Diseño de arquitectura de sistema central y de rango medio de Azure

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El hardware de sistema central y de rango medio se compone de una familia de sistemas de varios proveedores (todos ellos con un historial y un objetivo de alto rendimiento y, a veces, alta disponibilidad). Estos sistemas a menudo eran de escalado vertical y monolíticos, lo que significa que eran un único marco grande con varias unidades de procesamiento, memoria compartida y almacenamiento compartido.

En el lado de las aplicaciones, los programas a menudo estaban escritos en uno de estos dos tipos: transaccional o por lotes. En ambos casos, se han utilizado varios lenguajes de programación, como COBOL, PL/I, Natural, Fortran y REXX, entre otros. A pesar de la edad y la complejidad de estos sistemas, hay muchas rutas de migración a Azure.

En el lado de los datos, los datos normalmente se almacenan en archivos y en bases de datos. Las bases de datos de sistema central y de rango medio normalmente se encuentran en varias estructuras, como relacionales, jerárquicas y de red, entre otras. Hay diferentes tipos de sistemas de organización de archivos y algunos de ellos se pueden indexar y pueden actuar como almacenes de clave-valor. Además, la codificación de datos en sistemas centrales puede ser diferente de la codificación que normalmente se utiliza en sistemas que no son sistemas centrales. Por lo tanto, las migraciones de datos se deben llevar a cabo con un planeamiento anticipado. Hay muchas opciones para migrar a la plataforma de datos de Azure.

Descripción general de sistema central + rango medio

Migración de sistemas heredados a Azure

En muchos casos, el sistema central y de rango medio y otras cargas de trabajo basadas en servidor se pueden replicar en Azure con poca o ninguna pérdida de funcionalidad. A veces, los usuarios no observan cambios en los sistemas subyacentes. En otras situaciones, hay opciones para refactorizar y volver a diseñar la solución heredada en una arquitectura que esté alineada con la nube. Esto se hace mientras se mantiene la misma funcionalidad o similar. Las arquitecturas de este conjunto de contenidos (además de las notas del producto y otros recursos que se proporcionan más adelante en este artículo) le guiarán a lo largo de este proceso.

Conceptos de sistemas centrales y de rango medio

En nuestras arquitecturas de sistema central, usamos los siguientes términos.

Sistemas centrales

A finales de los años 50, los sistemas centrales se diseñaron como servidores de escalabilidad vertical para ejecutar transacciones en línea y procesamiento por lotes de gran volumen. Por ello, los sistemas centrales tienen software para formularios de transacciones en línea (a veces llamados pantallas verdes) y sistemas de E/S de alto rendimiento para procesar ejecuciones por lotes. Los sistemas centrales tienen una reputación de alta confiabilidad y disponibilidad, además de su capacidad de ejecución de trabajos en línea y por lotes.

Almacenamiento del sistema central

Para desmitificar cómo funcionan los sistemas centrales, es necesario decodificar varios términos que se superponen. Por ejemplo, el almacenamiento central, la memoria real, el almacenamiento real y el almacenamiento principal se refieren al almacenamiento que está conectado directamente al procesador del sistema central. El hardware del sistema central incluye procesadores y otros dispositivos, como dispositivos de almacenamiento de acceso directo (DASD), unidades de cinta magnética y varios tipos de consolas de usuario. Los programas de usuario usan las cintas y los DASD en las funciones del sistema.

Tipos de almacenamiento físico:

  • El almacenamiento central se encuentra directamente en el procesador del sistema central. También se conoce como almacenamiento del procesador o almacenamiento real.
  • El almacenamiento auxiliar se encuentra separado del sistema central. Incluye el almacenamiento en DASD, que también se conoce como almacenamiento de paginación.

MIPS

La medida de millones de instrucciones por segundo (MIPS) proporciona un valor constante del número de ciclos por segundo para una máquina determinada. Los MIPS se usan para medir la potencia de proceso general de un sistema central. Los proveedores de sistemas centrales cobran a los clientes en función del uso de MIPS. Los clientes pueden aumentar la capacidad del sistema central para satisfacer requisitos específicos. IBM mantiene un índice de capacidad del procesador, que muestra la capacidad relativa en distintos sistemas centrales.

