относительный показатель производительности процессоров System i. Производительность в среде заказчика может отличаться. Значения замерялись в максимальных конфигурациях.

В семействе System i используется микропроцессорная архитектура IBM POWER. Это, без сомнения, наиболее передовая вычислительная 64-разрядная архитектура, доступная сегодня. Тогда как другие поставщики 64-разрядных процессоров предлагают прототипы, демонстрации и маркетинговые материалы, корпорация IBM поставляет 64-разрядные архитектуры на рынок с 1995 года.

Технология POWER5 - это гораздо больше, чем простое усовершенствование конструкции процессора, это полная смена архитектуры, создание гораздо более эффективного суперскалярного комплекса. У процессоров POWER5 есть два блока загрузки/сохранения, два арифметических блока и один блок ветвления. Конструкция "процессорного комплекса" построена таким образом, чтобы она могла наиболее эффективно выполнять несколько инструкций одновременно. Благодаря параллельной многопоточности (SMT), инструкции двух различных потоков могут выполняться в одном цикле.

В общем случае, многопоточность позволяет одному процессору обрабатывать несколько потоков различным образом, чтобы сократить время простоя и ожидания процессора по сравнению с процессором без этой возможности.

Концепция POWER5 также делает шаг в сторону автономных вычислений. Было реализовано несколько усовершенствований в области обеспечения надежности и готовности. Вместе с повышением числа резервируемых компонентов, в нее вошли новые высокотехнологичные стандарты, например, механизм снижения температуры p-n-перехода, что позволяет достичь исключительно высокого уровня готовности. Для поддержания сбалансированного использования аппаратных ресурсов и высокой готовности систем IBM eServer i5 требуется комплексный подход к проектированию системы.

На System i может одновременно работать несколько операционных систем. Основной системой, которая присутствует всегда, является i5/OS. Остальные операционные системы работают на динамических логических разделах и интегрированных серверах xSeries.

i5/OS, Linux и AIX используют процессоры POWER, ключевой компонент System i. Специальный диспетчер, называемый Hypervisor, динамически генерирует инструкции для оборудования, позволяющие распределять ресурсы процессора, памяти и ввода-вывода между логическими разделами. Создается ОЧЕНЬ быстрая и гибкая система соединений между динамическими логическими разделами.

Операционные системы Linux и AIX могут быть запущены на System i в отдельных разделах. Среда, которую видят пользователи и приложения, внешне ничем не отличается от традиционного варианта установки систем Linux и AIX.

Операционные системы Microsoft Windows и Linux x86 также работают на платформе System i, используя вспомогательный(-ые) процессор(ы) Intel. На этих дополнительных процессорных платах установлено собственное ОЗУ и разъемы PCI, но они используют общий дисковый накопитель с остальными компонентами системы System i. Серверы eServer xSeries (на базе Intel) технологически могут классифицироваться как серверы типа blade. Эти аппаратные расширения называются Интегрированными серверами xSeries (Integrated xSeries Server, IxS).

Консолидация нескольких серверов в одном предоставляет множество преимуществ в вопросе расходов и управления ресурсами.

В приведенных ниже материалах может указываться термин "вся система", под которым подразумевается один логический раздел i5/OS.

Основной операционной системой, которая работает на каждой системе System i, является i5/OS (ранее известная как OS/400).

В i5/OS интегрирована версия DB2 UDB. (Передовая система управления базами данных IBM)

В i5/OS интегрирована виртуальная машина Java. На сегодняшний день эта JVM занимает верхнюю позицию списка SpecJBB по производительности. (3/2003)

i5/OS предоставляет основные сервисы Интернет, необходимые для электронного бизнеса.

i5/OS предоставляет уровень управления, реализованный диспетчером Hypervisor, который позволяет распределять ресурсы всего сервера, в том числе – логические разделы.

Редакции i5/OS выпускаются регулярно. Текущая рабочая редакция i5/OS – Версия 5, редакция 4. Для краткости мы просто называем ее V5R4.

