Компания IBM
Опубликован: 28.08.2008 | Доступ: свободный | Студентов: 460 / 64 | Оценка: 4.33 / 4.05 | Длительность: 31:19:00
Лекция 12:

Версия 4

Интегрированные ПК-серверы

В "Система ввода-вывода" мы говорили о том, как IOP и его специализированная ОС реального времени управляют устройствами. Управление устройствами было первоначальным, но не единственным назначением IOP. Так как IOP — это полноценные процессоры, которые могут поддерживать различные функции и даже различные ОС, то использование их IBM для других типов приложений было лишь вопросом времени. В последние несколько лет в AS/400 были введены IOP специального назначения, большего, нежели только поддержка устройств. На них возлагалась поддержка таких специфических функций как RAID5, факс, беспроводные сети и AppleTalk. В связи с этим совершенно естественно дальнейшее использование таких IOP для выполнения и других типов приложений, включая серверные.

В 1994 году IBM объявила о первом серверном приложении, выполнявшемся на IOP, — FSIOP (File Server I/O Processor). FSIOP представлял собой плату удвоенной ширины, которая вставлялась в AS/400. На плате находился процессор Intel 486 и память для него. Другие устройства, включая диски, разделялись с AS/400. Плата FSIOP поддерживала один или два порта ЛВС из расчета до 255 пользователей на порт. Можно было подключать сети TokenRing или Ethernet, причем в сервере AS/400 могло быть установлено нескольких таких плат.

На FSIOP работала ОС OS/2, хотя пользователи никогда не имели с ней дела напрямую. AS/400 управляла всеми взаимодействиями с OS/2; пользователю были видимы только приложения файлсервера. Первым файлсерверным приложением, о котором мы объявили, был OS/2 LAN Server. Позднее к нему добавились NetWare и Lotus Domino.

Когда стало очевидно, что FSIOP можно использовать не только как файлсервер, мы изменили его название на Integrated PC Server (IPCS) и позже создали новые модели IPCS с более мощными процессорами Intel Pentium и увеличенными объемами памяти. В версии 4 OS/2 была заменена Warp Server. Были добавлены и новые приложения, такие как Flowmark Workflow.

У IPCS внутри AS/400 много преимуществ. Во-первых, выполнение файл-серверных приложений перекладывается на выделенный процессор, что повышает общую производительность. Нет необходимости в отдельном ПК-сервере вне AS/400 — заказчик получает среду с единым сервером. AS/400 предоставляет файлсерверу интегрированную защиту, целостность и функции администрирования. Например, одна из поддерживаемых в IFS файловых систем, называемая QLANSrv, используется файлсервером. С помощью простых команд данные перемещаются между разными файловыми системами. Кроме того, у файлсервера есть доступ ко всем устройствам AS/400.

Недостаток отдельного файлсервера ПК — необходимость иметь собственные диски. Если данные на сервере очень важны для пользователя, последний, несомненно, предпримет определенные меры, чтобы предохранить их. AS/400 может автоматически выполнять резервное копирование данных, на тот случай, если что-то случится с дисками сервера, но даже эта мера может оказаться недостаточной. Некоторые пользователи требуют особо устойчивой дисковой системы для защиты своих данных, а также гарантий, что работа не нарушится изза сбоя диска. Для ПК-серверов доступны технологии зеркалирования дисков и RAID, а для достижения должного уровня безопасности могут быть установлены соответствующие программные пакеты.

Так что, по сути, проблема отдельного сервера ПК сводится к дублированию ресурсов. Так как в AS/400 уже реализована и технология зеркалирования дисков, и технология RAID, то явно имеет смысл использовать дисковые устройства AS/400. То же самое верно и для защиты. Одно из очевидных решений — поместить ПК "под крышу" AS/400 и предоставить ему доступ к ресурсам последней. Именно это и делает IPCS.

Использование IPCS в AS/400 вместо отдельного ПК-сервера дает дополнительные преимущества, если AS/400 и ПК-сервер располагаются на значительном удалении друг от друга. Предположим, что некто в удаленном подразделении добавил на сервер ПК новое приложение, что полностью исчерпало дисковое пространство на нем. Если на месте нет подготовленного персонала, то специалисту из головной организации нужно туда ехать, создавать резервную копию дисков, устанавливать диски большего объема и восстанавливать резервную копию. Если таких удаленных подразделений много, то затраты на командировки могут быть огромны. Но так как IPCS использует часть диска AS/400, то в центральном подразделении можно просто изменить объем дискового пространства, выделенного для IPCS.

Успех IPCS показал, что отдельные машины приложений "под крышей" AS/400 могут быть полезны заказчикам AS/400, не желающим иметь дела с отдельными ПК-серверами. IBM решила распространить концепцию машин приложений на другие серверные ОС, конкретно, на Unix и Windows NT.

