Эволюция z/OS

OS/390

Появление OS/390 в 1995 году означало коренное изменение принципов построения архитектуры операционной системы по сравнению с предшествующими версиями. MVS/ESA SP рассматривалась как совокупность программных продуктов (компонентов), каждый из которых распространялся, устанавливался и обслуживался отдельно от других. К тому же продукты имели различные циклы обновления версий, что не только вызывало проблемы при сопровождении системы, но и снижало общий уровень надежности ее работы.

В основу OS/390 легла концепция интеграции всех ее компонентов, которые, во-первых, разрабатываются и тестируются как единый программный комплекс и, во-вторых, поставляются покупателям в виде единого пакета. Все множество компонентов системы делится на две категории - базовые и опциональные. Базовые компоненты (base elements) обеспечивают поддержку основных системных функций и являются обязательными в любой конфигурации OS/390. Дополнительные возможности системы представлены в виде опциональных компонентов (optional features), необходимость присутствия которых в той или иной конфигурации определяется заказчиком. Таким образом, при планировании закупки OS/390 существует возможность оплатить только необходимые компоненты в составе пакета (все базовые и некоторые опциональные), потеряв, таким образом, возможность использовать остальные. Однако в дальнейшем при необходимости можно активизировать отключенные опциональные компоненты, оплатив заказ и выполнив предусмотренную IBM стандартную процедуру "динамического включения" (dynamic enablement).

Представленная архитектура и установленная технология поставки существенно облегчают процесс инсталляции и сопровождения операционной системы. Обновления для всех компонентов, а также новые компоненты каждые полгода выпускались IBM в виде нового релиза OS/390. Первые три релиза вышли в первой версии (OS/390 V1 R1-R3), остальные - во второй (OS/390 V2 R4-R10).

Второе направление, по которому шло обновление и модернизация OS/390, - превращение ее в серверную операционную систему корпоративного масштаба, поддерживающую множество серверных функций на основе промышленных стандартов и современных информационных технологий. Среди реализованных в OS/390 сервисов можно выделить:

• системный сервис: базовые функции операционной системы;
• коммуникационный сервис: сетевое взаимодействие с пользователями и устройствами в гетерогенной вычислительной среде на базе протоколов SNA и TCP/IP;
• LAN-сервис: функции сервера данных и печати в локальных вычислительных сетях;
• разработка приложений (application enablement): поддержка объектной технологии и графического интерфейса для конечных пользователей;
• UNIX-сервис: полная поддержка приложений и пользовательской среды UNIX в рамках стандарта открытых систем XPG4.2;
• сервис распределенных вычислений: поддержка приложений и управление данными в распределенных вычислительных системах на основе промышленного стандарта DCE;
• Web-сервис: поддержка http-сервера и сервера приложений Java;
• сервис безопасности: авторизация пользователей, защита системных ресурсов, сетевая безопасность, криптография.

Подробно сервисы и компоненты OS/390 будут рассмотрены далее в настоящей главе, поскольку большая часть из них полностью или с небольшими изменениями вошла в состав z/OS.

OS/390 может использоваться для установки на все модели S/390 Parallel Enterprise Server G5 и G6, IBM ES/9000 Processor Unit 9021 и 9121, S/390 Multiprise 2000 и Multiprise 3000 Enterprise Server, а также на серверы z900 (только V2R6 и старше), и поддерживает 24-разрядный и 31-разрядный режимы адресации MVS. Отметим, что версия OS/390 V2R10 при установке на серверы z900 поддерживает также 64-разрядный режим адресации и играет особую роль при переходе на операционную систему z/OS, о чем пойдет речь ниже.

z/OS

z/OS - новая операционная система семейства MVS, выпущенная в октябре 2000 года для поддержки 64-разрядной архитектуры (z/Architecture) на платформе zSeries (z900, z990, z800 и др.). Размер адресуемой памяти в z/OS достиг 2⁶⁴=16 EB (экзабайт), что дает возможность выделить приложениям соответствующее виртуальное адресное пространство, а также увеличить объем основной памяти (в z900 можно использовать до 64 GB). Расширенная память в 64-разрядном режиме z/OS не поддерживается, в ней нет необходимости, так как для снижения интенсивности страничного обмена теперь можно просто увеличить объем основной памяти. Для обеспечения преемственности сохранена полная поддержка "старых" 31- и 24-разрядных приложений, в том числе заложена возможность для их взаимодействия с 64-разрядными приложениями. В режиме 31-разрядной адресации z/OS можно использовать на платформах S/390 Parallel Enterprise Server G5/G6 и S/390 Multiprise 3000 Enterprise Server.