Некоторые возможности, описываемые в оставшейся части презентации, доступны только в V5R4.

Давайте теперь рассмотрим, как работают устройства хранения i5/OS. В этом контексте "Устройства хранения" обозначают и память, и диск. Фундаментальные преимущества архитектуры обеспечиваются возможностями масштабирования, гибкостью и защищенностью, которые не может предложить ни одна другая вычислительная платформа. Основой для всех объектов i5/OS, является одноуровневая память (Single Level Storage). На самой вершине очень большого адресного пространства, называемого одноуровневой памятью, находится традиционная Unix-подобная файловая система и передовая объектная архитектура i5/OS.

Одноуровневая память позволяет системе получать доступ ко всем устройствам хранения одинаковым образом, в одном виртуальном адресном пространстве. Операционная система и приложения не используют объекты "в памяти" и "на диске". Все объекты просто находятся на едином уровне хранения. Компонент "storage management" ядра SLIC управляет тем, что физически располагается в памяти и на диске.

В предлагаемом примере создается два объекта, A и B. Объект A – это выделенный постоянный объект. Это сообщает системе управления хранением о том, что объект должен храниться на каком-либо долговременном дисковом накопителе. Объект B обозначен как временный. Таким образом, страницы этого объекта отправляются только на вспомогательные устройства хранения, чтобы освободить физическую память для более приоритетных задач.

Это облегчает конфигурирование системы, потому что не нужно беспокоиться о таких вещах, как размер дискового кэша, размер файла подкачки и размер журнала. Это также облегчает жизнь программистам, поскольку программам не нужно управлять памятью для обеспечения оптимальной производительности. Если объект используется, он будет храниться в памяти (основное устройство хранения). Если нет, он будет выгружен на диск. Основное отличие состоит в том, что здесь нет неэффективно используемого пространства хранения, копирования из одного места в другое, как в системах, которые различают диск и память над уровнем ОС.

Архитектура позволяет использовать различные модели адресации. Традиционно, указатели в коде имеют длину 128 бит и указывают напрямую на одноуровневую память. Кроме того, программы могут работать в больших приватных сегментах памяти, использующих указатели на 64 или на 32 бита.

Традиционные компиляторы создают исполняемые файлы для определенного типа процессоров. (Слева)

Компиляторы i5/OS создают исполняемые файлы для машинного интерфейса высокого уровня. Ядро (один раз) транслирует промежуточное представление в реальные аппаратные инструкции, которые будут выполняться на процессоре.

Преимущество очевидно – это защита инвестиций как клиентов, так и поставщиков приложений. Они не привязаны к определенной архитектуре аппаратного обеспечения.

Сочетание объектной архитектуры, TIMI и одноуровневой памяти позволило достичь исключительно высокого уровня прямой и обратной совместимости для приложений, работающих в i5/OS. В начале 1990-х приложения AS/400 использовали 48-разрядные вычисления на основе архитектуры CISC. В 1995 году IBM представила 64-разрядные системы RISC AS/400. После того, как IBM переписала ядро SLIC (ниже уровня TIMI) и оптимизирующий транслятор (OX), приложения, написанные много лет назад, остаются полностью работоспособными и оптимизированными для новых 64-разрядных систем — без какого-либо вмешательства разработчиков приложения.

Благодаря "ретрансляции", приложения адаптируются ядром SLIC (находится ниже уровня TIMI) для оптимизации под используемое в данный момент оборудование. Независимо от того, когда было собрано приложение, один и тот же код оптимизируется под аппаратное обеспечение, используемое в системе.

Для многих удивительно, но факт: большинство 64-разрядных приложений написано в RPG и работает в i5/OS.

Основная операционная система, которая работает на System i, i5/OS, включает в себя множество компонентов, необходимых для современной вычислительной платформы для бизнеса.

