Capítulo 1
Objetivos
Después de completar este capítulo usted será capaz de:
• Listar formas en las que el mainframe enfrenta la idea
tradicional de computo centralizado versus computo
distribuido
• Explicar como los negocios hacen uso del poder de
computo del mainframe, usos típicos del mainframe y
cómo el computo en mainframe difiere de otras formas
de computo.
• Describir los principales tipos de cargas de trabajo para
las cuales se adaptan mejor los mainframes.
• Nombrar cinco trabajos relacionados al mainframe.
• Identificar cuatro sistemas operativos de mainframe.
• Describir como el sistema IBM zEnterprise es utilizado
El nuevo Mainframe
• Hoy en día los mainframes juegan un papel central en las operaciones diarias de la mayoría de las grandes corporaciones a nivel mundial.
• En empresas financieras, bancos, aseguradores, gobierno etc… el mainframe sigue siendo la base de los negocios modernos.
• Los bancos más grandes de México tienen su core bancario corriendo sobre Mainframe,
• Las empresas de telefonía más grandes de México y varias entidades gubernamentales de las más importantes corren la mayoría de sus aplicaciones productivas en z.
• Todo esto porque z es la tecnología más confiable, robusta, segura y escalable del mercado.
• Todo el mundo ha sido usuario de mainframe alguna vez sin saberlo, al utilizar un cajero automático, o entrar a alguna página de Internet de nuestros clientes ó incluso al utilizar algunas aplicaciones vía celular.
• En julio de 2010 IBM lanzó la z196 y en octubre de 2011 la z114, las primeras máquinas en tener control centralizado y gestión integral ‘end to end’ (E2E) de cargas de trabajo heterogéneas.
• El zEnterprise permite extender las cualidades del mainframe a cargas
corriendo en ambiente distribuido (blades de IBM POWER7 y/ó System x blade servers).
Un poco de historia
• El desarrollo del mainframe ocurrió en varias generaciones comenzando en los 1950s.
• Los sistemas de primera generación como el IBM 705 en 1954 y el IBM 1401 en 1959 estaban muy lejos de las máquinas enormemente
poderosas y económicas que iban a seguir, pero claramente tenían características de mainframes
• Estas computadoras fueron vendidas como máquinas de negocio, y
servían al igual que ahora como repositorio central de datos en el centro de procesamiento de datos de la Corporación.
El system/360 un punto de inflexión en
la historia del mainframe
•
En 1960s, el curso de la historia
de la computación cambió
dramáticamente cuando los
fabricantes de mainframes
comenzaron a estandarizar el
hardware y software que
ofrecían a sus clientes.
•
El lanzamiento del System/360
(ó S/360) en 1964 marcó el inicio
de la tercera generación: Las
primeras computadoras de uso
general.
•
Los sistemas previos eran
dedicados a computo científico o
comercial. El revolucionario
System/360 continuación
• De hecho el nombre S/360 se refiere al amplio alcance de la arquitectura: 360 grados para cubrir el circulo completo de posibles usos.
• El S/360 fue también la primera de estas computadoras en usar
microcódigo para implementar muchas de sus instrucciones de máquina,
opuesto a tener todas sus instrucciones de máquina cableadas en su circuitería.
• El microcódigo (o firmware) consiste en microinstrucciones almacenadas, no disponibles para los usuarios, que proveen una capa de funcionalidad entre el hardware y el software.
• La ventaja del microcódigo es la flexibilidad, donde cualquier corrección ó nueva funcionalidad puede ser implementada sólo por cambiar el
microcódigo existente, en vez de reemplazar la computadora.
• A través de las décadas, los mainframes han crecido constantemente para alcanzar enormes capacidades de procesamiento. Los mainframes
Enterprise Systems Architecture/390
(ESA/390)
z/Architecture® (2000)
Una arquitectura en evolución
• Arquitectura es un conjunto de términos y reglas definidas que son
utilizados como instrucciones para construir productos. En computación, una arquitectura describe la estructura organizacional de un sistema.
• Una arquitectura puede ser descompuesta recursivamente en partes que interactúan a través de interfaces, relaciones que conectan partes, y
restricciones para ensamblar partes. Partes que interactúan a través de interfaces incluyen clases, componentes y subsistemas.
• Empezando con las primeras grandes máquinas, que entraron a escena en 1960s y fueron conocidas como “Big Iron”, cada nueva generación de
mainframes ha incluido mejoras en una o más de las siguientes áreas de arquitectura:
– Más procesadores y más rápidos.
– Más memoria física y mayor capacidad de memoria direccionable. – Capacidades dinámicas para crecimiento de hardware y software.
– Mayor automatización con verificación de errores de hardware y recuperación. – Mejora de dispositivos de entrada/salida (input/output ó I/O) y más canales y
más rápidos entre los dispositivos de I/O y los procesadores
Más procesadores y más rápidos
El Mainframe en nuestro medio
• A pesar del predominio de los mainframe en el mundo de los negocios, estas máquinas son casi invisibles para el público en general. La verdad es que todos somos usuarios de mainframe, nos demos cuenta ó no.
