Логическое разделение ресурсов сервера LPAR

Лекция 4

Курс «Основы построения БЭВМ»

Файл MF_Lec4_Sep06.ppt

3. Логическое разделение ресурсов сервера

Сервер zSeries обеспечивает три уровня конфигурирования и может функционировать с использованием одного, двух или трех уровней управления:

1. Базовая система

2. Логический раздел

(logical partition - LPAR)

3. Виртуальная система

STORE SYSTEM INFORMATION (STSI)

Управление системой и partitioning

CP CP CP CP

System Control

LPAR1 LPAR1 LPAR1

System Control

CHPID

CHPID

CHPID CHPID CHPID

CHPID CHPID

HMC SE

Specialized microprocessors for internal control functions

PC Think Pads

Located in operator area Located inside CEC but can be used by operators

Memory

Processors

Channels

Логический раздел LPAR

LPAR – это совокупность логических ресурсов, реализуемых выделенными для него физическими ресурсами (процессор, память и каналы ввода-вывода)

LPAR – это логический сервер, в котором обеспечивается изолированное от других LPAR исполнение собственной операционной системы (z/OS, OS/390, z/VM, Linux, VSE/ESA или Coupling Facility Control Code (CFCC).

LPAR всегда соотнесен с одной из логических канальных подсистем LCSS, допускающей подключение до 15 LPAR (сейчас – до 30-ти)

Логический раздел LPAR

• Логический раздел может быть активирован или деактивирован в любой момент "на ходу"

• Для создания нового или удаления ранее созданного раздела необходима остановка системы с использованием процедуры сброса по питанию POR.

Особенности LPARs• LPAR – эквивалент отдельной мейнфрейм для

большинства практических целей• Каждый LPAR имеет свою собственную ОС• Каждый LPAR - независим • Периферийные устройства могут быть общими для

нескольких LPARs• Процессоры могут быть постоянно закрепленные либо

общие для всех• В случае «shared» каждый LPAR определяется числом

логических процессоров (до максимального числа физических процессоров) и взвешивание (весовые коэффициенты) «weighting»

3.1. Параметры LPAR: Задаются в процессе его открытия:• количество выделяемых для раздела ресурсов

сервера: логических процессоров, памяти и каналов ввода-вывода;

• весовой коэффициент, присваиваемый разделу для его соотношения с другими разделами в составе одного сервера при использовании общих разделяемых ресурсов;

• ограничение на использование разделом процессоров в большем количестве, чем допускается весовым коэффициентом (LPAR capping);

• безопасность и • другие параметры

Параметры LPAR:

Параметры и информация о выделенных для раздела ресурсах

формируются через консоль управления (HMC) и

сохраняются в дисковой памяти элемента поддержки SE в виде профиля раздела (logical partition Image Profile).

Путаница в терминологии

Individual processors in the system

"processors"

"CPUs"

"engines"

"PUs"

"CPs"

IFLs, ICFs, zAAPs, IFLs spares

"system" = CPs running an operating system

System box from IBM possibly a zSeries

machine

Sometimes referenced as a "processor"

A few people use "CEC"

Many use "system"

Sometimes referenced as a "CPU"

Процессоры (PU)• Современные процессоры могут быть специальными

процессорами различного типа, причем типов таких много. Большинство из них нельзя считать полными процессорами для software charging– Central Processor (CP) - A full z/OS processor– System Assistance Processor (SAP) – Используется для

подсистемы ввода-вывода (I/O subsystem) – каждая машина имеет как минимум один такой

– Integrated Facility for Linux (IFL) – Специальный процессор для Linux - дополнительно

– zAAP – Используется для JAVA программирования– дополнительно

– Integrated Coupling Facility (ICF) – для коммуникационных целей

– Spares -запасной

3.2. Процессоры в LPAR:

В логический раздел могут быть выделены процессоры разных типов: CP, ICF, IFL или zAAP.

Каждый из процессоров может быть:

1. постоянно закреплен (dedicated) за одним разделом либо

2. являться общим (shared) ресурсом для всех LPAR (более эффективный вариант).

3.4.Распределение памяти в LPAR: Распределение основной и расширенной памяти между

разделами - в процессе создания LPAR и предусматривает выделение каждому из разделов части адресного пространства памяти.

Максимальный объем памяти, выделяемой для одного раздела, ограничен объемом используемой в сервере памяти (для z/Architecture - 256 GB, в режиме ESA/390 - 2 GB) без учета области системной памяти HSA.

Использование общих фрагментов основной или расширенной памяти разными LPAR не допускается.

Объем памяти, выделяемой для раздела LPAR, измеряется блоками, размер которых зависит от объема инсталлированной в сервере памяти (см. след. слайд).

Соотношение объема установленной памяти и размера LPAR

Объем установленной памяти (GB)

Размер блока для LPAR (MB)

5 ÷ 8 16

8 ÷ 16 32

16 ÷ 32 64

32 ÷ 64 128

Структурная схема S/360

00 33 00 11

ProcessorsStorageControl

MainStorage

11 55 66 AA BB

ControlUnit

3Control

UnitControl

Unit

3

11 22

55 33Channels

Devices

X

Y 00 11 Z

ControlUnit

C0communication

line

ParallelChannels

AnotherAnotherSystemSystem

Система 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

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

Система ввода-вывода

HSA

LPAR BCentral Storage

LPAR ACentral Storage

UCB2001

UCB2000

UCB183F

68306831

68326833

FF00

FF01

FF02

FF03C40

683F

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

200A

200B

200C

200D

200E

200F

External device label

Four hex digits in range 0000-FFFF

Arbitrarily assigned by sysprog

Used in JCL, commands, messages, EREP

IEE302I 200A ONLINE

V 200B,ONLINE

V 200A,ONLINE

3.5. 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 (подканальной системы).

• Объединенные (spanned) каналы допускают подключение к LPAR, входящим в разные LCSS (подканальные системы).

НЖМД

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

IBM 3390 Disk Unit

IBM 3990 Control Unit

channels

Текущая реализация НЖМД IBM 3390

Common Interconnect (across clusters)

HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA HA

Cluster Processor Complex

cache NVS

DA DA DA DA

Cluster Processor Complex

cache NVS

DA DA DA DA

RAID array

RAID array

Device Adapters

Host Adapters (2 channel interfaces per adapter)

3.6. Системный менеджер Processor Resource/Systems Manager (PR/SM)

• Цель - управление совместным функционированием всех LPAR

• Реализован на уровне микрокодов системного гипервизора

• Одна из основных функций -распределение всех инсталлированных в сервер ресурсов между LPAR с учетом их весовых коэффициентов

• LPAR-кластер

3.7. Система распределения ресурсов Intelligent Resource Director (IRD)

Основные функции IRD:• менеджмент процессоров LPAR (LPAR

CPU Management); • динамический менеджмент канальных

путей DCM (dynamic channel path management);

• организация приоритетных очередей в канальной подсистеме (Channel Subsystem Priority Queuing - IOPQ)

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

Обычный диск DASD общего доступа

•Ограниченные возможности•Резервирование и снятие резервирования для диска в целом •Доступ к диску во время обновления ограничен.

zSeries ( or LPAR)

z/OS

channels

zSeries ( or LPAR)

z/OS

channels

control unit control unit

Real system would have many more control units and devices

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

zSeries ( or LPAR)

z/OS

channels

zSeries ( or LPAR)

z/OS

channels

control unit control unit

Can have more systems in the CTC"ring"

CTC

CTC

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.

zSeries ( or LPAR)

z/OS

channels

zSeries ( or LPAR)

z/OS

channels

control unit control unit

system or LPAR

CouplingFacility

CF channels

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

printer

MP3000System

SUPPORTelement

Standard mainframe control units and devices

ESCON channels

LANadapter(s)

tn3270 terminals

printer

tn3270 terminals

LANadapter(s)

FLEX-ESSystem

Parallel channels

Selected mainframe control units and devices

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.

Printer

RouterTape drives

LAN

Consoles

OSA-Expressz890

Printer

EnterpriseStorage Server1

EnterpriseStorage Server1

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.

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)

OSA Express

LAN

LAN

Older DASDdevice 3390

3490E

OSA Express

Consoles

CFCF

EsconDirector

EsconDirector

LANOSA Express

LANOSA Express

z990 9672R96

EnterpriseStorage Server1

EnterpriseStorage Server1

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.

Спасибо за внимание!