Эти возможности могут быть отнесены к одной из двух категорий: сервисы высокого уровня и функции ядра. Сервисы высокого уровня i5/OS часто необязательны, и, как правило, это компоненты, с которыми будет взаимодействовать ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ. Эти функции располагаются выше уровня Машинного интерфейса, не зависящего от технологии (Technology-Independent Machine Interface, TIMI). Функции ядра реализуются ядром SLIC, ниже уровня TIMI. Они предоставляют ту основу, на которой работает СИСТЕМА.

У этого подхода есть множество преимуществ. Во-первых, клиенту не нужно покупать дополнительные компоненты, например, системы управления базами данных. Во-вторых, все функции разрабатываются и тестируются совместно. Не нужно беспокоиться о конфликте версий между базой данных и операционной системой или системным программным обеспечением и уровнем обеспечения безопасности и т.д. Дорогие услуги по интеграции, необходимые на других платформах, на System i не нужны.

Также обратите внимание, что программный стек изолирует приложения и большую часть операционной системы от аппаратного обеспечения, на котором они работают. Таким образом, с развитием технологий (процессоров и т.п.) инвестиции в приложения остаются защищенными. За всю свою историю системы AS/400 несколько раз меняли основной процессор, при этом клиенты не потеряли ни одного бита.

Оставшаяся часть этого курса будет ориентирована на i5/OS, основную операционную систему System i.

В одном разделе i5/OS существует три модели приложений.

В традиционных приложения используется модель, известная как Интегрированная языковая среда (Integrated Language Environment). Эта модель позволяет приложениям C/C++, RPG, CL и COBOL вызывать функции и обмениваться данными друг с другом.

Приложения Java могут использовать JVM, встроенную в ядро i5/OS. JVM i5/OS использует преимущества ее объектно-ориентированной архитектуры, что позволяет добиться максимальной масштабируемости и производительности машины Java.

Новейшее дополнение к ряду моделей приложений - i5/OS PASE. Приложения, использующие эту модель, совместимы с двоичным интерфейсом AIX. Таким образом, исполняемые файлы AIX и i5/OS могут быть одинаковыми.

Сервисы во всех трех моделях i5/OS - стандартные.

Системные значения определяют параметры и информацию для системы. В частности, они определяют границы логического раздела i5/OS.

Системные значения можно просмотреть и изменить в iSeries Navigator, как показано на рисунке.

Также можно использовать команду WRKSYSVAL, работающую в текстовом интерфейсе. В текстовом интерфейсе вы можете увидеть кодовые названия этих значений. Например, QLMTSECOFR ограничивает доступ для привилегированных пользователей.

Каждое задание в i5/OS имеет свой идентификатор (Job ID). Job ID состоит из трех частей – названия, пользователя, запустившего задание, и номера.

Здесь показан список заданий iSeries Navigator для данного пользователя. Все три элемента выводятся в поле Job ID для каждого задания.

В дополнение к Job ID, который есть у ВСЕХ заданий, заданию также может быть назначен идентификатор процесса (Process ID). Process ID (pid) – это просто число. Оно используется в Unix-подобных API для идентификации процесса.

Задания в i5/OS могут инициироваться различными компонентами. Когда вы входите в систему, создается задание для обработки ваших запросов. Несколько заданий запускается автоматически операционной системой для собственных нужд. Приложения могут запускать новые задания для выполнения какой-либо работы. В i5/OS встроен планировщик заданий, который может использоваться для автоматизации их выполнения. Некоторые команды могут запускать новые задания. Или, как видно на рисунке, вы можете запускать в iSeries Navigator команду, и он будет инициировать в i5/OS новые задания для обработки этих команд.

Для взаимодействия с операционной системой System i, i5/OS, предоставляется четыре основных интерфейса пользователя.

Доступ к iSeries может быть осуществлен с помощью:

Также существуют текстовые интерфейсы, которые также будут рассматриваться ниже.

Графический интерфейс iSeries представляет собой клиент для Windows, который может связываться с несколькими серверами, работающими под управлением i5/OS. В этом интерфейсе доступно большинство системных функций. Клиентский пакет можно загрузить с дисков i5/OS.

iSeries Access for Windows – это название клиентского продукта. В него входят несколько компонентов, но одним из наиболее интересных является iSeries Navigator. Часто его называют iNav, это интерфейс, к которому подключаются новые функции i5/OS. Также к компонентам iSeries Access относятся Data Transfer, эмулятор терминала 5250, драйвер ODBC и программа просмотра очереди печати.

