Войти
Пара мэйнфреймов IBM. Слева - IBM Z z13. Справа находится IBM LinuxONE Rockhopper. Linux на IBM Z (или Linux на Z для краткости, а ранее Linux на z Systems) - 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. Иногда также используются термины zLinux или z / Linux, но IBM не одобряет эти условия, поскольку они подразумевают версию Linux, предлагаемую IBM или распространяемую IBM, что неверно. (Кроме того, «zLinux» без косой черты также неверно, поскольку программное обеспечение IBM и номенклатура программного обеспечения включают косую черту: z / VM, z / OS, z / VSE и т. Д.; Аппаратное обеспечение: z900, z13 и т. Д.)
Linux на IBM Z возник как две отдельные попытки перенести Linux на IBM System / 390 серверов. Первая попытка, проект «Снежный человек», разработанный в конце 1998 - начале 1999 годов, был независимым распространением и с тех пор был заброшен. 18 декабря 1999 года IBM опубликовала набор исправлений и дополнений к ядру Linux 2.2.13 , чтобы запустить сегодняшнюю основную версию Linux на Z. В 2000 году последовали официальные объявления о продуктах, включая Integrated Facility для движков Linux (IFL). Think Blue Linux был ранним дистрибутивом для мэйнфреймов, состоящим в основном из пакетов Red Hat, добавленных в ядро IBM. Коммерческие дистрибьюторы Linux представили выпуски для мэйнфреймов очень быстро после начальной работы ядра.
В начале участия IBM в исправлениях Linux для IBM Z были включены некоторые модули только объектного кода (OCO) без исходного кода. Вскоре после этого IBM заменила модули OCO модулями с открытым исходным кодом. Linux on Z является бесплатным программным обеспечением по Стандартной общественной лицензии GNU.
По данным IBM, к маю 2006 г. более 1700 клиентов использовали Linux на своих мэйнфреймах.
Виртуализация требуется по умолчанию в 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 разделов (LPAR). Каждый LPAR поддерживает различные операционные системы, включая Linux на IBM Z. гипервизор, называемый z / VM, также может быть запущен как виртуализация второго уровня в LPAR, чтобы создать столько виртуальных машин (ВМ), сколько есть ресурсов. назначены LPAR для их поддержки. 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 мэйнфрейма, работающие на одном физическом мэйнфрейме, они могут использовать HiperSockets - быстрые соединения TCP / IP только с памятью. По сравнению с TCP / IP через стандартные сетевые карты (сетевые адаптеры, также известные как открытые системные адаптеры (OSA) в мэйнфреймах), HiperSockets может улучшить скорость реакции конечного пользователя (уменьшить задержку в сети и накладные расходы на обработку), безопасность (поскольку нет сетевого подключения для перехвата) и надежности (поскольку нет сетевого подключения, которое можно было бы потерять).
В моделях zEC12, zBC12 и более поздних моделях концепция HiperSocket выходит за пределы физической машины через Адаптер 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.
Начиная с версии ядра Linux 4.1, выпущенной в 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-битная операционная система, совместимая со старыми моделями мэйнфреймов, представленных 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 (Integrated Facility 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.
Linux на Z обеспечивает гибкость работы Linux с преимуществами отказоустойчивого аппаратного обеспечения мэйнфреймов. более 90 000 операций ввода-вывода в секунду и среднее время наработки на отказ (MTBF), измеряемое десятилетиями. Используя виртуализацию, можно объединить множество небольших серверов в один мэйнфрейм, получив 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. Сочетание полной виртуализации оборудования и легких контейнеров Virtual Machine, которые запускают Linux изолированно (в некоторой степени схоже по концепции с Docker ), приводит к платформе, которая поддерживает больше виртуальных серверов, чем любая другая в мире. компактность, 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 этапы выполнения избыточного процессора и проверку целостности, что важно для критически важных приложений в определенных отраслях, таких как банковское дело. Мэйнфреймы обычно допускают горячую замену оборудования, например процессоров и памяти. 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. В редких случаях сбоя микропрограммное обеспечение автоматически активирует запасной компонент, отключит неисправный компонент и уведомит IBM о необходимости отправки сервисного представителя. Это прозрачно для операционной системы, что позволяет выполнять текущий ремонт без выключения системы. Многие отрасли по-прежнему полагаются на мэйнфреймы, где они считаются лучшим вариантом с точки зрения надежности, безопасности или стоимости.
