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Progettazione dell'architettura mainframe e midrange di Azure

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L'hardware mainframe e midrange è costituito da una famiglia di sistemi di vari fornitori (tutti con una cronologia e l'obiettivo di prestazioni elevate, velocità effettiva elevata e a volte disponibilità elevata). Questi sistemi erano spesso scalabili e monolitici, ovvero erano un singolo frame di grandi dimensioni con più unità di elaborazione, memoria condivisa e archiviazione condivisa.

Sul lato applicazione, i programmi sono stati spesso scritti in uno dei due tipi: transazionale o batch. In entrambi i casi, sono stati usati diversi linguaggi di programmazione, tra cui COBOL, PL/I, Natural, Fortran, REXX e così via. Nonostante l'età e la complessità di questi sistemi, esistono molti percorsi di migrazione ad Azure.

Sul lato dati, i dati vengono in genere archiviati nei file e nei database. I database mainframe e midrange in genere sono disponibili in varie strutture, ad esempio relazionali, gerarchici e di rete, tra le altre. Esistono diversi tipi di file system dell'organizzazione, in cui alcuni di essi possono essere indicizzati e possono fungere da archivi chiave-valore. Inoltre, la codifica dei dati nei mainframe può essere diversa dalla codifica in genere gestita in sistemi non mainframe. Pertanto, le migrazioni dei dati devono essere gestite con la pianificazione iniziale. Sono disponibili molte opzioni per la migrazione alla piattaforma dati di Azure.

Panoramica del mainframe + midrange

Migrazione di sistemi legacy ad Azure

In molti casi, il mainframe, il midrange e altri carichi di lavoro basati su server possono essere replicati in Azure senza perdita di funzionalità. In alcuni casi gli utenti non notano modifiche nei sistemi sottostanti. In altre situazioni, sono disponibili opzioni per il refactoring e la ricompilazione della soluzione legacy in un'architettura allineata al cloud. Questa operazione viene eseguita mantenendo comunque la stessa funzionalità o simile. Le architetture in questo set di contenuti (oltre ai white paper e ad altre risorse fornite più avanti in questo articolo) consentono di seguire questo processo.

Concetti relativi a mainframe e midrange

Nelle architetture mainframe si usano i termini seguenti.

Mainframe

I mainframe sono stati progettati come server di scalabilità orizzontale per eseguire transazioni online con volumi elevati e l'elaborazione batch alla fine degli anni '50. Di conseguenza, i mainframe dispongono di software per moduli di transazione online (talvolta denominati schermi verdi) e sistemi di I/O ad alte prestazioni, per l'elaborazione delle esecuzioni batch. I mainframe hanno una reputazione di elevata affidabilità e disponibilità, oltre alla possibilità di eseguire processi online e batch.

Archiviazione mainframe

Parte dei mainframe di demystifying implica la decodifica di vari termini sovrapposti. Ad esempio, l'archiviazione centrale, la memoria reale, l'archiviazione reale e l'archiviazione principale fanno riferimento all'archiviazione collegata direttamente al processore mainframe. L'hardware mainframe include processori e molti altri dispositivi, ad esempio dispositivi di memoria ad accesso diretto (DASD), unità nastro magnetiche e diversi tipi di console utente. I nastri e i dispositivi DASD vengono usati per le funzioni di sistema e dai programmi per gli utenti.

Tipi di archiviazione fisica:

  • L'archiviazione centrale si trova direttamente nel processore mainframe. È noto anche come archiviazione del processore o archiviazione reale.
  • L'archiviazione ausiliaria si trova separatamente dal mainframe. Include l'archiviazione su DASD, nota anche come archiviazione di paging.

MIPS

La misura di milioni di istruzioni al secondo (MIPS) fornisce un valore costante del numero di cicli al secondo, per una determinata macchina. MIPS viene usato per misurare la potenza di calcolo complessiva di un mainframe. I fornitori di mainframe addebitano ai clienti, in base all'utilizzo di MIPS. I clienti possono aumentare la capacità del mainframe per soddisfare requisiti specifici. IBM gestisce un indice di capacità del processore, che mostra la capacità relativa in mainframe diversi.

La tabella seguente illustra le soglie MIPS tipiche in organizzazioni piccole, medie e grandi imprese (SORG, MORG e LORG).

