Эбберс М. Введение в современные мейнфреймы: основы z/OS

Подождите немного. Документ загружается.

402 Глава14

141 Что такое WebSphere Application Serer для z/OS?

По мере того как предприятия переносят многие свои приложения в Интернет, орга-

низации, использующие мэйнфреймы, сталкиваются с трудностями обеспечения

и управления новыми веб-задачами в дополнение к более традиционным задачам,

таким как пакетная обработка.

WebSphere Application Server представляет собой всестороннюю сложную при-

кладную систему, основанную на технологии J2EE (Java 2 Enterprise Edition) и веб-

службах. WebSphere Application Server в z/OS является реализацией J2EE, соответству-

ющей текущей спецификации SDK (Software Development Kit), поддерживающей

приложения на уровне API. Как уже говорилось, она представляет собой среду раз-

вертывания и выполнения Java-приложений, построенную на технологии, основан-

ной на открытых стандартах, поддерживающей все основные функции, в частности,

сервлеты, Java Server Pages (JSP) и Enterprise Java Beans (EJB), включая последние тех-

нологии интеграции служб и интерфейсов.

Среда выполнения сервера приложений тесно интегрирована со всеми внутрен-

ними функциями и службами z/OS. Сервер приложений может взаимодействовать со

всеми основными подсистемами операционной системы, включая DB2, CICS и IMS.

Она имеет множество атрибутов, связанных с безопасностью, производительностью,

масштабируемостью и восстановлением. Кроме того, сервер приложений использует

сложные функции администрирования и настройки, обеспечивая «прозрачную» ин-

теграцию в любой центр обработки данных или серверную среду.

WebSphere Application Server представляет собой среду развертывания приложе-

ний электронной коммерции. Она построена на технологиях, основанных на откры-

тых стандартах, таких как CORBA, HTML, HTTP, IIOP и J2EE-совместимых Java-стан-

дартах для сервлетов, JSP™ (Java Server Pages) и EJB (Enterprise Java Beans), и поддер-

живает все Java API, необходимые для совместимости с J2EE.

Управляющее адресное пространство (controller address space) автоматически за-

пускает служебный регион (servant region) при поступлении нагрузки. Как показано

на рис. 14.1, экземпляр сервера приложений состоит из управляющего региона (CR)

и одного или нескольких служебных регионов (SR).

Экземпляр

сервера

приложений

Рис 141 Экземплярсервераприложений

Сервер приложений в z/OS поддерживает два типа конфигураций: базовую (Base)

и сетевое развертывание (Network Deployment). Каждая конфигурация использует

примерно одинаковую архитектурную иерархию, состоящую из серверов (servers),

узлов (nodes) и ячеек (cells). Однако ячейки и узлы играют важную роль только в кон-

фигурации сетевого развертывания.

 WebSphereApplicationServerвz/OS 403

142 Серверы

Сервер является первичным компонентом времени выполнения; на нем происходит

выполнение приложения. Сервер содержит контейнеры и службы, специализирую-

щиеся на обеспечении выполнения определенных компонентов Java-приложений.

Каждый сервер приложений выполняется в отдельной виртуальной машине Java (Java

Virtual Machine, JVM).

В зависимости от конфигурации серверы могут работать отдельно или в сочета-

нии следующим образом:

• В конфигурации Base (базовой) каждый сервер приложений функционирует

как отдельная сущность. Поэтому между серверами приложений не осущест-

вляется распределение нагрузки или общее администрирование.

• К конфигурации Network Deployment (сетевого развертывания) несколько сер-

веров приложений обслуживаются с центрального пункта администрирования.

Кроме того, можно осуществлять кластеризацию серверов приложений для рас-

пределения рабочей нагрузки.

ПримечаниеВ этойкнигенерассматриваетсяспециальныйтипсервераприложений,

называемыйJMSServer

143 Узлы (и агенты узлов)

Узел представляет собой логическую группу серверных процессов под управлением

WebSphere, имеющих общую конфигурацию и оперативное управление. Узел обычно

связан с одной физической инсталляцией сервера приложений.

При переходе к более сложным конфигурациям серверов приложений появляют-

ся такие понятия, как конфигурирование нескольких узлов с одного общего сервера

администрирования и распределение нагрузки между узлами. В таких конфигураци-

ях централизованного управления, каждый узел имеет агент узла, взаимодействую-

щий с менеджером развертывания (Deployment Manager) при управлении процесса-

ми администрирования.

144 Ячейки

Ячейка представляет собой группу узлов, объединенных в один административный

домен. В базовой конфигурации ячейка содержит один узел. Этот узел может содер-

жать множество серверов, однако файлы конфигурации для каждого сервера хранят-

ся и обслуживаются отдельно (на основе XML).

При использовании конфигурации Network Deployment ячейка может содержать

несколько узлов, администрируемых с единого пункта. Файлы конфигурации и при-

ложений для всех узлов ячейки централизованно хранятся в главном хранилище

(repository) конфигурации ячейки. Это централизованное хранилище управляется

процессом менеджера развертывания и синхронизируется с локальными копиями,

хранящимися на каждом узле.

404 Глава14

В адресных пространствах, используемых сервером приложений, используется

понятие контейнеров (containers), обеспечивающих разделение между различными

выполняющимися элементами во время выполнения. Отдельный контейнер, называ-

емый EJB-контейнером, используется для выполнения Enterprise Java Beans. Другой

контейнер, называемый веб-контейнером, используется для выполнения веб-элемен-

тов, таких как HTML, GIF-файлы, сервлеты и Java Server Pages (JSP). Вместе они состав-

ляют среду выполнения сервера приложений в JVM.

145 Модель приложений J2EE в z/OS

В z/OS модель приложений J2EE ничем не отличается от других платформ; она соот-

ветствует спецификации SDK, демонстрируя следующие свойства:

• функциональность – соответствие пользовательским требованиям;

• надежность – работа в изменяющихся условиях;

• практичность – обеспечение простого доступа к функциям приложений;

• эффективность – оптимальное использование системных ресурсов;

• обслуживаемость – возможность легкого внесения изменений;

• переносимость – возможность переноса из одной среды в другую.

WebSphere Application Server в z/OS поддерживает четыре основные модели струк-

туры приложения: модель веб-вычислений, модель интегрированных корпоративных

вычислений, модель многопоточных распределенных бизнес-вычислений

и модель

сервис-ориентированных вычислений. Все эти модели структуры сосредоточены на

отделении логики приложения от базовой инфраструктуры; другими словами, физи-

ческая топология и явный доступ к информационной системе отделены от модели

программирования приложения.

Модель программирования J2EE, поддерживаемая в WebSphere Application Server для

z/OS, упрощает создание приложений для новых бизнес-требований, так как она отде-

ляет детали от базовой инфраструктуры. Она осуществляет развертывание компонент-

ной и сервис-ориентированной модели программирования, реализованной в J2EE.

146 Выполнение WebSphere Application Serer в z/OS

WebSphere Application Server работает как стандартная подсистема в z/OS. Поэтому

она использует все преимущества мэйнфреймов и функциональные возможности,

соответствующие рассматриваемой платформе, в частности, ее уникальную способ-

ность параллельного выполнения сотен разнородных задач и соответствие целям

уровня сервиса, определенным пользователем.

1461 Консолидация нагрузки

Как говорилось в предыдущих главах, мэйнфрейм можно использовать для консоли-

дации нагрузки с множества отдельных серверов. Поэтому если имеет место большая

административная нагрузка или проблемы физической мощности набора отдельных

серверов, мэйнфрейм может взять на себя роль единой серверной среды, управляю-

 WebSphereApplicationServerвz/OS 405

щей этой нагрузкой. Он может представить единую среду администрирования, уп-

равления производительностью и восстановления приложений, использующих

службы мэйнфрейма во время выполнения.

Набор серверов приложений можно без труда перенести на один логический

раздел мэйнфрейма, обеспечивая простоту управления и мониторинга (логические

разделы, или LPAR, рассматриваются в главе 2 «Аппаратные системы мэйнфрейма и

высокая доступность»). Консолидация позволяет также осуществлять измерение

и сбор показателей, упрощая анализ мощности.

1462 Безопасность WebSphere для z/OS

Сочетание аппаратной и программной безопасности zSeries, вместе с встроенной

безопасностью J2EE, обеспечивает существенную защиту от возможных вторжений.

Система безопасности продукта представляет собой многоуровневую архитектуру,

построенную на основе систем безопасности операционной системы, Java Virtual

Machine (JVM) и Java2.

WebSphere Application Server для z/OS осуществляет интеграцию инфраструктуры

и механизмов защиты конфиденциальных J2EE-ресурсов и административных ре-

сурсов предприятия с точки зрения сквозной безопасности, основанной на отрасле-

вых стандартах.

Открытая архитектура обеспечивает защищенную связь и взаимодействие со все-

ми информационными системами предприятия (Enterprise Information Systems, EIS)

на мэйнфрейме, куда входят:

• CICS Transaction Server (TS);

• DB2;

• Lotus

Domino

;

• IBM Directory.

WebSphere Application Server интегрируется с RACF и WebSEAL Secure Proxy (Trusted

Association Interceptor), обеспечивая унифицированную, основанную на политиках

и разрешениях модель защиты всех веб-ресурсов и EJB-компонентов, определенных

в спецификации J2EE.

1463 Непрерывная доступность

WebSphere для z/OS использует внутренние возможности обнаружения и исправле-

ния ошибок платформы zSeries. WebSphere для z/OS содержит средства управления

завершением и восстановлением, осуществляющие обнаружение, изоляцию, исправ-

ление и восстановление после программных ошибок. WebSphere для z/OS может

проводить дифференцирование и назначение приоритетов задач на основе соглаше-

ний об уровне сервиса. Продукт обеспечивает возможности кластеризации, а также

возможности внесения изменений в программные компоненты, такие как менеджеры

ресурсов, без нарушения работы.

В критически важном приложении, WebSphere для z/OS может использовать средс-

тво управления отказами z/OS, называемое менеджером автоматического перезапуска

406 Глава14

(automatic restart manager, ARM). Это средство может обнаруживать отказы приложе-

ний и перезапускать серверы при возникновении отказов. WebSphere использует ARM

для восстановления серверов приложений (служебных регионов). Каждый сервер

приложений, запущенный в системе z/OS, регистрируется в группе перезапуска ARM.

WebSphere для z/OS может реализовать функцию, называемую кластеризацией

(clustering). Технологии кластеризации широко используется в системах высокой до-

ступности, включающих WebSphere, как показано на рис. 14.2.

Кластерные

серверы

B и D

Установка

приложения

в кластере

посредством

ISPF

Браузер

Менеджер развертывания

Монитор

Сервер A

CR SR

Сервер B

Система z/OS Система z/OS

Монитор

Сервер C

Сервер D

Кластер

APP

HFS

SYSA

SYSB

Рис 142 Кластеризациясервероввячейке

Кластер содержит несколько копий одного и того же компонента; при этом ожи-

дается, что по меньшей мере одна из этих копий будет доступна для обслуживания

запроса. В общем, кластер работает как одно целое, обеспечивая некоторое взаимо-

действие между отдельными копиями, обеспечивая направление запроса копии, спо-

собной обслужить запрос.

Проектировщики системы высокой доступности участвуют в определении уровня

сервиса, так как они определяют количество и размещение отдельных участников

кластеров. WebSphere для z/OS осуществляет управление некоторыми кластерами,

необходимое для обеспечения требуемого уровня сервиса. Более высокого уровня

доступности можно достичь путем объединения кластеров WebSphere с другими

кластерными технологиями.

Кластер WebSphere Application Server состоит из отдельных участников кластера,

причем каждый участник содержит одинаковый набор приложений. На входе класте-

 WebSphereApplicationServerвz/OS 407

ра WebSphere Application Server находится распределитель нагрузки, который на-

правляет нагрузку отдельным участникам кластера.

Кластеры могут быть вертикальными и объединяться в одном LPAR (т. е. содержать

два или больше участников, находящихся в системе z/OS) или же иметь горизонталь-

ное размещение по нескольким LPAR, что позволяет достичь наивысшей доступности

в случае отказа LPAR, содержащего участника.

Рабочую нагрузку в этом случае можно перенести на остальных участников клас-

тера. Кроме того, в этих двух конфигурациях можно использовать гибрид, при кото-

ром кластер состоит из вертикальных и горизонтальных участников (рис. 14.3).

Система z/OSСистема z/OS

«Вертикальный»

кластер. Два или

больше серверов

в одной системе

или LPAR

Агент узла

Сервер A

Сервер B

Узел

Сервер C

Монитор

Агент узла

Сервер D

Сервер E

Узел

Сервер F

Ячейка A

«Горизонтальный»

кластер. Два или

больше серверов

на нескольких узлах

(или системах)

Серверы

объединяются

в кластеры

через интерфейс

администрирования.

Любой сервер

одновременно может

быть участником

только одного кластера.

Например, Сервер

C не может быть

участником двух

разных кластеров.

Возможен гибрид

вертикального

и горизонтального

кластера.

Рис 143 Вертикальныеигоризонтальныекластеры

Вы можете спросить, когда следует использовать вертикальные кластеры, а когда

горизонтальные. Вертикальные кластеры можно использовать для проверки эффек-

тивности диспетчеризации в одной системе. В вертикальном кластере серверы со-

ревнуются друг с другом за доступ к ресурсам.

1464 Производительность

Производительность в значительной степени связана со структурой и кодом приложе-

ния вне зависимости от мощности платформы выполнения – неэффективное прило-

жение будет выполняться в z/OS так же плохо, как и на любой другой платформе.

408 Глава14

WebSphere Application Server для z/OS использует возможности оборудования

мэйнфреймов и программного обеспечения, включающие схемы управления рабо-

чей нагрузкой, динамическое конфигурирование LPAR и функции Parallel Sysplex.

В частности, используется три различные функции управления нагрузкой в z/OS.

• Маршрутизация.

Службы маршрутизации WLM используются для направления клиентов на

серверы, размещенные на определенной системе, на основании измерения

показателя текущего использования систем, называемого индексом произво-

дительности (Performance Index, PI).

• Организация очередей.

Служба организации очередей WLM используется для диспетчеризации рабо

чих запросов с управляющего региона на один или несколько серверных ре-

гионов. Менеджер работ (Work Manager) может зарегистрироваться в WLM как

менеджер очередей (Queuing Manager). Это сообщает WLM о том, что данному

серверу требуется использовать очереди, управляемые WLM, для направления

работы на другие серверы, что позволяет WLM управлять серверными про-

странствами для достижения целей производительности, установленных для

работы.

• Назначение приоритетов.

Сервер приложений предусматривает запуск и остановку серверных регионов

для назначения приоритета работы. Это позволяет WLM осуществлять управ-

ление экземплярами серверов приложений для достижения целей, установ-

ленных предприятием.

WLM рассчитывает индекс производительности (PI) для каждого периода

класса обслуживания, что позволяет определить отклонения действительной

производительности от целевой. Так как существует несколько типов целей,

WLM нужен некоторый способ определения того, насколько хорошо или пло-

хо работа в одном классе обслуживания выполняется по сравнению с другой

работой. Класс обслуживания (service class, SC) используется для описания

группы работ в рабочей нагрузке с аналогичными характеристиками произво-

дительности.

147 Конфигурация сервера приложений в z/OS

Конфигурация сервера приложений в z/OS включает следующее:

• узел базового сервера;

• менеджер сетевого развертывания.

1471 Узел базового сервера

Узел базового сервера приложений является простейшей операционной структурой

в WebSphere Application Server для z/OS. Он содержит сервер приложений и сервер

монитора (один узел и одну ячейку), как показано на рис. 14.4. Все файлы конфигура-

ции и определения хранятся в структуре директорий HFS, созданной для этого базо-

вого сервера приложений. Сервер монитора представляет собой специальный сервер

 WebSphereApplicationServerвz/OS 409

с одним управляющим регионом. Архитектура системы WebSphere для z/OS исполь-

зует один сервер монитора на одну ячейку на одну систему или LPAR.

Каждый базовый сервер приложений содержит средства администрирования до-

мена своей ячейки и отдельное хранилище для своей конфигурации. Поэтому можно

использовать множество базовых серверов приложений, каждый из которых изоли-

руется от других, используя собственную политику администрирования для специ-

альных бизнес-требований.

Монитор службы

размещения (BBODMNB)

Узел сервера приложений

Ячейка

Масштабируемый

сервер приложений

J2EE (server1)

Внутренний

транспорт

HTTP

Контроллер

(controller)

Контроллер

(controller)

Исполнитель

(servant)

Среда

выполнения

HTTP-сервер

Функции z/OS

UNIX System Services

TCP/IP

FTP

RRS

Workload Management

Language Environment

Security Server

ARM

IMS/TM

CICS/TS

Рис 144 Узелбазовогосервера

1472 Менеджер сетевого развертывания

Менеджер сетевого развертывания (Network Deployment Manager, см. рис. 14.5) пред-

ставляет собой расширение базового сервера приложений. Он позволяет системе

осуществлять администрирование нескольких серверов приложений с центрального

узла. В данном случае серверы приложений привязаны к узлам, и несколько узлов от-

носятся к ячейке. Используя менеджер развертывания, можно без труда администри-

ровать горизонтально и вертикально масштабируемые системы, а также распреде-

ленные приложения.

Менеджер сетевого развертывания также осуществляет управление хранилищами

на каждом узле, выполняя такие задачи, как создание, обслуживание и удаление храни-

лищ. Система использует метод извлечения/изменения

для обновления конфигурации.

410 Глава14

Ячейка

Монитор службы

размещения

(BBODMNB)

Контроллер

Функции z/OS

UNIX System

Services

TCP/IP

FTP

RRS

Workload

Management

Language

Environment

Security Server

ARM

IMS/TM

CICS/TS

Узел 1: Менеджер развертывания

Менеджер развертывания

(BBODMGR)

Контроллер

Узел 2: Сервер приложений

Агент узла

(BBON001)

Контроллер

JMS-сервер

(BBOJ001)

Контроллер

Масштабируемый

сервер приложений

J2EE (server1)

Контроллер

Исполнители

Внутренний

транспорт

HTTP

Среда

выполнения

Рис 145 Менеджерсетевогоразвертывания

148 Коннекторы для корпоративных

информационных систем

Способность приложений взаимодействовать с ресурсами, находящимися вне про-

цесса сервера приложений, и эффективно использовать эти ресурсы всегда являлась

важным требованием. Также важна и способность изготовителей встраивать соб-

ственные системы для подключения и использования их ресурсов.

Приложение может требовать доступа к различным типам ресурсов, которые мо-

гут расположены на одном компьютере с приложением, а могут быть расположены

на другой системе. Таким образом, доступ к ресурсу начинается с подключения, пред-

ставляющего собой путь от приложения к ресурсу, который может быть другим ме-

неджером транзакций или менеджером баз данных.

Доступ Java-программы к широкому набору ресурсов заднего плана выполняется

через адаптер ресурсов. Он представляет собой программный драйвер системного

уровня, встраиваемый в сервер приложений и позволяющий Java-приложению под-

ключаться к различным ресурсам заднего плана.

Следующие аспекты являются общими для всех подключений:

• Создание подключения может быть дорогостоящим. Настройка подключения

может занять длительное время по сравнению с количеством времени, в тече-

ние которого подключение действительно используется.

 WebSphereApplicationServerвz/OS 411

• Подключения должны быть защищенными. Часто имеет место объединение

усилий между приложением и сервером, работающим с ресурсом.

• Подключения должны функционировать должным образом. Их производи-

тельность может быть критически важной для успешного выполнения прило-

жения, и она является функцией общей производительности приложения.

• Необходимо выполнять мониторинг и диагностику подключений. Качество диа-

гностики подключения зависит от информации о состоянии сервера и ресурса.

• Методы подключения и работы с ресурсом. Различные архитектуры баз данных

требуют использования разных средств для доступа с сервера приложений.

• Качество сервиса, которое становится важным фактором при доступе к ресур-

сам, расположенным за пределами сервера приложений. Приложение может

требовать свойств ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability – атомар-

ность, согласованность, изоляция, долговечность), которых можно достичь

при использовании данных под управлением транзакций.

Ресурсы предприятия часто представляют собой старые ресурсы, разрабатывав-

шиеся предприятием в течение длительного времени и являющиеся внешними по

отношению к процессу сервера приложений. Каждый тип ресурса имеет собствен-

ный протокол подключения и индивидуальный набор интерфейсов доступа к ресур-

су. Поэтому для того, чтобы ресурс был доступен из процесса JVM как содержащийся

на сервере приложений его необходимо адаптировать.

WebSphere

Application Server

Сервер A

EIS/DB

RACF RRS

z/OS

память-

память

C = коннектор

RA = адаптер ресурса

Рис 146 БазоваяархитектуравзаимодействиямеждуконнекторомиEIS