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Umgestalten von Mainframearchitektur mithilfe von CloudFrame Renovate

Azure Virtual Machines
Azure Kubernetes Service (AKS)
Azure Virtual Network
Azure SQL-Datenbank
Azure Site Recovery

Mit CloudFrame Renovate lässt sich COBOL-Code schnell zu Java Spring Boot Batch migrieren, ohne Qualität, Genauigkeit, funktionale Äquivalenz oder Leistung zu beeinträchtigen. Renovate ist ein praktisches Tool, das die Migration von Code mithilfe von angeleiteten Aktionen und Automatisierung erleichtert. Geben Sie die Eingaben an, und laden Sie Maven- oder Gradle-Java-Projekte herunter. Es sind keine besonderen Fachkenntnisse oder Mitarbeiter erforderlich.

IBM zSeries-Legacyarchitektur

Diagramm, das die Mainframearchitektur vor der Migration zeigt.

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Workflow

A. Die Dateneingabe erfolgt über TCP/IP, einschließlich TN3270 und HTTP(S).

B. Daten werden über Standard-Mainframeprotokolle in den Mainframe eingegeben.

C. Middleware und Hilfsdienste verwalten Aufgaben wie Bandspeicherung, Warteschlangen, Ausgabe und Webdienste innerhalb der Umgebung.

D: Die Umgebung für die Batchanwendungsausführung schließt Planung, Workloadverwaltung und SPOOL-Vorgänge ein.

E. OLTP-Umgebungen bieten Hochverfügbarkeit, Workloadverwaltung und XA-konforme Transaktionsverwaltung.

F. In COBOL, PL/I oder Assembler (oder kompatiblen Sprachen) geschriebene Geschäftsanwendungen können in Umgebungen ausgeführt werden, die für Batch- und Onlinebetrieb aktiviert sind.

G. Gemeinsam genutzte Geschäftsdienste standardisieren Lösungen für gemeinsam genutzte Dienste wie Protokollierung, Fehlerbehandlung, E/A und Prä-SOA-Geschäftsdienste.

H. Daten werden in Daten- und Datenbankdiensten wie hierarchischen, netzwerkbasierten und relationalen Datenbanksubsystemen sowie indizierten und sequenziellen Datendateien gespeichert.

I. Betriebssystempartitionen (virtuelle Computer) bilden die Schnittstelle zwischen Engine und Software.

J. Der PR/SM-Hypervisor (Processor Resource/System Manager) führt eine direkte Hardwarevirtualisierung durch, um physische Computer in virtuelle Computer (VMs) zu partitionieren.

Migrierte Azure-Architektur

Diagramm der Legacyarchitektur nach Migration in Azure

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Workflow

  1. Die Dateneingabe erfolgt in der Regel entweder über Azure ExpressRoute von Remoteclients aus oder andere Anwendungen, von denen derzeit Azure ausgeführt wird. In jedem Fall ist TCP/IP das primäre Instrument zum Herstellen einer Verbindung mit dem System. Der TLS-Port 443 ermöglicht den Benutzerzugriff auf webbasierte Anwendungen. Sie können die Darstellungsschicht der Webanwendung praktisch unverändert verwenden, um den Schulungsaufwand zu minimieren. Alternativ können Sie bei Bedarf die Darstellungsschicht der Webanwendung mit modernen Benutzeroberflächenframeworks aktualisieren. Sie können mit Bastionhosts für Azure-VMs den Administratorzugriff auf die VMs ermöglichen. Dadurch wird die Sicherheit verbessert, da offene Ports minimiert werden.

  2. In Azure verwalten Azure-Lastenausgleichsmodule den Zugriff auf die Anwendungscomputecluster, um Hochverfügbarkeit zu gewährleisten. Dieser Ansatz ermöglicht die horizontale Skalierung von Computeressourcen für die Eingabeverarbeitung. Lastenausgleichsmodule für Layer 7 (Anwendungsschicht) und Layer 4 (Transportschicht) sind verfügbar. Der verwendete Typ hängt von der Anwendungsarchitektur und den API-Nutzlasten am Einstiegspunkt des Computeclusters ab.