• En una instalación típica de cliente, el mainframe comparte espacio con muchos otros dispositivos de hardware: dispositivos de almacenamiento externo, ruteadores,
servidores más pequeños, etc…
• Terminología:
– Mainframe: En el ambiente mejor conocido como servidor siendo el más grande de los servidores en el mercado. Es una computadora que puede soportar miles de aplicaciones y dispositivos de entrada/salida (I/O) para servir simultáneamente a miles de usuarios. También se puede definir como una computadora muy segura, diseñada para ejecutar continuamente grandes cargas de trabajo a altos niveles de utilización y cumpliendo los niveles de servicio definidos por el usuario. – Computo Centralizado: Implica tener un computador central (a menudo
un mainframe) como repositorio de datos, conectado a varios usuarios a través de dispositivos menos poderosos como estaciones de trabajo ó terminales.
– Computo Distribuido: “Una colección de computadoras separadas físicamente y conectadas entre sí por una red de comunicaciones distribuida; cada máquina posee sus componentes de hardware y software que el usuario percibe como un solo sistema”.
– Granjas de servidores: Una gran colección de servidores que incluyen servidores transaccionales, de bases de datos, de correo y servidores web.
– Plataforma: Una arquitectura computacional, incluyendo Hardware y Software.
¿Que es un mainframe?
1
Características de un mainframe
• Control centralizado de los recursos.
• Hardware y sistemas operativos que pueden compartir el acceso a
unidades de disco con otros sistemas, con bloqueo automático y protección contra el uso simultaneo de la información en el disco que podría derivar en corrupción de la información.
• Un estilo de operación, frecuentemente involucrando operadores dedicados que utilizan detallados libros de procedimientos y operaciones, y
procedimientos muy organizados para respaldos y recuperación de desastres en un centro de cómputo alterno.
• Hardware y sistemas operativos que rutinariamente trabajan con cientos o miles de operaciones de I/O simultáneamente.
• Tecnologías que permiten al cliente operar múltiples copias del sistema operativo como un solo sistema. Esta configuración, conocida como
Parallel Sysplex, es análoga al concepto de cluster en UNIX, pero permite a
los sistemas ser agregados ó eliminados como se requiera, mientras las aplicaciones siguen ejecutándose. Esta flexibilidad permite a los clientes de mainframe introducir nuevas aplicaciones, ó descontinuar el uso de
¿Por qué utilizar un mainframe?
• Por su confiabilidad y estabilidad resultado de un
cuidadoso y constante avance desde el System/360 en
1964.
• Debido a estas fortalezas de diseño el mainframe es
comúnmente utilizado para procesar las aplicaciones
más importantes de misión crítica:
– Procesamiento de órdenes
– Transacciones financieras
– Control de inventarios
¿Por qué utilizar un mainframe?
• Normalmente se piensa en la interfaz de usuario de un
mainframe como la terminal verde de 80x24 caracteres.
En realidad cuando se tiene acceso a una aplicación a
través de un navegador el mainframe está detrás
¿Por qué utilizar un mainframe?
• Muchos de los sitios web más ocupados almacenan sus bases de datos productivas en un mainframe, por estar diseñado para permitir el acceso de grandes cantidades de usuarios y aplicaciones a la misma información de manera rápida y simultánea sin interferir entre ellos.
• Por estas características: – Seguridad
¿Para qué utilizar un mainframe?
• Las corporaciones usan los mainframes para
aplicaciones que dependen de la escalabilidad y
confiabilidad. Por ejemplo los bancos lo usan para
albergar las bases de datos de las cuentas de sus
clientes, la cuál puede recibir transacciones desde miles
de cajeros ATM, páginas de Internet y terminales
bancarias alrededor del mundo.
• Para procesar transacciones a gran escala (miles de
transacciones por segundo)
• Para soportar miles de usuarios y aplicaciones
concurrentemente teniendo acceso a numerosos
recursos.
Dos modelos de mainframe
•
System z Business Class (BC)
•
System z Enterprise Class (EC)
•
IBM tiene dos modelos de mainframe, cada uno con diferentes
subcapacidades de procesadores para cubrir los requerimientos de
la mayoría de los negocios con un procesamiento granular.
z800 z890 z9BC z900 z990 z9EC
z10EC z114
Factores que contribuyen al uso del
mainframe
• Confiabilidad, disponibilidad y serviciabilidad ó
capacidad de servicio reliability, availability,
serviceability (RAS)
• Seguridad
• Escalabilidad
• Compatibilidad continua
• Arquitectura en evolución
• Menor costo total de propiedad total cost of
ownership (TCO)
Confiabilidad, disponibilidad y
serviciabilidad (RAS)
•
RAS es un término colectivo para muchas características de
hardware y software
•
Reliability – Confiabilidad – Los componentes de Hardware del
sistema tienen capacidades de verificación y
auto-recuperación. Una de las funciones del sistema operativo es el
Health Checker que identifica problemas potenciales antes de que
impacten la disponibilidad.