En la tabla siguiente se muestran umbrales de MIPS típicos en organizaciones empresariales pequeñas, medianas y grandes (SORG, MORG y LORG).

Tamaño del cliente Uso típico de MIPS
SORG Menos de 500 MIPS
MORG De 500 MIPS a 5000 MIPS
LORG Más de 5000 MIPS

Datos del sistema central

Los datos del sistema central se almacenan y organizan de varias maneras, desde bases de datos relacionales y jerárquicas hasta sistemas de archivos de alto rendimiento. Algunos de los sistemas de datos comunes son z/OS Db2 para datos relacionales e IMS DB para datos jerárquicos. Para el almacenamiento de archivos de alto rendimiento, se suele utilizar VSAM (IBM Virtual Storage Access Method). En la tabla siguiente, se proporciona una asignación de algunos de los sistemas de datos de sistema central más comunes y sus posibles destinos de migración en Azure.

Origen de datos Plataforma de destino en Azure
z/OS Db2 y Db2 LUW Azure SQL DB, SQL Server en máquinas virtuales de Azure, DB2 LUW en máquinas virtuales de Azure, Oracle en máquinas virtuales de Azure, Azure Database for PostgreSQL
IMS DB Azure SQL DB, SQL Server en máquinas virtuales de Azure, DB2 LUW en máquinas virtuales de Azure, Oracle en máquinas virtuales de Azure, Azure Cosmos DB
Virtual Storage Access Method (VSAM), Indexed Sequential Access Method (ISAM), otros archivos sin formato Azure SQL DB, SQL Server en máquinas virtuales de Azure, DB2 LUW en máquinas virtuales de Azure, Oracle en máquinas virtuales de Azure, Azure Cosmos DB
Grupos de fechas de generación (GDG) Archivos en Azure con extensiones según las convenciones de nomenclatura para proporcionar una funcionalidad similar a la de los GDG

Sistemas de rango medio, variantes de Unix y otros sistemas heredados

Los sistemas de rango medio y los equipos de rango medio son términos definidos de forma flexible para un sistema informático que es más potente que un equipo personal de uso general, pero menos potente que un equipo central de tamaño completo. En la mayoría de los casos, se emplea un equipo de rango medio como servidor de red, cuando hay un número pequeño o medio de sistemas cliente. Por lo general, los equipos tienen varios procesadores, una gran cantidad de memoria de acceso aleatorio (RAM) y unidades de disco duro de gran tamaño. Además, normalmente contienen hardware que permite redes avanzadas y puertos para conectarse a más periféricos orientados al mundo empresarial (como dispositivos de almacenamiento de datos a gran escala).

Algunos sistemas comunes de esta categoría son AS/400 y las series i y p de IBM. Unisys también tiene una gama de sistemas de rango medio.

Sistema operativo Unix

El sistema operativo Unix fue uno de los primeros sistemas operativos de nivel empresarial. Unix es el sistema operativo base de Ubuntu, Solaris y los sistemas operativos que siguen los estándares POSIX. Ken Thompson y Dennis Ritchie, entre otros, desarrollaron Unix en los años 70 en los laboratorios de AT&T. Originalmente estaba pensado para programadores que desarrollan software, más que para no programadores. Se distribuyó a organizaciones gubernamentales e instituciones académicas, lo que llevó a Unix a ser portado a una gama más amplia de variantes y bifurcaciones, con diferentes funciones especializadas. Unix y sus variantes (como AIX, HP-UX y Tru64) se encuentran normalmente en sistemas heredados, como sistemas centrales de IBM, sistemas AS/400, Sun Sparc y sistemas basados en hardware de DEC.

Otros sistemas

Otros sistemas heredados incluyen la familia de sistemas de Digital Equipment Corporation (DEC), como DEC VAX, DEC Alpha y DEC PDP. Inicialmente, los sistemas DEC ejecutaban el sistema operativo VAX VMS y, finalmente, se trasladaron a variantes de Unix, como Tru64. Otros sistemas incluyen los que se basan en la arquitectura PA-RISC, como los sistemas HP-3000 y HP-9000.

Almacenamiento y datos de sistemas de rango medio

Los datos del sistema de rango medio se almacenan y organizan de varias maneras, desde bases de datos relacionales y jerárquicas hasta sistemas de archivos de alto rendimiento. Algunos de los sistemas de datos comunes son Db2 para i (para datos relacionales) e IMS DB para datos jerárquicos. En la tabla siguiente, se proporciona una asignación de algunos de los sistemas de datos de sistema central más comunes y sus posibles destinos de migración en Azure.

