Mario Moretti II semestre 2010-2011 Sistemi Centrali Mario Moretti II semestre 2010-2011

“Sistemi Centrali” 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’ = EFFICIENZA COMPLESSITA’ = COSTO Messaggio > Valore Banalizzazione dei Concetti Sottovalutazione delle differenze architetturali

Internet ed il PC Esempi ICT professionale PC+internet 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 re- installare 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.... Valore “Status quo” Pc + Windows mentre nell’ICT ci sono Mainframe+Computer Distribuiti vari sistemi operativi Unix linux z/OS Varietà di Architetture (HW+SW) Mono architettura (PC+SW) Potenza /performance /Costi per unita’/TCO Metriche precise Metriche confuse Reti/Comunicazioni/Dati Complessità di realizzazione Semplicità di realizzazione Esempi ICT professionale PC+internet

Differenti Approcci Produttivo Consumer Alta Specializzazione Bassa Specializzazione Valori : 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 L’affidabilità non ha un valore primario Se il sistema e’ momentaneamente indisponibile non nuoce a nessuno Affidabilità la velocità efficienza semplicità d’uso Produttivo Consumer

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. Today, computer manufacturers don’t always use the term mainframe to refer to mainframes. Instead, most have taken to calling any commercial-use computer—large or small—a server, with the mainframe simply being the largest type of server in use today. IBM, for example, now refers to its mainframes as zSeries servers. We use the term mainframe in this textbook to refer to computers that can support dozens of applications and input/output devices to simultaneously serve thousands of users. The presence of a mainframe often implies a centralized form of computing, rather than a distributed form of computing. Having data centralized in a single mainframe repository saves customers from having to manage updates to more than one copy of their business data, and increases the likelihood that the data is current. 11

z/Architecture (64-bit)‏ Il Mainframe oggi z/ARCHITECTURE z/Architecture (64-bit)‏ Hardware IBM zSeries 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 Mainframe all’interno di reti eterogenee di computers Stampanti Utenti locali Network Amministratori di sistema Reti locali o remore Dati offine su nastro Dati online su disco 14

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 16

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 23

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)‏ 29

Mainframe e Workload Manager Carichi diversi concorrenti “on demand” Obiettivi di Business (“goals”) definiti per carichi individuali Lavori di produzione in accordo con gli obiettivi di business & SLAs Uso ottimale delle risorse reporting completo per accounting & monitoring Una quantità limitata di risorse

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 Hardware specializzato per il clustering Connettività in fibra ottica ad alta velocità Bassa Latenza HW integrato con S.O. e sottosistemi software Ambiente Distribuito Non esiste hardware specializzato Non esiste connettività specializzata path length interamente software Ogni sottosistema (database, application server) è disegnato per girare su servers separati (commodity)‏ Il basso sovraccarico consente un altissima scalabilità ( fino a 32 mainframe in cluster)‏. La piu’ alta disponibilità dei sistemi

Parallel Sysplex- Coupling Facility La Coupling Facility implementa: Lock per dati sincronizzati Liste di dati condivisi Buffers per consistenza di database Coupling Facility Processore dedicato con microcode specializzato 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

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 36

Special Purpose Systems e Accelerators Enterprise System Function Enterprise System Migliora la Performance IIncrementa il throughput o riduce il response time Special Purpose System Function e.g. Crypto,Compression Enterprise System Function Riduce i Costi Migliora il total cost of system Enterprise System Special Purpose System Function e.g. IFL, zAAP, zIIP Aggiunge Funzionalità Fornisce capacità integrata ; Esegue più efficientemente che su altri sistemi Enterprise System Special Purpose System Alternative System Enterprise System Alternative System e.g. HPC,SAO,DataPower

Evoluzione della Piattaforma Cluster Virtualizzato Mobility Optimized for …. Availability Performance Energy Cluster Eterogeneo Virtualizzato Server Virtualizzato Server Gestione avanzata della infrastruttura IT virtualizzata t 38 38

Integrated Systems Management firmware Application Serving Blades zEnterprise System Accelerators System z Mainframe Integrated Systems Management firmware Estende ed accelera I workload System z Abbassa I costi per transazione mentre migliora il response time applicativo per applicazioni CPU intensive + + Application Serving Blades 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 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 Business Needs Business Continuity Security DATA MANAGEMENT SOA Business Assets VIRTUALIZATION CORE TECHNOLOGY Infrastructure

Virtualizzazione multi-architecture IBM -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 Application Cluster Application Cluster Application Cluster z/VM Hypervisor Cluster z/OS Parallel Sysplex PowerVM or KVM PowerVM or KVM PowerVM or KVM PowerVM or KVM z/VM z/VM z/VM z/VM z/OS z/OS z/OS z/OS URM Control Code URM Control Code URM Control Code Integrated* Non-z HW Integrated* Non-z HW LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR LPAR Integrated* Non-z HW Integrated* Non-z HW z Hardware z Hardware z Hardware = Codice che interfaccia con URM * E.g.,, DataPower, Power Blades, x86_64