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Azure 大型机和中型机体系结构设计

大型机和中型机硬件由各种供应商提供的一系列系统组成(一直以来的目标都是高性能、高吞吐量,有时甚至是高可用性)。 这些系统通常进行纵向扩展且是单一式的,这意味着它们是具有多个处理单元、共享内存和共享存储的单一大型框架。

在应用程序方面,程序通常以两种风格之一编写:事务或批处理。 在这两种情况下,都使用了各种编程语言,包括 COBOL、PL/I、Natural、Fortran、REXX 等。 尽管这些系统年代久远且复杂,但仍有许多向 Azure 迁移的途径。

在数据方面,数据通常存储在文件和数据库中。 大型机和中型机数据库通常采用各种可能的结构,例如关系、分层和网络等。 有不同类型的文件组织系统,其中一些系统可以编制索引,并且可以充当键值存储。 此外,大型机中的数据编码可能不同于通常在非大型机系统中处理的编码。 因此,数据迁移应事先进行规划。 有许多选项可用于迁移到 Azure 数据平台。

大型机 + 中型机概述

将旧系统迁移到 Azure

在许多情况下,大型机、中型机和其他基于服务器的工作负载都可复制到 Azure 中,功能几乎不会丢失。 有时用户不会注意到其基础系统中的变化。 在其他情况下,有一些选项可用于将旧解决方案重构和重新设计为与云一致的体系结构。 这样做的同时仍保持相同或非常相似的功能。 此内容集中的体系结构(加上下面提供的额外白皮书和其他资源)将帮助你完成此过程。

大型机和中型机概念

在大型机体系结构中,我们使用以下术语。

大型机

在 20 世纪 50 年代后期,大型机设计作为纵向扩展服务器来运行高容量联机事务处理和批处理。 因此,大型机具有用于联机事务表单的软件(有时称为绿屏)以及用于处理批处理运行的高性能 I/O 系统。 大型机除了能够运行联机事务和批处理作业,还在可靠性和可用性方面声誉良好。

大型机存储

在揭秘大型机时会涉及理解各种交叉的术语。 例如,中央存储、实际内存、实际存储和主存储,通常都指的是直接连接到大型机处理器的存储。 大型机硬件包括处理器和许多其他设备,如直接访问存储设备 (DASD)、磁带驱动器和几种类型的用户控制台。 磁带和 DASD 用于系统功能和用户程序。

物理存储类型:

  • 中央存储。 直接位于大型机处理器上,也称为处理器存储或实际存储。
  • 辅助存储。 与大型机分开放置,此类存储包括 DASD 上的存储,也称为分页存储。

MIPS

对每秒百万指令数 (MIPS) 的测量为给定计算机提供每秒周期数的恒定值。 MIPS 用于测量大型机的总体计算能力。 大型机供应商根据 MIPS 使用情况向客户收取费用。 客户可以增加大型机容量来满足特定要求。 IBM 维护处理器容量指数,该指数显示不同大型机的相对容量。

下表显示小型、中型和大型企业组织(SORG、MORG 和 LORG)的典型 MIPS 阈值。

客户规模 典型 MIPS 使用情况
SORG 低于 500 MIPS
MORG 500 MIPS 至 5,000 MIPS
LORG 超过 5,000 MIPS

大型机数据

大型机数据以各种方式(从关系数据库和分层数据库到高吞吐量文件系统)进行存储和组织。 一些常见数据系统是用于关系数据的 z/OS Db2 和用于分层数据的 IMS DB。 对于高吞吐量文件存储,你可能会看到 VSAM(IBM 虚拟存储访问方法)。 下表列出了一些更常见的大型机数据系统及其可能迁移到 Azure 的目标。

数据源 Azure 中的目标平台
z/OS Db2 & Db2 LUW Azure SQL DB、Azure VM 上的 SQL Server、Azure VM 上的 Db2 LUW、Azure VM 上的 Oracle、Azure Database for PostgreSQL
IMS DB Azure SQL DB、Azure VM 上的 SQL Server、Azure VM 上的 Db2 LUW、Azure VM 上的 Oracle、Azure Cosmos DB
虚拟存储访问方法 (VSAM)、索引顺序访问方法 (ISAM)、其他平面文件 Azure SQL DB、Azure VM 上的 SQL Server、Azure VM 上的 Db2 LUW、Azure VM 上的 Oracle、Azure Cosmos DB
生成日期组 (GDG) Azure 上的文件,在命名约定中使用扩展名来提供与 GDG 类似的功能

