В этой статье описывается архитектура, которая использует службы Azure для обеспечения масштабируемости производительности и высокой доступности, аналогичной системам мейнфреймов IBM z/OS с средствами связывания (CFs).
Архитектура мейнфреймов
На следующей схеме показана архитектура системы мейнфреймов IBM z/OS с компонентом мейнфрейма Parallel Sysplex и параллельными компонентами:
Скачайте файл Visio для этой архитектуры.
Рабочий процесс
Входные данные перемещается в мейнфрейм по протоколу управления передачей или протоколу TCP/IP через стандартные протоколы мейнфреймов, такие как TN3270 и протокол HTTPS (A).
Пакетная обработка или онлайн-обработка транзакций получают входные данные (B). Пакетные задания могут распространять или клонироваться в нескольких центральных комплексах электроники (CECs), которые совместно используют данные на уровне данных. Онлайн-уровень может распространять логический регион системы управления информацией клиента (CICS) между несколькими ЦС через Parallel Sysplex CICS или CICSPlex.
Общий бизнес-ориентированный язык (COBOL), PL/I, сборщик или совместимые приложения (C) выполняются в среде с поддержкой Parallel Sysplex, например в среде CICSPlex.
Другие службы приложений (D) также могут использовать общую память в CF.
Параллельные службы данных с поддержкой sysplex, такие как IBM Db2 (E), предоставляют горизонтальное хранилище данных в общей среде.
По промежуточного слоя и служебные службы, такие как MQSeries, управление и печать служб (F), выполняются в Z/OS в каждом CEC.
Логические секции (LPAR) на каждом CEC (G) выполняют z/OS. Архитектура может также иметь другие операционные среды, такие как IBM z/VM или другие подсистемы, такие как IBM z Integrated Information Processor (zIIP) или интегрированный объект для Linux (IFL).
CEC подключается через CF (H) к общей памяти и состоянию.
CF (I) — это физическое устройство, которое подключает несколько ЦС к общей памяти.
Архитектура Azure
На следующей схеме показаны службы Azure, которые предоставляют аналогичные функциональные возможности и производительность для мейнфреймов z/OS с параллельными системными системами и CFS.
Скачайте файл Visio для этой архитектуры.
Рабочий процесс
Удаленные клиенты отправляют входные данные через Azure ExpressRoute или из других приложений Azure. В обоих случаях TCP/IP является основным подключением к системе.
Веб-браузер обращается к системным ресурсам Azure, который заменяет эмуляцию терминала для пользователей и пользователей в Интернете. Пользователи получают доступ к веб-приложениям через порт TLS 443. Чтобы свести к минимуму переобучение пользователей, уровни презентации веб-приложений могут оставаться практически неизменными. Кроме того, можно обновить уровень презентации веб-приложения с помощью современных платформ пользовательского интерфейса.
(1a) Для повышения безопасности идентификатор Microsoft Entra может включать и применять проверку подлинности и авторизацию.
В Azure доступ к вычислительным кластерам приложений проходит через Azure Load Balancer , чтобы масштабируемые вычислительные ресурсы могли обрабатывать входные данные.
Тип используемого вычислительного кластера приложений зависит от того, выполняется ли приложение на виртуальных машинах или в кластере контейнеров, например Kubernetes. Обычно эмуляция системы мейнфреймов для приложений, написанных в pl/I или COBOL, используют виртуальные машины. Приложения, рефакторингированные в Java или .NET, используют контейнеры. Некоторое ПО эмуляции систем мейнфреймов также поддерживает развертывание в контейнерах.
Серверы приложений, такие как Tomcat для Java или такие как CICS или монитор обработки транзакций системы управления мгновенными сообщениями для COBOL, получают входные данные и обмен данными с помощью Кэш Azure для Redis или удаленного прямого доступа к памяти (RDMA). Эта возможность аналогична CF для мейнфреймов.
Службы данных находятся в кластерах приложений, чтобы постоянные источники данных могли получать несколько подключений. Эти источники данных могут включать в себя решения для обработки данных как службы (PaaS), такие как База данных SQL Azure и Azure Cosmos DB, базы данных на виртуальных машинах, таких как Oracle Database или IBM Db2, или репозитории больших данных, такие как Azure Databricks и Azure Data Lake Storage. Службы данных приложений также могут подключаться к службам потоковой аналитики данных, таким как Apache Kafka и Azure Stream Analytics.
Службы данных Azure PaaS предоставляют масштабируемое и высокодоступное хранилище данных, которое может совместно использовать несколько вычислительных ресурсов в кластере. Эти службы также могут быть геоизбыточными.
Серверы приложений размещают различные программы приложения на основе языка, например классы Java в программах Tomcat или COBOL с командами CICS в виртуальных машинах эмуляции CICS.
Службы данных используют сочетание высокопроизводительного хранилища на диске Azure Ultra или SSD Azure Premium, файлового хранилища в Azure NetApp Files или Файлы Azure, а также стандартного хранилища BLOB-объектов, архива и резервного копирования, которые могут быть локально избыточными или геоизбыточными.