Dimensioni cliente Utilizzo tipico di MIPS
SORG Meno di 500 MIPS
MORG Da 500 MIPS a 5.000 MIPS
LORG Più di 5.000 MIPS

Dati mainframe

I dati mainframe vengono archiviati e organizzati in vari modi, dai database relazionali e gerarchici ai file system a velocità effettiva elevata. Alcuni dei sistemi dati comuni sono z/OS Db2 per i dati relazionali e il database IMS per i dati gerarchici. Per l'archiviazione file con velocità effettiva elevata, è possibile che venga visualizzato VSAM (IBM Virtual Storage Access Method). La tabella seguente fornisce un mapping di alcuni dei sistemi di dati mainframe più comuni e delle possibili destinazioni di migrazione in Azure.

Origine dati Piattaforma di destinazione in Azure
z/OS Db2 & Db2 LUW Database SQL di Azure, SQL Server in macchine virtuali di Azure, Db2 LUW in macchine virtuali di Azure, Oracle in macchine virtuali di Azure, Database di Azure per PostgreSQL
DATABASE IMS Database SQL di Azure, SQL Server in macchine virtuali di Azure, Db2 LUW in macchine virtuali di Azure, Oracle in macchine virtuali di Azure, Azure Cosmos DB
Metodo di accesso all'archiviazione virtuale (VSAM), metodo di accesso sequenziale indicizzato (ISAM), altri file flat Database SQL di Azure, SQL Server in macchine virtuali di Azure, Db2 LUW in macchine virtuali di Azure, Oracle in macchine virtuali di Azure, Azure Cosmos DB
Gruppi di date di generazione (GDG) File in Azure che usano le estensioni nelle convenzioni di denominazione per fornire funzionalità simili ai GDG

Sistemi midrange, varianti Unix e altri sistemi legacy

I sistemi midrange e i computer midrange sono termini definiti in modo libero per un sistema di computer che è più potente di un personal computer per utilizzo generico, ma meno potente di un computer mainframe di dimensioni complete. Nella maggior parte dei casi, un computer midrange viene utilizzato come server di rete, quando è presente un numero ridotto o medio di sistemi client. I computer in genere hanno più processori, una grande quantità di memoria di accesso casuale (RAM) e dischi rigidi di grandi dimensioni. Inoltre, in genere contengono hardware che consente la rete avanzata e le porte per la connessione a periferiche più orientate all'azienda ,ad esempio dispositivi di archiviazione dati su larga scala.

I sistemi comuni in questa categoria includono AS/400 e ibm i e p serie. Unisys ha anche una raccolta di sistemi midrange.

Sistema operativo Unix

Il sistema operativo Unix era uno dei primi sistemi operativi di livello aziendale. Unix è il sistema operativo di base per Ubuntu, Solaris e sistemi operativi che seguono gli standard POSIX. Unix è stato sviluppato negli anni '70 da Ken Thompson, Dennis Ritchie e altri presso AT&T Laboratories. Originariamente era destinato ai programmatori che sviluppano software, piuttosto che non programmatori. È stata distribuita alle organizzazioni governative e agli istituti accademici, entrambi i quali hanno portato Unix a essere trasferiti in una più ampia varietà di varianti e fork, con diverse funzioni specializzate. Unix e le sue varianti (ad esempio AIX, HP-UX e Tru64) sono comunemente in esecuzione su sistemi legacy, ad esempio i mainframe IBM, i sistemi AS/400, Sun Sparc e DEC basati su hardware.

Altri sistemi

Altri sistemi legacy includono la famiglia di sistemi di Digital Equipment Corporation (DEC), ad esempio DEC VAX, DEC Alpha e DEC PDP. I sistemi DEC inizialmente eseguano il sistema operativo VAX VMS, quindi passarono alle varianti Unix, ad esempio Tru64. Altri sistemi includono quelli basati sull'architettura PA-RISC, ad esempio i sistemi HP-3000 e HP-9000.

Dati e archiviazione midrange

I dati midrange vengono archiviati e organizzati in diversi modi, dai database relazionali e gerarchici, ai file system a velocità effettiva elevata. Alcuni dei sistemi dati comuni sono Db2 per i (per i dati relazionali) e IMS DB per i dati gerarchici. La tabella seguente fornisce un mapping di alcuni dei sistemi di dati mainframe più comuni e delle possibili destinazioni di migrazione in Azure.