Процессор приложений Unix мы впервые подготовили в начале 1997 для одного крупного заказчика, которому требовалось установить во множестве удаленных подразделений сервера как AS/400, так и Unix. (Позже процессор приложений Unix стал доступен и другим желающим.) Помещение сервера Unix под крышу AS/400 позволило этому заказчику содержать только одну систему в каждом подразделении и по-прежнему использовать приложения как AS/400, так и Unix. Интегрированный сервер Unix представляет собой плату, аналогичную IPCS. В отличие от IPCS, в сервере Unix применяется процессор PowerPC, а не Intel. ОС для этого интегрированного сервера служит AIX, версия Unix от IBM. Следует отметить, что интегрированный сервер AIX использует не только некоторые драйверы устройств AS/400, но также и собственные локальные устройства.

Другой пример интеграции полного сервера приложений в AS/400 — Windows NT на IPCS. В первой реализации используется процессор Intel Pentium Pro. Сейчас в качестве ОС используется Microsoft Windows NT Server 4.0, но в будущем возможна установка следующих версий этой ОС. В 1997 году IBM поставляла процессор приложений Windows NT лишь своим бизнеспартнерам, общедоступным он стал в начале 1998.

Так как на таком IPCS может выполняться любое приложение NT Server для процессора Intel, то IBM пришлось добавить некоторые локальные устройства, включая клавиатуру, мышь и дисплей. Таким образом, в отличие от оригинального IPCS, эта версия имеет разъемы для подключения локальных устройств. К этому серверу приложений можно подключать и другие адаптеры PCI. Некоторые устройства, такие как диски, компакт-диски и адаптеры ЛВС разделяются с AS/400. Для этой цели процессор приложений AS/400 использует драйверы устройств AS/400.

Чтобы Windows NT могла исполняться на разных аппаратных платформах, Microsoft определила так называемый слой абстрагирования от оборудования HAL (hardware abstraction layer). HAL — это слой кода, предназначенный для изоляции ядра ОС от аппаратных различий разных платформ. Например, HAL скрывает такие детали, как интерфейсы вводавывода, котроллеры прерываний и механизмы многопроцессорных коммуникаций. Вместо работы с этой аппаратурой напрямую, NT обращается к процедурам HAL.

Концептуально HAL напоминает MI, но на значительно более низком уровне. Так как большая часть процессорозависимого кода попрежнему находится в ядре, Windows NT нельзя считать аппаратнонезависимой. То же самое можно сказать и о приложениях NT, поскольку они компилируются непосредственно в двоичные коды конкретного процессора. Тем не менее, HAL позволяет обеспечить некоторую дополнительную интеграцию между процессором приложений NT и AS/400.

Для процессора приложений NT был разработан новый HAL, который обеспечивает разделение устройств и передачу команд в обе стороны без изменений в NT. Например, вместо прерывания NT при возникновении ошибки, новый HAL передает ошибки на обработку AS/400. Другие функции администрирования и управления также выполняются либо AS/400, либо NT.

Файловая система NT (NTFS) размещается в байтовом пространстве OS/400. Пока отдельные файлы видимы только NT. Когданибудь, NTFS будет интегрирована в IFS, либо эти файлы станут "видимы" AS/400 с помощью какогото другого механизма. Сегодня же для связи между этими двумя серверными ОС можно использовать ODBC.

Серверные модели AS/400e

С начала 90-х мы стремились превратить AS/400 в сервер мирового класса. Архитектура системы позволяла организовать полную серверную среду без ущерба для наших традиционных заказчиков, привыкших использовать AS/400 в централизованных конфигурациях. Заказчики говорили нам, что хотят перейти к клиент-серверным вычислениям, но не желают ради этого нарушать порядок работ в своей фирме. Для AS/400 это не проблема.

Однако мы столкнулись с нежеланием других производителей миникомпьютеров терять свой имидж. Некоторые из них тоже хотели поставлять на рынок серверы, но при этом не смогли модифицировать свои действующие модели. Практически каждая вторая из этих фирм заменила свои централизованные системы новыми, установив на них ОС Unix. Соответственно этим фирмам пришлось объяснять своим заказчикам, что если те хотят перейти на клиент-серверные вычисления, то им придется переделывать или покупать заново все приложения для новой системы.

Никто не верил, что мы можем превратить в сервер существующую AS/400. Поэтому мы решили продемонстрировать серьезность своих намерений, создав несколько новых серверных моделей. Это не было чисто маркетинговой уловкой, но и помогло нам добиться лучшего соотношения цена-производительность в работе новых моделей.

В сентябре 1993 года мы представили первые серверные модели семейства AS/400. Новое семейство серверов AS/400 Advanced Server появилось в мае 1994 года и включало две модели — для мелких и средних фирм. В июне 1995 года были объявлены три новые серверные модели, позволившие занять весь рынок AS/400. Мы старались, чтобы они оптимально функционировали в качестве:

  • сервера базы данных;
  • сервера коммуникаций;
  • обработчика пакетных программ.