Хранилище BLOB-объектов Azure — это общая целевая зона для внешних источников данных.
Фабрика данных Azure приема и синхронизации данных из нескольких внутренних и внешних источников данных.
Azure Site Recovery предоставляет аварийное восстановление для компонентов виртуальной машины и компонентов кластера контейнеров.
Компоненты
ExpressRoute расширяет локальные сети в облако Майкрософт через частное подключение, которое предоставляет партнер по подключению. С помощью ExpressRoute можно установить подключения к облачным службам, таким как Azure и Microsoft 365.
Бастион Azure — это полностью управляемая служба PaaS, которую вы подготавливаете в виртуальной сети. Бастион Azure обеспечивает безопасное и простое подключение протокола удаленного рабочего стола (RDP) и Secure Shell (SSH) к виртуальным машинам в виртуальной сети непосредственно из портал Azure по протоколу TLS.
Load Balancer распределяет входящие потоки от внешнего интерфейса подсистемы балансировки нагрузки к экземплярам внутреннего пула в соответствии с настроенными правилами балансировки нагрузки и пробами работоспособности. Экземпляры серверного пула могут быть виртуальными машинами Azure или экземплярами в масштабируемом наборе виртуальных машин. Load Balancer — это единая точка контакта для клиентов.
Load Balancer работает на уровне 4 модели взаимодействия с открытыми системами. Доступны подсистемы балансировки нагрузки уровня 7 и уровня 4 сетевого протокола. Тип, который следует использовать, зависит от того, как входные данные приложения достигают точки входа вычислительного кластера.
Azure Виртуальные машины предоставляет масштабируемые вычислительные ресурсы по запросу, которые обеспечивают гибкость виртуализации. Виртуальные машины Azure предоставляют вам выбор операционных систем, включая Windows и Linux.
Большинство высокопроизводительных вычислительных машин Azure имеют сетевой интерфейс для подключения к RDMA.
Виртуальные сети Azure — это основные стандартные блоки для частных сетей Azure. Используйте виртуальные сети, чтобы такие ресурсы Azure, как виртуальные машины, могли безопасно взаимодействовать друг с другом, Интернетом и локальными сетями. Виртуальная сеть Azure аналогична традиционной локальной сети, но с преимуществами масштабируемости, доступности и изоляции инфраструктуры Azure.
Виртуальные сетевые интерфейсы обеспечивают обмен данными между виртуальными машинами Azure и Интернетом, ресурсами Azure и локальными ресурсами. Можно добавить несколько сетевых карточек на одну виртуальную машину Azure, чтобы дочерние виртуальные машины могли иметь собственные выделенные сетевые устройства и IP-адреса. Такая конфигурация аналогична этой архитектуре.
Служба Azure Kubernetes (AKS) — это полностью управляемая служба Kubernetes, которую можно использовать для развертывания контейнерных приложений и управления ими в вычислительных кластерах на основе контейнеров.
Кэш Azure для Redis — это полностью управляемый кэш в памяти, который повышает производительность и масштабируемость архитектур с большим объемом данных. Эта архитектура использует Кэш Azure для Redis для совместного использования данных и состояния между вычислительными ресурсами.
База данных SQL — это полностью управляемый ядро СУБД PaaS, которое запускает последнюю стабильную версию SQL Server и исправленную ОС с доступностью 99,99 %. База данных SQL обрабатывает обновление, исправление, резервное копирование, мониторинг и большинство других функций управления базами данных без участия пользователя. Эти возможности PaaS позволяют сосредоточиться на администрировании и оптимизации базы данных для конкретного бизнеса.
Приватный канал Azure для База данных SQL предоставляет частное, прямое подключение с виртуальных машин Azure к База данных SQL, использующим только магистраль сети Azure.
Azure Cosmos DB — это служба Azure PaaS для баз данных NoSQL.
База данных Azure для PostgreSQL — это служба Azure PaaS для баз данных PostgreSQL.
Управляемые диски Azure — это тома хранилища на уровне блоков, управляемые Azure на виртуальных машинах Azure. Доступные типы дисков включают в себя хранилище дисков ценовой категории "Ультра", SSD уровня "Премиум", "Стандартный" и "Стандартный HDD". Эта архитектура лучше всего подходит для ssd класса Premium или хранилища дисков ценовой категории "Ультра".
Фабрика данных — это полностью управляемое решение для интеграции бессерверных данных, которое можно использовать для приема, подготовки и преобразования данных в масштабе.
Файлы Azure предлагают полностью управляемые общие папки в учетной записи службы хранилища Azure, доступные из облака или локальной среды. Развертывания Windows, Linux и macOS могут одновременно подключать общие папки Azure и получать доступ к файлам с помощью протокола SMB(SMB).