Origine dati Piattaforma di destinazione in Azure
Db2 per i Database SQL di Azure, SQL Server in macchine virtuali di Azure, Database di Azure per PostgreSQL, Db2 LUW in macchine virtuali di Azure, Oracle in macchine virtuali di Azure
DATABASE IMS Database SQL di Azure, SQL Server in macchine virtuali di Azure, Db2 LUW in macchine virtuali di Azure, Oracle in macchine virtuali di Azure, Azure Cosmos DB

Ordine dei byte

Considerare i dettagli seguenti sull'endianness:

  • I processori RISC e x86 differiscono in endianità, un termine usato per descrivere come un sistema archivia i byte nella memoria del computer.
  • I computer basati su RISC sono noti come sistemi big endian, perché archiviano prima il valore più significativo ("grande"), ovvero nell'indirizzo di archiviazione più basso.
  • La maggior parte dei computer Linux si basa sul processore x86, che sono sistemi little endian, ovvero archiviano prima il valore meno significativo ("piccolo").

La figura seguente mostra visivamente la differenza tra big endian e little endian.

Spiegazione di Endianness

Tipi di architettura di alto livello

Rehosting

Spesso definita migrazione in modalità lift-and-shift, questa opzione non richiede modifiche del codice. È possibile usarlo per eseguire rapidamente la migrazione delle applicazioni esistenti ad Azure. Ogni applicazione viene migrata così com'è, per sfruttare i vantaggi del cloud (senza i rischi e i costi associati alle modifiche al codice).

Architetture di rehosting

Refactoring

Il refactoring richiede modifiche minime alle applicazioni. Ciò consente spesso all'architettura dell'applicazione di sfruttare la piattaforma distribuita come servizio (PaaS) di Azure e altre offerte cloud. Ad esempio, è possibile eseguire la migrazione dei componenti di calcolo delle applicazioni esistenti al servizio app Azure o a servizio Azure Kubernetes (servizio Azure Kubernetes). È anche possibile effettuare il refactoring di database relazionali e non relazionali in varie opzioni, ad esempio Istanza gestita di SQL di Azure, Database di Azure per MySQL, Database di Azure per PostgreSQL e Azure Cosmos DB.

Refactoring delle architetture

  • Migrazione del mainframe Unisys
    • 17/11/2020
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    Informazioni sulle opzioni per l'uso di Avanade Automated Migration Technology (AMT) Framework per eseguire la migrazione di carichi di lavoro mainframe Unisys ad Azure.

  • Da IBM System i (AS/400) ad Azure con Infinite i
    • 05/14/2021
    • 7 minuti di lettura

    Usare Infinite i per eseguire facilmente la migrazione dei carichi di lavoro IBM System i (AS/400) ad Azure. È possibile ridurre i costi, ottimizzare le prestazioni, migliorare la disponibilità e modernizzare.

Re-engineer

La ricompilazione della migrazione è incentrata sulla modifica e sull'estensione delle funzionalità dell'applicazione e sulla codebase per ottimizzare l'architettura dell'applicazione per la scalabilità cloud. Può ad esempio essere opportuno suddividere un'applicazione monolitica in un gruppo di microservizi che funzionano insieme e sono facilmente scalabili. È possibile riprogettare database relazionali e non relazionali e trasformarli in soluzioni di database completamente gestite, ad esempio Istanza gestita di SQL di Azure, Database di Azure per MySQL, Database di Azure per PostgreSQL e Azure Cosmos DB.

Ri-ingegneria delle architetture

Hardware dedicato

Un altro modello per le migrazioni in Azure (per i sistemi legacy) è quello noto come hardware dedicato. Questo modello è il punto in cui l'hardware legacy (ad esempio IBM Power Systems) viene eseguito all'interno del data center di Azure, con un wrapping del servizio gestito di Azure intorno all'hardware, che consente di semplificare la gestione e l'automazione del cloud. Inoltre, questo hardware è disponibile per connettersi e usarlo con altri servizi IaaS e PaaS di Azure.

Architetture hardware dedicate

Spostamento e migrazione dei dati

Una parte fondamentale delle migrazioni e delle trasformazioni legacy in Azure è la considerazione per i dati. Ciò può includere non solo lo spostamento dei dati, ma anche la replica e la sincronizzazione dei dati.

Architetture di spostamento e migrazione dei dati

Passaggi successivi

I white paper, i blog, i webinar e altre risorse sono disponibili per facilitare il percorso, per comprendere i percorsi per eseguire la migrazione dei sistemi legacy in Azure:

White paper

Webinar

Post di blog

Storie dei clienti

Diversi settori stanno eseguendo la migrazione da sistemi legacy mainframe e midrange in modi innovativi e stimolanti. Vedere i case study e le storie di successo dei clienti seguenti: