Mainframe 的操作系统

September 20th, 2007 剑指天下

随着 MAINFRAME 硬件的不断发展，其操作系统也不断发生变化。从最初的 MVS 到后来的 OS390 以及目前的 z/OS，IBM MAINFRAME 的操作系统不断在原有基础上融合当前的先进技术，也逐渐由封闭走向开放。虽然MAINFRAME 也可以支持其他操作系统，甚至是开放的LINUX，但目前主要的应用系统仍运行在z/OS上。除了z/OS外，其他四种 MAINFRAME 的操作系统是：z/VM，VSE，Linux for zSeries和z/TPF。由于 z/OS 会单独拿出来介绍，所以我们这里只介绍一下其它四种。

z/VM
z/VM有两个基本组件：控制程序CP和一个单用户的操作系统CMS。

z/VM是一个系统管理程序（Hypervisor），它支持在物理硬件资源的基础上创建多个虚拟机器，用来运行其他操作系统。对用户来说，就好像独占那些实际上是共享的物理资源——包括打印机、存储设备和CPU等。z/VM的控制程序负责确保虚拟机器上的数据和应用程序的安全。物理的硬件可以被多个虚拟机器共享，或者出于性能要求被独占。系统程序编辑人员负责给虚拟机器分配物理设备。对于大多数客户而言，虚拟系统的使用免除了他们必须配备高性能硬件的麻烦。

z/VM 的另一组件是对话管理系统 CMS(Conversational Monitor System)。该组件运行在虚拟机器上，为终端用户提供交互接口和一般的应用程序接口。

VM 操作系统在 IBM MAINFRAME 上有很长的历史，目前的最新版本是z/VM 5.2。其在中国并不多见，目前最主要的功能就是为其它操作系统提供一个平台。

VSE
VSE（Virtual Storage Extended）无论在小型机还是大型机用户中都相当流行。只有当客户的性能要求超过 VSE 负荷时才会转而使用 z/OS。相对 z/OS，VSE 操作系统为批处理和交易处理提供相对较小的、更简易的基础支撑。VSE 的设计和管理结构非常适合运行常规产品工作负荷，包括大量并行运行的批次作业和大范围、传统的交易处理。在实际操作中，大多数 VSE 用户同样使用 z/VM 操作系统，把它作为 VSE 应用发展和系统管理的一般终端接口。

该操作系统以早期硬盘操作系统（DOS）而闻名，是第一个引入360大型机系统的基于硬盘的操作系统。直到OS/360诞生，DOS 才被取代。但由于 DOS 操作简单且占用空间小，许多大型机用户在 OS/360 产生后仍然坚持使用它。DOS 曾经被叫做 DOS/VS（当时DOS开始启用虚拟存储），VSE/SP 和后来的 VSE/ESA。在谈到最新的版本时才被称之为VSE。

Linux for zSeries
Linux 的很多版本都可用于大型机。这些版本不是由 IBM 开发的，但是其使用得到 IBM 的支持。这些 Linux 的版本一般分为两类：

• S/390 版 Linux（使用31位寻址和32位中央处理寄存器）

• zSeries 版 Linux（使用64位寻址和中央处理寄存器）

Linux 在 zSeries 主机上有三种实施方式：Native 自举方式；LPAR 逻辑分区方式；借助 VM 操作系统或 IBM 模拟映象工具 VIF 的方式。它们各有利弊，但后者提供了较大的灵活性，并且能够支持更多的 Linux 系统并存。

• Native 自举方式

相对之前的 UNIX Service 而言，这种方式的确是一个突破，标志着无需额外支持，一个完整独立的 Linux 操作系统可以正常顺利地在 zSeries 上运行。多数情况下，客户出于成本的考虑不会在一台 zSeries 上仅运行Linux for zSeries 操作系统。随着更多工具和产品的出现，客户可以采用这种方式访问越来越多传统的或最新的外部设备。这一方式对于那些不愿负担 zSeries 操作系统认证成本的用户，或是那些在 zSeries 模拟环境上进行尝试的 MainFrame 忠实的爱好者来说，的确是一种不错的选择。

• LPAR逻辑分区方式

对于只有 z/OS 或 VSE 操作系统的情况，这是初次引入 Linux 时的一个非常好的选择。当前 zSeries 体系结构支持每个物理系统上同时运行15个逻辑分区。考虑到 zSeries 系统较高的初始投资，为了更加充分地利用已有资源，同时又不增加系统管理的负担，在一个或多个分区上实施 Linux，既可以满足中小规模的应用需求又能够为内部人员提供学习和培训环境。从企业实施 Linux 服务前的测试阶段，一直到对已有的 Linux 服务进行集中或扩充时，这都不失为一种方案。

• 基于 VM 或 VIF 的客户方式

对于多数用户，这是最灵活和最符合需求的办法。VM 不仅具备了大规模实施所需的实际资源管理和系统管理的能力。同时，也提供了 Native 模式和 LPAR 模式下所缺少的或需要获得认证的简单的备份和恢复方案。这非常适合于应用规模由小到大逐步实现的客户。虚拟映象工具 VIF 为不熟悉虚拟系统环境的客户提供一种低成本的方式，以实现虚拟环境的管理。最典型的情况是，在需要比 LPAR 方式和 Native 方式更多映象而又无法负担一个 VM 的完整认证时，VIF 就提供了快速实施 Linux for zSeries 的方法。在 VM 或 VIF 之上运行 Linux 服务映象的数量，仅受物理上内存和 CPU 资源的限制。在多数情况下，如果采用内置 OSA 卡实现网络通讯，那么最明显的限制就只是网络带宽了，目前 zSeries 系统可支持多达16块内置 OSA 卡。

Linux 在 IBM 大机上主要有以下两种使用方式：

1. 将大量的分散在各种平台服务器上的应用集中到一台大机上，在多个 Linux 映像上运行集中上来的应用，从而增强整个系统的可管理性，降低管理成本和维护成本。
2. 将核心应用（如数据库服务器）放在传统大机的操作系统 z/OS 上，将外围的应用（如应用服务器、Web服务器等）运行在 Linux 分区上，实现服务器的整合。

综上所述，Linux for zSeries 是把 Linux 的灵活性、开放性与 zSeries 主机的服务质量结合起来，它能满足当代电子商务的需求，适应于企业级 IT 的系统架构，克服了分布式服务器群的各项弊病。

z/TPF

z/TPF（Transaction Processing Facility）系统是一种在实时环境中运行交易处理应用程序的操作系统，主要用于面向交易量较大的业务，譬如信用卡公司和航空预定系统。

z/TPF 系统是为具有庞大的在线交易量和巨大网络覆盖面的业务模式而设计。由于其强大的处理能力和高度的可用性，比之其它操作系统，它能够更好地适应交易量瞬间峰值的冲击，以及业务范围可预见的或突发的快速扩充。它尤其能够满足那些需要强大处理能力和低廉的平均交易成本的应用领域。

作者：剑指天下
原文链接：Mainframe 的操作系统

标签：Linux 大型机

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