Stream Analytics — это служба аналитики на основе Azure, которую можно использовать для потоковой передачи данных.
Azure Databricks — это служба Apache Spark PaaS для аналитики больших данных.
Идентификатор Microsoft Entra — это облачное решение для управления удостоверениями и доступом Майкрософт, которое подключает людей к приложениям, устройствам и данным.
Подробности сценария
CFS — это физические устройства, которые подключают несколько серверов мейнфреймов или ЦС к общей памяти, чтобы системы могли масштабироваться для повышения производительности. Приложения, написанные на таких языках, как COBOL и PL/I, легко используют эти тесно связанные функции горизонтального масштабирования.
Базы данных IBM Db2 и серверы CICS могут использовать CFs с подсистемой мейнфрейма с именем Parallel Sysplex, которая объединяет общий доступ к данным и параллельные вычисления. Parallel Sysplex позволяет кластеру до 32 систем совместно использовать рабочие нагрузки, обеспечивающие высокую производительность, высокий уровень доступности и аварийное восстановление. МейнфреймЫ CFS с Parallel Sysplex обычно находятся в одном центре обработки данных с близкой связью между ЦС, но также могут расширяться в центрах обработки данных.
Ресурсы Azure могут обеспечить аналогичную производительность горизонтального масштабирования с общими данными и высокой доступностью. Вычислительные кластеры Azure используют память через механизмы кэширования данных, такие как Кэш Azure для Redis, и используют масштабируемые технологии данных, такие как База данных SQL и Azure Cosmos DB. Чтобы расширить масштабируемые вычислительные ресурсы и высокий уровень доступности для распределенных центров обработки данных Azure, Azure может реализовать группы доступности и группы доступности и объединить их с геоизбыточными возможностями.
Рекомендации
Эти рекомендации реализуют основные принципы платформы Azure Well-Architected Framework, которая является набором руководящих принципов, которые можно использовать для улучшения качества рабочей нагрузки. Дополнительные сведения см. в статье Microsoft Azure Well-Architected Framework.
Надёжность
Надежность гарантирует, что ваше приложение позволит вам выполнить ваши обязательства перед клиентами. Дополнительные сведения см. в контрольном списке проверки конструктора длянадежности.
Availability
Эта архитектура использует Site Recovery для зеркального отображения виртуальных машин Azure в дополнительном регионе Azure для быстрого отработки отказа и аварийного восстановления, если центр обработки данных Azure завершается сбоем.
Устойчивость
Подсистемы балансировки нагрузки создают устойчивость в этом решении. Если один сервер презентации или транзакции завершается сбоем, другие серверы за подсистемой балансировки нагрузки могут выполнять рабочие нагрузки.
Безопасность
Безопасность обеспечивает гарантии от преднамеренного нападения и злоупотребления ценными данными и системами. Дополнительные сведения см. в контрольном списке проверки конструктора для безопасности.
Это решение использует группу безопасности сети Azure для управления трафиком между ресурсами Azure. Дополнительные сведения см. в разделе NSG.
Приватный канал для База данных SQL предоставляет частное, прямое подключение, изолированное к магистрали сети Azure от виртуальных машин Azure к База данных SQL.
Бастион Azure сводит к минимуму открытые порты, что обеспечивает максимальную безопасность доступа администратора. Бастион Azure обеспечивает безопасное и простое подключение RDP/SSH к виртуальным машинам виртуальной сети непосредственно из портал Azure по протоколу TLS.
Microsoft Entra — это единая платформа безопасности, которая легко интегрируется с большинством служб Azure.
Оптимизация затрат
Оптимизация затрат заключается в том, чтобы подумать о способах сокращения ненужных расходов и повышения эффективности работы. Дополнительные сведения см . в контрольном списке проверки конструктора для оптимизации затрат.
В База данных SQL используйте уровни гипермасштабирования или критически важный для бизнеса База данных SQL для операций с высокими входными и выходными данными в секунду и соглашение об уровне обслуживания с высоким уровнем доступности.
Эта архитектура лучше всего работает с SSD уровня "Премиум" или "Ультра" с дисками ssd. Дополнительные сведения см. в разделе о ценах на управляемые диски.
Эффективность производительности
Эффективность производительности — это возможность вашей рабочей нагрузки отвечать требованиям, заданным пользователями. Дополнительные сведения см. в контрольном списке проверки конструктора дляпроизводительности.
Чтобы обеспечить большую пропускную способность, можно масштабировать наборы серверов. Дополнительные сведения см. в разделе о масштабируемых наборах виртуальных машин.
Следующие шаги
- Дополнительные сведения см . в группе разработчиков устаревших миграций.
- Azure ExpressRoute
- Бастион Azure
- Azure Load Balancer
- Управляемые диски Azure
- Виртуальные сети Azure
- Создание, изменение или удаление сетевых интерфейсов
- Общие сведения о миграции мейнфреймов
- Повторное размещение мейнфреймов на виртуальных машинах Azure