Другой интерфейс для i5/OS основан на использовании стандартного веб- браузера. Поддерживаются три браузера - Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer и Opera.

В iSeries Access для Web доступно большинство служб и возможностей i5/OS. Некоторые из основных категорий перечислены на этом слайде.

iSeries Access для Web работает на сервере Web-приложений Java. Поддерживаются два сервера приложений - ASF Tomcat и IBM WebSphere Application Server (Express и Enterprise).

Вы можете подключиться к i5/OS на сервере iSeries с помощью соединения telnet. Это предоставит вам доступ к текстовому интерфейсу, который вы можете видеть на слайде. Такой интерфейс представляет собой нечто гораздо большее, чем простая командная строка. В нем доступны интерактивные меню, несколько видов экранов и расширенная и легкодоступная справочная система.

Вам нужно знать о трех клавишах:

F1 - Помощь. Доступна всегда, зависит от того, куда вы перемещаете курсор.

F4 - Запрос. Если вы не уверены, что нужно вводить, нажмите F4 для выбора нужного варианта.

F12 - Отмена. Выход из текущего экрана.

В главном текстовом интерфейсе используются команды языка управления Control Language (CL). Посредством команд CL доступны все возможности i5/OS. Интерактивные подсказки и справочная система, а также продуманная структура этого интерфейса делают его исключительно дружественным для пользователя и предсказуемым.

Также доступно несколько Unix-подобных оболочек. Предоставляется около 200 наиболее распространенных утилит. Библиотеки X-Window, а также (в версии V5R2) функции pseudo-tty (pty), поддерживающие библиотеку curses, обеспечивают предоставление пользователям iSeries UNIX-подобные интерфейсы и функций.

В дополнение к традиционным меню и командной строке CL, в состав i5/OS также входят Unix-подобные командные процессоры и утилиты.

Интерактивные программы, работающие в текстовом режиме и использующие библиотеку curses, могут функционировать только на X-терминале, например из V5R2.

Обратите внимание, что эти командные процессоры и утилиты коренным образом отличаются от традиционной командной строки CL. Они работают так же, как в Unix и Linux, без подсказок. Команды CL в этих командных процессорах можно вводить с помощью утилиты system.

В большинстве случаев, когда необходим командный интерфейс i5/OS, используются команды CL, а не команды оболочки. Например, удаленная работа с FTP, REXEC и iSeries Navigator.

Для того, чтобы добавить в i5/OS возможность соединения по ssh, загрузите продукт 5733-SC1 IBM Portable Utilities for i5/OS – вариант 1 – OpenSSH, OpenSSL, zlib

Для взаимодействия с операционной системой System i, i5/OS, предоставляется четыре основных интерфейса пользователя.

Доступ к iSeries может быть осуществлен с помощью:

Также существуют текстовые интерфейсы, которые также будут рассматриваться ниже.

Интегрированная файловая система i5/OS (Integrated File System, IFS) состоит из нескольких уникальных файловых систем. В каждой из них содержится набор логических структур и правил взаимодействия с хранящимися в них данными. Некоторые файловые системы подключаются к удаленным серверам, другим системам iSeries, или другим типам удаленных систем. Однако, большинство файловых систем, которые вы станете использовать в i5/OS, будут работать с данными, хранящимися локально. IFS предоставляет интегрированную структуру, в которой хранится вся информация в системе (например, файлы потоков, файлы баз данных, каталоги, папки и сетевые устройства хранения).