Все эти функции требуют большего объема вычислений, чем интерактивная обработка, и, соответственно, более высокой производительности по сравнению с традиционными моделями. Поэтому первоначально установили в младшие модели серверов высокопроизводительные процессы IMPI из старших традиционных моделей. Например, один или два процессора из старшей модели F70 (1993 год), выполненной в виде стоек, были использованы в меньших серверных моделях 135 и 140 соответственно. Мы также снабдили эти модели достаточным объемом памяти, дискового пространства и возможностями подключения к ЛВС для поддержки мощных процессоров в серверной среде. Эти процессоры значительно повысили производительность серверных приложений в сравнении с традиционными моделями. Работа сети, базы данных, файлсервера и компиляторов также улучшилась. Появление RISC-процессоров, гораздо более производительных по сравнению с их предшественниками IMPI, позволило использовать одинаковые процессоры как в серверах, так и в традиционных системах.

Поскольку серверные модели не предназначены для интерактивных вычислений, производительность традиционных интерактивных приложений, например, использующих рабочие станции 5250, на этих моделях снизилась. Число интерактивных рабочих станций, которые могут быть подключены к серверной модели, также сократилось. Пользователи, применяющие как интерактивные, так и клиент-серверные приложения, могли добиться той же производительности, что и на серверных моделях, сочетая традиционную модель с одним из этих процессоров. Ведь традиционные модели не имеют ограничений ни для интерактивных, ни для серверных приложений. Серверные модели — это системы, специально разработанные для повышения производительности за меньшую цену при работе в условиях клиент-сервер.

Серверные модели AS/400 стали так популярны, что в е-серии мы решили расширить их диапазон и предложили рынку новые типы серверов. К этому нас побудили, в том числе, некоторые изменения в приложениях наших бизнеспартнеров. Например, многие из них теперь используют многоуровневую (multitier) клиент-серверную архитектуру. В трехуровневой архитектуре, клиенты ПК могут быть подключены к одному или нескольким выделенным серверам приложений, которые, в свою очередь, подключены к выделенным серверам базам данных. К серверам разных уровней предъявляются и разные требования. Поэтому теперь мы предоставляем своим заказчикам специально сконфигурированные мощные модели серверов приложений написанных бизнеспартнерами. С распространением AS/400 на другие среды появятся и новые специализированные модели е-серверов.

Обработка данных

Подробно тема обработки данных уже обсуждалась в "Интегрированная база данных" , а сейчас мы лишь кратко рассмотрим последние модификации в этой области. Сразу отмечу, что расширение возможностей по обработке данных в AS/400 — одно из приоритетных направлений нашей работы.

Я уже говорил, что огромный незадействованный ресурс для бизнеса многих фирм — их оперативные данные. И по мере того как наши заказчики начинают это понимать, они пытаются применить свои AS/400 соответствующим образом. В конце концов, данные это только товар; конкурентные преимущества же позволяют получить знания. Поэтому неудивительно, что хранилища данных и средства их анализа так быстро развиваются.

Самой распространенная ныне реализация хранилища данных для небольшой рабочей группы — использование отдельных серверов. На этом рынке IBM сталкивается с сильной конкуренцией других производителей. Но в случае, когда главный критерий выбора системы — возможности базы данных, корпорация чувствует себя вполне уверенно.

AS/400 оснащена первоклассной базой данных с очень широким диапазоном применения. На одном краю этого диапазона — системы AS/400 начального уровня, прямо конкурирующие с серверами и базами данных ПК. На другом — многопроцессор ные конфигурации, объединяющие до 32 систем в кластере с помощью OptiConnect. Учитывая, что к каждой из таких систем можно подключить от одного до нескольких терабайтов дискового пространства, общий размер базы данных превосходит все, что только можно было вообразить себе несколько лет назад.

Ключевая и ближайшая задача IBM в этой области — повышение производительности базы данных (особенно SQL) на всем диапазоне систем. Вообщето, "родной" интерфейс DB2/400 позволяет обеспечить более высокую производительность, нежели SQL, но поскольку все больше и больше приложений пишется для интерфейса SQL, то именно он — наша главная забота.

Другая проблема DB2/400 (как и любой другой базы данных) — обработка сложных типов данных, таких как объекты. При повсеместном переходе на использование распределенных объектов, база данных должна будет работать с этими абстрактными типами данных. Хотя крайне маловероятно, что ктолибо из основных производителей баз данных до конца столетия откажется от реляционной модели в пользу полностью объектно-ориентированной, все же нужно работать на опережение. Несмотря на то, что в данной области по-прежнему нет стандартов, организации типа OMG вносят предложения по методам хранения объектов или их компонентов в реляционной базе данных с возможностью выборки через систему управления объектно-ориентированной базой данных. IBM также рассматривает аналогичные предложения по базе DB2. Если эти предложения будут приняты, мы их реализуем.

DB2/400 будет оставаться опорой для приложений AS/400 в версии 4. В базы данных AS/400 будут внесены изменения, повышающие производительность и расширяющие функциональные возможности как больших, так и малых баз данных. В следующие несколько лет, в силу ожидаемого громадного увеличения мощности AS/400, возможно появление очень больших баз данных.

Александр Качанов
Александр Качанов
Япония, Токио
Олег Корсак
Олег Корсак
Латвия, Рига