  3. Sie können die Bereitstellung auf einer VM in einem Computecluster oder in einem Pod vornehmen, der in einem Kubernetes-Cluster bereitgestellt werden kann. Java-Geschäftsdienste- und anwendungen, die mit Renovate erstellt wurden, werden auf Azure-VMs und Azure Kubernetes-Containern gleichermaßen gut ausgeführt. Eine ausführlichere Analyse der Computeoptionen finden Sie in dieser Entscheidungsstruktur für den Azure Compute-Dienst.

  4. Anwendungsserver empfangen die Eingabe in den Computeclustern und geben den Anwendungszustand und die Daten mithilfe von Azure Cache for Redis oder direktem Remotespeicherzugriff (Remote Direct Memory Access, RDMA) weiter.

  5. Geschäftsdienste und Anwendungen in den Anwendungsclustern ermöglichen mehrere Verbindungen mit persistenten Datenquellen. Diese Datenquellen können u. a. PaaS-Dienste wie Azure SQL-Datenbank und Azure Cosmos DB, Datenbanken auf VMs wie Oracle oder Db2 oder Big Data-Repositorys wie Azure Databricks und Azure Data Lake sein. Anwendungsdatendienste können sich ebenfalls mit Streamingdatendiensten wie Kafka oder Azure Stream Analytics verbinden.

  6. Renovate-Laufzeitdienste bieten Abwärtskompatibilität mit Mainframedatenarchitekturen und Emulation von Mainframe-QSAM- und VSAM-Dateisystemen und entkoppeln die Datenmigration zu UTF-8 vom Refactoring in Java und dem Rehosting in Azure. Zusätzliche Laufzeitdienste bieten Kompatibilität mit u. a. SORT, IDCAMS, IE-Hilfsprogrammen und der GDG-Aufbewahrungsverwaltung.

  7. Datendienste verwenden eine Kombination aus Hochleistungsspeicher (SSD Ultra/SSD Premium), Dateispeicher (Azure NetApp Files/Azure Files) und Standardspeicher (Blob, Archiv, Sicherung), der abhängig von der Verwendung lokal redundant oder georedundant sein kann.

  8. Azure-PaaS-Datendienste (Platform-as-a-Service) bieten skalierbaren, hochverfügbaren georedundanten Datenspeicher, der von Computeressourcen in einem Cluster gemeinsam genutzt wird.

  9. Azure Data Factory ermöglicht die Datenerfassung und -synchronisierung mit mehreren Datenquellen, sowohl innerhalb von Azure als auch aus externen Quellen. Azure Blob Storage ist eine häufig verwendete Zielzone für externe Datenquellen.

  10. Azure Site Recovery ermöglicht die Notfallwiederherstellung der VM- und Containerclusterkomponenten.

Komponenten

  • Azure Virtual Machines ist einer von mehreren Typen bedarfsgesteuerter, skalierbarer IT-Ressourcen, die von Azure geboten werden. Eine Azure-VM bietet Ihnen die Flexibilität der Virtualisierung, ohne Zeit und Geld für Kauf und Verwaltung der physischen Hardware für ihre Ausführung aufwenden zu müssen.
  • Azure Kubernetes Service (AKS) kann Ihnen helfen, mit der Entwicklung und Bereitstellung cloudnativer Apps zu beginnen, und zwar mit integrierten Code-zu-Cloud-Pipelines und Schutzmaßnahmen.
  • Verwaltete Azure-SSD-Datenträger sind Speichervolumes auf Blockebene, die von Azure verwaltet und von Azure-VMs verwendet werden. Die verfügbaren Datenträgertypen sind Disk Storage Ultra, SSD Premium, SSD Standard und HDD Standard. Für diese Architektur wird entweder SSD Premium oder SSD Ultra empfohlen.
  • Azure Virtual Network ist der Grundbaustein für Ihr privates Netzwerk in Azure. Mit Azure Virtual Network können zahlreiche Arten von Azure-Ressourcen wie Azure-VMs mit verbesserter Sicherheit miteinander sowie mit dem Internet und lokalen Netzwerken kommunizieren. Eine Virtual Network-Instanz ist wie ein herkömmliches Netzwerk, das Sie in Ihrem eigenen Rechenzentrum betreiben, bietet aber weitere Vorteile wie Skalierbarkeit, Verfügbarkeit und Isolation.
  • Azure SQL-Datenbank ist eine vollständig verwaltete PaaS-Datenbank-Engine, bei der die meisten Funktionen für die Datenbankverwaltung ohne Ihre Beteiligung erfolgen, z. B. Upgrades, Patchen, Sicherungen und Überwachung. Azure SQL-Datenbank wird stets mit der neuesten stabilen Version der SQL Server-Datenbank-Engine und unter einem gepatchten Betriebssystem ausgeführt.
  • Azure Cache for Redis ist ein verteilter, verwalteter Cache, mit dem Sie hoch skalierbare und reaktionsschnelle Anwendungen erstellen können, indem Sie schnellen Zugriff auf Ihre Daten bieten.
  • Data Factory ist ein cloudbasierter Datenintegrationsdienst, der das Verschieben und Transformieren von Daten orchestriert und automatisiert.
  • Azure Site Recovery unterstützt Ihre Strategie für Geschäftskontinuität und Notfallwiederherstellung, indem die Replikation von Azure-VMs zwischen Regionen, von lokalen VMs und physischen Servern in Azure und von lokalen Computer in ein sekundäres Rechenzentrum orchestriert und automatisiert wird.

Szenariodetails

Die Verwendung vorhandener Mainframedaten und -prozesse verringert das Risiko und beschleunigt die Wertschöpfung. CloudFrame Renovate bietet Abwärtskompatibilität mit Mainframedatenarchitekturen und Unterstützung für Mainframehilfsprogramme wie SORT. Sie können binäre Momentaufnahmen von VSAM- und QSAM-Daten in den emulierten Dateisystemen von CloudFrame stagen, die von Azure-Diensten wie Blob Storage, Azure Cosmos DB, Datenträgerspeicher und Azure SQL unterstützt werden.

Durch das Refactoring von Mainframeanwendungen mit Renovate wird die Transformation von Anwendungen und Infrastrukturen von proprietären Legacylösungen zu standardisierten, mit Benchmarks versehenen, offenen Technologien ermöglicht. Diese Transformation führt auch dazu, dass Teams auf agile DevOps-Betriebsmodelle umsteigen.

Der von Renovate generierte Java-Code ist leicht verständlich, wird von SonarQube mit A bewertet und liefert Ergebnisse, die hinsichtlich Funktion und Daten äquivalent sind. Der resultierende Code kann von Ihren aktuellen Entwicklern mithilfe Ihrer DevOps-Prozesse und -Toolketten verwaltet werden. Entwickler benötigen keine Kenntnisse über Mainframes oder COBOL, um die umgestaltete Anwendung verwalten zu können. Der resultierende Code lässt sich leicht pflegen, das Transformationsrisiko ist gering.

Dank des inkrementellen Modernisierungsansatzes von Renovate können Sie – und nicht das Tool oder der Toolanbieter – den Detailgrad und das Tempo der Änderungen bestimmen. Das Refactoring mit Renovate ist eine schnelle, risikoarme Möglichkeit, COBOL-Workloads in cloudnatives Java in Azure zu verschieben.