Каждая файловая система представляет собой фрагмент дерева, подключенного к корневой файловой системе, на верхнем уровне структуры каталогов. К основным характеристикам IFS относятся:

Возможно, едва ли не самое важное свойство состоит в том, что управление файловыми системами и данными на отдельных дисках производится автоматически. Эту задачу выполняет i5/OS. Администратору сервера iSeries не нужно заботиться о том, на каком диске ли дисках хранится та или иная файловая система. Кроме того,

ВСЕ эти файловые системы располагаются в ОДНОМ пространстве имен i5/OS. Оно называется интегрированной файловой системой, или IFS.

Для начала, сконцентрируемся на двух наиболее распространенных системах. Это корневая система (Root) и QSYS.LIB.

Корневая система - это основная файловая система для хранения нереляционных данных, когда информация представлена простым потоком байтов. То, как она работает, напоминает файловые системы последних версиях Microsoft Windows для ПК за исключением буквенных обозначений дисков. Названия файлов и папок могут быть очень длинными, они не требуют определенного формата и не чувствительны к регистру. Для операционной системы любой элемент корневой файловой системы является файлом, каталогом или ссылкой. В корневой системе вы можете хранить, например, статические страницы HTML, файлы MP3 или файлы классов Java.

QSYS.LIB – это пространство для хранения объектов высокого уровня, который понимает i5/OS. Объекты в пространстве QSYS.LIB принадлежат к определенным типам объектов, задаваемых системой. К некоторым из этих типов относятся: таблицы баз данных, профили пользователей, программы, запросы, очереди и устройства. В QSYS.LIB хранится множество различных типов объектов. Названия объектов в QSYS.LIB ограничены длиной в 10 символов и не чувствительны к регистру.

Возможность предоставления файловой системы клиентам встроена в i5/OS. Этот компонент называется iSeries NetServer. Используется протокол SMB. Поддерживается подключение сетевого диска на клиенте Windows – стандартный компонент последних версий Windows. В Linux доступ к файловому и принт-серверу i5/OS обеспечивает пакет Samba.

Для того, чтобы открыть доступ к определенной папке/каталогу, используйте iSeries Navigator, показанный на следующей странице. Просто нажмите правую клавиша мыши на папке и выберите Sharing.

Для того, чтобы открыть с помощью iSeries NetServer доступ к новому файлу:

Раскройте в левой панели iSeries Navigator дерево File Systems --> File Shares. Нажмите правую клавишу мыши на пункте File Shares и выберите Open iSeries NetServer. В окне iSeries NetServer выберите значок в левом верхнем углу или нажмите правую клавишу мыши на пункте Shared Objects и выберите New -> File. Вы увидите окно iSeries NetServer File Share, показанное на слайде. Введите параметры общего доступа, который желаете создать.

Нажмите "+" рядом с названием вашей системы, чтобы вывести дерево функций.

Нажмите "+" рядом с пунктом "Users and Groups".

Нажмите правую клавишу мыши на пункте "All Users" и выберите из контекстного меню "New User".

Для того, чтобы предоставить пользователю необходимые функции при создании профиля уровня администратора, измените класс пользователя с Privilege на Security Officer.

Вы можете изменить права доступа к ресурсам с помощью iSeries Navigator.

Нажмите "+" рядом с названием вашей системы, чтобы вывести дерево ее функций.

Нажмите "+" рядом с "File Systems", затем выберите объект, доступ к которому вы желаете изменить.

Нажмите правую клавишу мыши на объекте и выберите из контекстного меню пункт Permissions.

Внешний вид окон может изменяться, в зависимости от типа выбранной системы.

Теперь, когда вы познакомились с базовой информацией по программному и аппаратному обеспечению iSeries, вы можете задать вопрос "Где я могу найти более подробную информацию?". Начинать поиск любой информации по серверам iSeries следует в информационном центре iSeries.

Информационный центр iSeries – это основной канал распространения всей технической информации, относящейся к iSeries. Доступ к информационному центру можно получить двумя способами:

На компакт-диске, поставляемом с программно-аппаратным решением, или заказываемом отдельно (SK3T-2027)

http://www.ibm.com/eserver/iseries/infocenter

В iSeries InfoCenter содержатся руководства по i5/OS и продуктам IBM, работающих под управлением i5/OS.