Origen de datos Plataforma de destino en Azure
Db2 para i Azure SQL DB, SQL Server en máquinas virtuales de Azure, Azure Database for PostgreSQL, DB2 LUW en máquinas virtuales de Azure, Oracle en máquinas virtuales de Azure
IMS DB Azure SQL DB, SQL Server en máquinas virtuales de Azure, DB2 LUW en máquinas virtuales de Azure, Oracle en máquinas virtuales de Azure, Azure Cosmos DB

Modos endian

Tenga en cuenta los siguientes detalles sobre los modos endian:

  • Los procesadores RISC y x86 difieren en los modos endian, un término que se usa para describir cómo almacena un sistema los bytes en la memoria del equipo.
  • Los equipos basados en RISC se conocen como sistemas big endian, ya que almacenan primero el valor más significativo ("grande"), es decir, en la dirección de almacenamiento más baja.
  • La mayoría de los equipos Linux se basan en el procesador x86, que son sistemas little endian, lo que significa que almacenan primero el valor menos significativo ("pequeño").

En la ilustración siguiente, se muestra visualmente la diferencia entre big endian y little endian.

Explicación de los modos endian

Tipos arquitectónicos de alto nivel

Rehospedaje

Esta opción, que a menudo se conoce como "migración mediante lift-and-shift", no requiere cambios en el código. Puede usarla para migrar rápidamente las aplicaciones existentes a Azure. Cada aplicación se migra tal cual, para aprovechar las ventajas que ofrece la nube (sin correr los riesgos ni incurrir en los costos asociados a los cambios de código).

Arquitecturas de rehospedaje

Refactorización

La refactorización requiere cambios mínimos en las aplicaciones. Esto a menudo permite que la arquitectura de la aplicación aproveche la plataforma como servicio (PaaS) de Azure y otras ofertas en la nube. Por ejemplo, puede migrar los componentes de proceso o las aplicaciones existentes a Azure App Service o Azure Kubernetes Service (AKS). También podría refactorizar las bases de datos relacionales y no relacionales en diversas opciones, como Azure SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL y Azure Cosmos DB.

Arquitecturas de refactorización

Volver a diseñar

El rediseño para la migración se centra en modificar y ampliar la funcionalidad de las aplicaciones y el código base con el fin de optimizar la arquitectura de la aplicación para la escalabilidad en la nube. Por ejemplo, podría dividir una aplicación monolítica en un grupo de microservicios que funcionan en conjunto y se escalan fácilmente. O bien, puede rediseñar también las bases de datos relacionales y no relacionales para adaptarlas a soluciones de bases de datos totalmente administradas, como SQL Managed Instance, Azure Database for MySQL, Azure Database for PostgreSQL y Azure Cosmos DB.

Arquitecturas de rediseño

Hardware dedicado

Otro patrón para las migraciones a Azure (para sistemas heredados) es lo que se conoce como hardware dedicado. Este patrón se produce cuando el hardware heredado (como IBM Power Systems) se ejecuta dentro del centro de datos de Azure, con un servicio administrado por Azure que encapsula el hardware, lo que permite una administración y automatización en la nube sencillas. Además, este hardware está disponible para conectarse y usarse con otros servicios de IaaS y PaaS de Azure.

Arquitecturas de hardware dedicado

Movimiento y migración de datos

Una parte clave de las migraciones y transformaciones de sistemas heredados a Azure son las consideraciones sobre los datos. Esto puede incluir no solo el movimiento de datos, sino también la replicación y sincronización de datos.

Arquitecturas de migración y movimiento de datos

Pasos siguientes

Hay disponibles notas del producto, blogs, seminarios web y otros recursos para ayudarle en su recorrido para comprender las rutas para migrar los sistemas heredados a Azure:

Notas del producto

Seminarios web

Publicaciones de blog

Testimonios de clientes

Diferentes sectores están llevando a cabo migraciones desde sistemas centrales y de rango medio heredados de maneras innovadoras e inspiradoras. Consulte los siguientes casos prácticos e historias de éxito de clientes: