1 Система ввода-вывода в архитектуре zSeries 19/11/08

2 Структурная схема S/360

3 Основные характеристики системы ввода-вывода Каналы ESCON и FICON Для связи периферийных устройств с одной или более CEC – Switches Адреса идентификаторов каналов (CHPID) состоят из двух шестнадцатеричных цифр Несколько разделов могут делить CHPIDs Уровень подсистемы I/O имеется между операционной системой и CHPIDs

4 Система ввода-вывода Слой I/O control layer использует конфигурационный набор данных параметров оборудования (IOCDS – Input\Output Comfiguration DataSet), который переводит физические адреса I/O в номера устройств, которые используются операционной системой z/OS Номера устройств устанавливаются системным программистом при создании файла определения параметров конфигураций ввода-вывода (Input\Output Definition File IODF) и IOCDS и с учетом их приоритетов (а не случайным образом!) В современных машинах они содержат три или четыре шестнадцатеричных цифры

5 Система ввода-вывода

6 Способы выделения каналов ввода-вывода для LPAR Закрепленные каналы предназначены для использования только в одном логическом разделе Реконфигурируемые каналы в каждый момент времени используются только одним LPAR Совмещенные каналы относятся к разделяемым ресурсам внутри одной LCSS (под канальной системы). Объединенные (spanned) каналы допускают подключение к LPAR, входящим в разные LCSS (под канальные системы).

7 НЖМД В современных мэйнфреймах используется НЖМД IBM 3390 Базовая конфигурация была проста: контроллер присоединялся к процессору, массивы НЖМД – к контроллеру.

8 IBM 2105

9 Кластеризация Кластеризация производилась несколькими способами: –Обычные диски DASD общего доступа –Кольца CTC/GRS –Basic и Parallel sysplex Image is used to describe a single z/OS system, which might be standalone or an LPAR on a large box

10 Обычный диск DASD общего доступа Ограниченные возможности Резервирование и снятие резервирования для диска в целом Доступ к диску во время обновления ограничен.

11 Кольцо CTC Глобальный общий доступ к ресурсам (GRS) используется для передачи информации по кольцу CTC Request ENQueue on a dataset, update, the DEQueue Свободно связанные системы

12 Parallel Sysplex В этом расширении кольца CTC используется выделенная устройство сопряжения (Coupling Facility) для процедуры storeENQ data для GRS. Работает существенно быстрее. Устройство сопряжения также может быть использовано для хранения общей информации приложений (такой как таблицы DB2). Может быть представлен как единая система.

13 Parallel Sysplex

14 Типичные варианты систем Выше приведены 2 примера небольших систем –Слева - Multiprise 3000, разработанная для small installations с внутренними НЖМД –Справа – система эмуляции FLEX-ES, работающая на ПЭВМ под управлением Linux или UNIX

15 Конфигурация среднего масштаба Это полностью современная система, не содержащая устаревшие компоненты Система z890 представлена в конфигурации с 2 контроллерами внешних НЖМД, накопителями на магнитной ленте, принтерами, сетевыми периферийными устройствами и терминалами.

16 Одиночная система среднего масштаба Такая система может исполнять несколько LPAR: –Одна LPAR - z/OS с интерактивными приложениями –Вторая LPAR – для пакетной обработки –Тестовая z/OS LPAR для тестирования нового ПО –Одна или больше LPAR – для Linux, Web- приложений и т.д.

17 Конфигурация большого масштаба Два мэйнфрейма – новый z990 и 9672 (более старый) Parallel Sysplex с устройством сопряжения (CF) Многочисленные серверы ESS и более старые дисковые массивы DASD, соединенные коммутатором Контроллеры сети SNA (3745) Накопители на магнитной ленте (3490E), оставленные для совместимости Разъемы OSA Express для подключения к LAN Консоли (терминалы)

18 Еще более крупная система Представляет собой сочетание оборудования различных поколений Добавляется новое оборудование; старое оборудование продолжает использоваться, пока не достигнет конца срока службы. Система z/OS обычно работает на более старом оборудовании, пока смена архитектуры не заставит отказаться от него О подобных изменениях архитектуры и случаях несовместимости, которые могут привести к неработоспособности оборудования, обычно сообщается заранее.

19 Coupling Facility Characteristics LPAR within S/390, zSeries, or System z Uses InterSystem Channels (ISCs) and integrated cluster buses (ICBs) to communicate with CECs Does not use ESCON / FICON I/O Uses console integration of support element (SE) to communicate with system operator Runs Coupling Facility Control Code (CFCC), a control program that talks to the CECs via ISCs and ICBs CFCC is firmware that is shipped as part of the system CFCC can be run in a virtual machine on z/VM

20 Coupling Facility Characteristics The CF architecture provides three behavioral models to enable efficient clustering models – Lock model: enables a specialized lock manager (e.g. database lock manager) to be extended into a multi-system environment – Cache model: provides the functions needed for multi-system shareddata cache coherency management – Queue/List model: provides a rich set of queuing constructs in support of workload distribution, message pathing, and sharing of state information Multiple CFs can be connected for availability, performance, and capacity reasons

21 Coupling Channels InterSystem Channels (ISCs) – With repeaters, can span distances of up to 100 km – Good for distributed environments (e.g. Geographically Dispersed Parallel Sysplex, GDPS) – Without repeaters, 10 km distance and 2 Gigabits/sec Integrated Cluster Buses (ICBs) – Short distance: about 10 m – High performance ICB-3: 1 Gigabyte/sec ICB-4: 2 Gigabytes/sec Internal Channels (ICs) – LPAR-to-LPAR communication within a CEC – No external hardware used

22 Coupling Support Facility Specialized hardware provided on each processing node in the Parallel Sysplex cluster is responsible for controlling communication between the processor and the CF The coupling support facility consists of the following elements: – special CPU instructions – high-speed links It also utilizes processor memory to contain local state vectors (in Hardware Storage Area, HSA) to locally track the state of resources maintained in the CF The coupling support facility provides several critical functions: – Coupling facility command delivery – Secondary command execution – Local state vector control – Hardware assisted system isolation (fencing)

23 Primary Message (SEND MESSAGE)

24 Secondary Message When the CF determines that the data structure is changed and other z/OS images are registered for the structure, the CF will send alerts to these z/OS images. These alerts (XI: Cross Invalidate) are sent by Secondary Messages MCB/MRB only (no data) z/OS is not interrupted when MCB arrives, but local status is kept in system memory for later inspection by z/OS Beside XI for a cached structure, LN (List Notification) is used for list/queue state transitions in the CF (empty/nonempty)

25 Message Vectors Message vectors are allocated in HSA – Local cache vectors – List notification vectors – Notification vectors for the completion of an asynchronous SEND MESSAGE