Следует отметить, что в первых выпусках z/OS шло постепенное развитие и расширение возможностей 64-разрядной адресации. Это касалось как базовых механизмов и отдельных функциональных компонентов операционной системы, так и языковых компиляторов и средств разработки приложений. Параллельно шла модернизация систем промежуточного слоя (например, СУБД DB2, Websphere Application Server и др.), ориентированных на платформу zSeries.

В первом выпуске z/OS V1R1 (Version 1 Release 1) 64-разрядная адресация была реализована только для обращения к физической памяти, а виртуальное адресное пространство по-прежнему ограничивалось 2 GB. Во втором выпуске z/OS V1R2 у приложений появилась возможность использовать виртуальную память свыше 2 GB для размещения данных (но не программных кодов!). Сказанное относится в том числе и к 31-разрядным приложениям, поскольку изменились (стали 64-разрядными) соответствующие системные функции. Кроме того, в данном релизе появилась возможность разрабатывать 64-разрядные приложения на языке ассемблера (High Level Assembler), а также на языках высокого уровня. В наиболее полном виде возможности 64-разрядной адресации при использовании виртуальной памяти были реализованы в версии z/OS V1R4, вышедшей в 2003 году.

Что касается архитектуры, то операционная система z/OS сохранила основные принципы организации и большинство компонентов, использованных в OS/390. Изменения коснулись функциональности отдельных модулей системы, но главное, что следует отметить, это появление новых важных компонентов:

• менеджера ресурсов Intelligent Resource Director (IRD) для динамического управления ресурсами в режиме LPAR с учетом рабочей нагрузки;
• msys for Setup - мастера по установке и конфигурированию z/OS и ее компонентов, использующий графический диалоговый интерфейс;
• менеджера лицензий IBM License Manager (ILM), обеспечивающего удобный интерфейс для управления лицензиями на программные продукты на основе стратегии ценообразования IBM Workload License Charges и упрощающего постепенное наращивание возможностей системы.

С 2002 года в рамках семейства операционных систем z/OS выпускается специальная версия под названием z/OS.e, предназначенная для установки только на серверы серии z800. Сохраняя базовые возможности и преимущества z/OS, z/OS.e ориентирована на поддержку информационных систем электронного бизнеса, построенных исключительно на Internet-протоколах и технологиях Websphere Application Server и DB2 и использующих приложения, написанные только на языках Java и C/C++. Выбор z/OS.e является экономичным решением для многих бизнес-приложений.

В ответ на пожелания пользователей периодичность выпуска новых релизов z/OS и z/OS.e была увеличена по сравнению с OS/390 с 6 до 12 месяцев, что позволило снизить затраты на проведение обновления.

Рекомендации по переходу на z/OS

Для организаций, использующих большие серверы IBM, чрезвычайно актуальной является проблема перехода с платформы G5/G6, работающей под управлением OS/390, на серверы zSeries и операционную систему z/OS. IBM рекомендует плавную пошаговую процедуру перехода, в основе которой лежит принцип: при смене платформы сохранять некоторое время старую операционную систему, а замену операционной системы производить на старой платформе [ 5.1 ] , [ 5.2 ] , [ 5.3 ] . Во всех случаях перед установкой z/OS рекомендуется сначала установить OS/390 V2R10 для более плавной и безболезненной миграции. Дело в том, что IBM выпускает специальный пакет обновления z/OS V1R1 Upgrade Package (PUP) для OS/390 V2R10, позволяющий произвести обновление автоматически.

Рис. 5.5. Порядок перехода на серверы zSeries и операционную систему z/OS

На рис. 5.5 представлены два основных варианта перехода при стартовой позиции А (G5/G6+OS/390 R6-R9). Первый вариант включает шаги A-B-D-G, где сначала производится последовательное обновление операционной системы до z/OS на "старой" платформе G5/G6. Во втором варианте (шаги A-C-E-(F)-G) предлагается сначала обновить сервер, а затем приспосабливать к нему операционную систему, возможно, с включением 64-разрядного режима в OS/390 R10 (F).

Сосуществование версий OS/390 и z/OS

Проблема сосуществования версий заключается в возможности использования различных версий операционной системы в мультисистемных конфигурациях с разделением общих ресурсов, таких как LPAR и Parallel Sysplex. Обычная практика компании IBM заключается в поддержке сосуществования на уровне четырех последовательных релизов. Однако в период перехода к z/OS это правило нарушается для создания более благоприятных условий для такого перехода (таблица 5.2). Так, например, z/OS V1R1 может взаимодействовать со всеми релизами OS/390 второй версии (V2R6-V2R10). Начиная с z/OS V1R5, возобновляется действие ограничения сосуществования в рамках четырех релизов и, таким образом, из списка исключается последний выпуск OS/390.