•
Availability – Disponibilidad – El sistema puede recuperarse de la
falla de un componente sin impactar al resto del sistema. Esto
aplica a recuperación de hardware (el remplazo automático de
elementos fallidos con repuestos spares) y recuperación de
software (las capas de recuperación de errores provistas por el
sistema operativo).
•
Serviceability – Serviciabilidad – El sistema puede determinar la
causa de las fallas. Esto permite el reemplazo de elementos de
hardware y software con el menor impacto posible. También implica
unidades de reemplazo bien definidas, ya sea de hardware ó
Seguridad
• Uno de los recursos más valiosos de una empresa es su información: listas de clientes, cuentas, información de empleados, etc. Esta información crítica
necesita estar administrada y controlada de manera segura, y simultáneamente necesita estar disponible para aquellos usuarios autorizados para verla. El
mainframe tiene capacidades para compartir simultáneamente, sin dejar de proteger la información entre múltiples usuarios.
• Seguridad de la información se define como protección contra acceso,
transferencia, modificación ó destrucción no autorizados, ya sea accidental ó intencional.
• Para cumplir los objetivos de seguridad, los clientes agregan un sofisticado producto de seguridad a su sistema operativo de mainframe llamado RACF. • El mainframe es un sistema seguro para procesar grandes cantidades de
aplicaciones heterogéneas que tienen acceso a información crítica.
• El System z de IBM junto con los mainframes previos de IBM son los servidores más seguros del mundo, con el nivel más alto de certificación de seguridad de hardware, el Common Criteria Evaluation Assurance Level 5 (EAL5).
Escalabilidad
• El grado en el cuál la organización de TI puede agregar capacidad sin
interrumpir la operación del negocio es determinado por la escalabilidad de la plataforma.
• Escalabilidad es la habilidad del hardware, software ó sistema distribuido
para continuar funcionando bien mientras cambia en tamaño ó volumen, por ejemplo, la habilidad para mantener niveles de desempeño cuando se agregan procesadores, memoria y almacenamiento.
Compatibilidad continua
• Los clientes de mainframe, tienen una gran inversión financiera en sus aplicaciones, algunas aplicaciones se han desarrollado y refinado por décadas, mientras algunas aplicaciones se han escrito hace mucho años, otras se escribieron “ayer”.
• La habilidad de una aplicación de trabajar en el sistema o su habilidad de trabajar con otros dispositivos y programas es llamada compatibilidad.
• La necesidad de soportar aplicaciones de diferentes edades impone una demanda de estricta compatibilidad en el hardware y software de mainframe, que ha sido actualizado muchas veces desde el primer S/360 en 1964.
• La necesidad de compatibilidad es también la principal razón de por qué muchos aspectos del sistema trabajan como lo hacen, por ejemplo las restricciones de sintaxis del JCL (job control language) que es usado para controlar la
Arquitectura en evolución
•
Durante 4 décadas, el mainframe ha sido la tecnología líder en
procesamiento de transacciones. Cada nueva generación de esta
plataforma provee una fuerte combinación de características previas
del mainframe más nuevas funciones diseñadas alrededor de
Cargas de trabajo típicas de mainframe
Procesamiento Batch
• Las aplicaciones batch son aquellas que se procesan en el mainframe sin interacción del usuario. Un trabajo batch es submitido en la computadora, lee y procesa la información y produce una salida.
• Ejemplos de procesamiento batch:
– Generación de estados de cuenta bancarios.
– Impresión de recibos de nómina.
– Respaldos de bases de datos.
• Características de procesamiento batch:
– Gran cantidad de información de entrada
(input) es procesada y almacenada (tal vez terabytes ó más), muchos registros son accesados, y se produce una gran cantidad de información de salida (output).
– Normalmente no se requiere de una
respuesta inmediata, sin embargo los trabajos batch se deben completar dentro de la
“ventana batch”, que es el periodo de menor actividad on-line.
Procesamiento On-line
• Las transacciones on-line son aquellas que ocurren interactivamente con el usuario.
Típicamente, los mainframes atienden un gran número de sistemas de transacciones. Estos sistemas son aplicaciones de misión crítica de las cuales depende el negocio, y deben
soportar un gran número de usuarios concurrentes, y se deben ejecutar en fracciones de segundo.
• Ejemplos de procesamiento on-line:
– Transacciones en cajeros ATM, como depósitos, retiros y consultas.
– Pagos en tiendas con tarjetas de crédito ó débito. – Compras por internet.
• Características de procesamiento on-line
– Las interacciones entre el usuario y el sistema son cortas.
– El usuario realiza una transacción de negocios completa a través de pequeñas interacciones. – Se requiere una respuesta inmediata en cada
interacción.
– Al estar soportando aplicaciones de misión crítica estas aplicaciones requieren disponibilidad