Linux on Z обычно не подходит для использования в помещениях для малых предприятий, у которых будет менее 10 распределенных серверов Linux, хотя некоторые дорогостоящие лицензионные программы для каждого процессора могут быстро сократить это практическое правило. Большинство поставщиков программного обеспечения, включая IBM, рассматривают высоко виртуализированные IFL так же, как невиртуализированные процессоры на других платформах в целях лицензирования. Другими словами, единичное количество запущенных экземпляров Linux на 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 в случае необходимости для максимальной производительности). Таким образом, после 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 программное обеспечение, рабочую силу и другие затраты (например, затраты на отключение и нарушения 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 стоимость приобретения оборудования. Кроме того, отдельные пользователи и отделы 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 значит, 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, благодаря базе данных с аппаратной поддержкой стандартное сжатие в z / OS, и обычно требуется меньшее количество экземпляров операционной системы. Есть также некоторые эксплуатационные преимущества при использовании некоторых хранилищ, подключенных к FICON, в Linux на Z, например, поддержка z / VM Live Guest Relocation.
Характеристики мэйнфреймов предназначены для таких бизнес-нагрузок, как обработка транзакций (особенно в сочетании с одновременной крупномасштабной пакетной обработкой) и управление большими базами данных. В дизайне мэйнфреймов традиционно делается упор на «сбалансированную» производительность всех вычислительных элементов, включая ввод / вывод, реализуемую через канал ввода / вывода. Мэйнфреймы максимально разгружают ввод-вывод, 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. Существуют также отдельные процессоры, выполняющие задачи управления памятью и кешем, мониторинг окружающей среды и внутренние соединения, например.
Исторически сложилось так, что мэйнфреймы в целом и Linux на Z в частности не выполняли однозадачные вычисления с «интенсивным использованием ЦП» с особенно высокой производительностью по сравнению с некоторыми другими платформами с некоторыми заметными исключениями, такими как криптографические вычисления. Примеры включали большинство научных симуляций, прогноз погоды и молекулярное моделирование. Суперкомпьютеры, включая суперкомпьютеры на базе Linux, превосходно 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, основанной на четырехъядерных процессорах с частотой 4,4 ГГц и аппаратным десятичным числом с плавающей запятой. Поскольку технология процессоров для мэйнфреймов продолжает развиваться, и особенно с появлением в 2015 году моделей IBM LinuxONE и IBM z13, IBM начала продвигать свои мэйнфреймы в качестве идеальных платформ для выполнения аналитики в реальном времени и других ресурсоемких задач, которые мэйнфреймы исторически не выполняли. беги хорошо.
Мэйнфреймы не имеют графических или звуковых адаптеров и поэтому плохо подходят для редактирования цифровых носителей или компьютерного проектирования (CAD), за исключением, возможно, поддержки роли (например, хранилище контента, запасы частей, управление метаданными, службы безопасности и т. д.)
Как и все другие версии Linux, Linux на Z регулируется GPL бесплатно программное обеспечение лицензия. Полный исходный код Linux на Z доступен множеством сторон на бесплатной и равной основе, а архитектурная поддержка является частью основных усилий ядра Linux. IBM поручает сообществу несколько своих программистов, но IBM ни в коем случае не единственный участник.
Хотя нет никаких препятствий для запуска любого дистрибутива Linux на Z в системе IBM z, IBM регулярно тестирует три конкретных дистрибутива Linux на Z: Red Hat, SUSE, а начиная с 2015 года, Canonical Ubuntu Linux. Другие известные дистрибутивы Linux на Z включают Debian, Fedora, Slackware, CentOS и Gentoo.
Почти каждый бесплатный или пакет программного обеспечения с открытым исходным кодом, доступный для Linux, обычно доступен для Linux на Z, включая Apache HTTP Server, программное обеспечение Samba, JBoss, PostgreSQL, MySQL, PHP, язык программирования Python, Система одновременных версий (CVS), Коллекция компиляторов GNU (GCC), LLVM и Perl, Rust и многие другие.
Red Hat и SUSE предлагают основную поддержку для своих дистрибутивов работает под управлением Linux на Z. 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. Некоторые стандартные программные приложения Linux доступны в предварительно скомпилированном виде, включая популярные корпоративные программные пакеты с закрытым исходным кодом, такие как WebSphere, DB2 и Oracle базы данных и приложения, SAP R / 3, SAP ERP и IBM Java Developer's Kit (JDK), и это лишь некоторые из них.
IBM предлагает ресурсы для разработчиков, желающих использовать Linux для z:
Linux на Z поддерживает Unicode и ASCII точно так же, как любой другой дистрибутив Linux - это не операционная система на основе EBCDIC. 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. Программы могут быть легко скомпилированы в двоичные файлы z / Architecture в системах Linux, отличных от мэйнфреймов.
Существует не менее трех программных мэйнфреймов IBM Z эмуляторы.