Mögliche Anwendungsfälle

Das Refactoring in Azure mithilfe von Renovate kann Organisationen und Teams helfen, die diese Vorteile wünschen:

  • Mehr Kontrolle über die Modernisierungsprozesse durch den eigenständigen Einsatz von Tools
  • Einen inkrementellen Modernisierungsansatz
  • Automatisierte Refactoringtools, die gemäß benutzerdefinierten Anforderungen konfiguriert werden können
  • Migration von Mainframeworkloads in die Cloud ohne die auftretenden Nebenwirkungen einer vollständigen Neuentwicklung
  • Eine moderne Infrastruktur ohne die Kostenstrukturen, Einschränkungen und Unflexibilität von Mainframes
  • Migration unternehmenskritischer Anwendungen unter Beibehaltung von Kontinuität mit anderen lokalen Anwendungen
  • Lösungen, die verschiedene Optionen für die Notfallwiederherstellung bieten
  • Die horizontale und vertikale Skalierbarkeit von Azure

Überlegungen

Diese Überlegungen bilden die Säulen des Azure Well-Architected Framework, einer Reihe von Leitprinzipien, die Sie zur Verbesserung der Qualität eines Workloads verwenden können. Weitere Informationen finden Sie unter Microsoft Azure Well-Architected Framework.

Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeit stellt sicher, dass die Anwendung Ihre Verpflichtungen gegenüber den Kunden erfüllen kann. Weitere Informationen finden Sie in der Überblick über die Säule „Zuverlässigkeit“.

Hochverfügbarkeit und Leistung sind aufgrund der Lastenausgleichsmodule und automatischen Computekalierung in diese Lösung integriert. Wenn bei einem Darstellungs-, Transaktions- oder Batchserver ein Fehler auftritt, übernimmt der andere Server im Rahmen des Lastenausgleichs die Workload. In der Architektur kommt Site Recovery zum Einsatz, um Azure-VMs zu spiegeln. Außerdem werden PaaS-Speicher und -Datenbankdienste für die Replikation in eine sekundäre Azure-Region für schnelles Failover und Notfallwiederherstellung genutzt, wenn ein Azure-Rechenzentrum ausfällt. Schließlich können Sie die Bereitstellungs- und Betriebsarchitektur vollständig automatisieren.

Sicherheit

Sicherheit bietet Schutz vor vorsätzlichen Angriffen und dem Missbrauch Ihrer wertvollen Daten und Systeme. Weitere Informationen finden Sie unter Übersicht über die Säule „Sicherheit“.

Sicherheit in Azure wird durch einen mehrschichtigen Ansatz aus Richtlinien, Prozessen, automatisierter Governance- und Incidentberichterstattung, Schulung, Netzwerksicherheitsanalyse, Penetrationstests, Verschlüsselung und DevSecOps-Betriebsmodellen erreicht. Dienste wie Microsoft Entra ID, Azure Virtual Network, Azure Private Link und Netzwerksicherheitsgruppen sind für diese verbesserte Sicherheit von grundlegender Bedeutung.

Kostenoptimierung

Bei der Kostenoptimierung geht es darum, unnötige Ausgaben zu reduzieren und die Betriebseffizienz zu verbessern. Weitere Informationen finden Sie unter Übersicht über die Säule „Kostenoptimierung“.

Azure bietet eine Kostenoptimierung durch Ausführen von VMs und Kubernetes-Pods auf Standardhardware, Skripts zum Deaktivieren nicht verwendeter VMs und Kubernetes-Pods zum Erhöhen der Bereitstellungsdichte. Durch reservierte und Spotinstanzen lassen sich die Kosten weiter senken. Microsoft Cost Management bietet Kostentransparenz mithilfe einer zentralen, vereinheitlichten Übersicht über Kosten im Vergleich zu Budgets. Azure-Reservierungen und der Azure-Sparplan für Compute generieren erhebliche Rabatte im Vergleich zur nutzungsbasierten Bezahlung. Sie können diese Angebote einzeln nutzen oder miteinander kombinieren, um die Einsparungen zu optimieren. Mit dem Azure-Preisrechner können Sie die Kosten für die Implementierung der Lösung abschätzen.

Beitragende

Dieser Artikel wird von Microsoft gepflegt. Er wurde ursprünglich von folgenden Mitwirkenden geschrieben:

Hauptautor:

  • Jim Dugan | Principal TPM

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