中型机系统、Unix 变体和其他旧系统

中型系统和中型计算机是计算机系统的定义不太明确的术语,计算机系统比常规用途个人计算机更强大,但不如全尺寸大型机强大。 在大多数情况下,当有少量到中等数量的客户端系统时,中型计算机将用作网络服务器。 计算机通常具有多个处理器、大量随机存取内存 (RAM) 和大型硬盘。 此外,它们通常包含支持高级网络的硬件,以及用于连接到更多面向业务的外设(例如大型数据存储设备)的端口。

这类常见系统包括 AS/400 以及 IBM i 和 p 系列。 Unisys 还包含一系列中型系统。

Unix 操作系统

Unix 操作系统是首批企业级操作系统之一。 Unix 是 Ubuntu、Solaris 和遵循 POSIX 标准的操作系统的基本操作系统。 Unix 是由 AT&T 实验室的 Ken Thompson、Dennis Ritchie 和其他人在 20 世纪 70 年代开发的。 它最初面向开发软件的程序员而不是非程序员。 它被分发给政府组织和学术机构,这些组织和机构使 Unix 移植到具有不同专门功能的更广泛变体和分支中。 Unix 及其变体(如 AIX、HP-UX 和 Tru64)通常在旧系统上运行,如 IBM 大型机、AS/400 系统、Sun Sparc 和基于 DEC 硬件的系统。

其他系统

其他旧系统包括 Digital Equipment Corporation (DEC)的系统系列,如 DEC VAX、DEC Alpha 和 DEC PDP。 DEC 系统最初运行 VAX VMS 操作系统,然后最终转向 Unix 变体,如 Tru64。 其他系统包括基于 PA-RISC 体系结构的系统,如 HP-3000 和 HP-9000 系统。

中型机数据与存储

中型机数据以各种方式(从关系数据库和分层数据库到高吞吐量文件系统)进行存储和组织。 一些常见数据系统是 Db2 for i(用于关系数据)和用于分层数据的 IMS DB。 下表列出了一些更常见的大型机数据系统及其可能迁移到 Azure 的目标。

数据源 Azure 中的目标平台
Db2 for i Azure SQL DB、Azure VM 上的 SQL Server、Azure Database for PostgreSQL、Azure VM 上的 Db2 LUW、Azure VM 上的 Oracle
IMS DB Azure SQL DB、Azure VM 上的 SQL Server、Azure VM 上的 Db2 LUW、Azure VM 上的 Oracle、Azure Cosmos DB

字节排序方式

请注意以下有关字节排序方式的详细信息:

  • RISC 和 x86 处理器在字节排序方式方面有所不同,字节排序方式这一术语用于描述系统如何在计算机内存中存储字节。
  • 基于 RISC 的计算机称为 big endian 系统,因为它们首先存储最重要的(“大”)值,即在最低存储地址中。
  • 大多数 Linux 计算机都基于 x86 处理器,这是 little endian 系统,意味着它们首先存储最不重要的(“小”)的值。

下图直观地显示了 big endian 和 little endian 之间的差异。

说明了字节排序方式

高级体系结构类型

重新托管

此选项通常称为“直接迁移”,它不需要更改代码。 可使用它将现有应用程序快速迁移到 Azure。 每个应用程序都按原样迁移,以便从云中获益(而不会产生与更改代码相关的风险和费用)。

重新托管体系结构

重构

重构需要对应用程序进行少量更改。 这通常使应用程序体系结构能够利用 Azure 平台即服务 (PaaS) 和他云产品/服务。 例如,可以将现有应用程序的计算组件迁移到 Azure 应用服务或 Azure Kubernetes 服务 (AKS)。 也可以将关系数据库和非关系数据库重构为各种选项,如 Azure SQL 托管实例、Azure Database for MySQL、Azure Database for PostgreSQL 和 Azure Cosmos DB。

重构体系结构

重新设计

重新设计这一迁移策略的重点在于修改和扩展应用程序功能及基本代码,以便优化应用程序体系结构来满足云可伸缩性需求。 例如,可将整体应用分解为一组一起工作且缩放轻松的微服务。 也可以将关系数据库和非关系数据库重新架构为完全托管的数据库解决方案,如 SQL 托管实例、Azure Database for MySQL、Azure Database for PostgreSQL 和 Azure Cosmos DB。

重新设计体系结构

专用硬件

迁移到 Azure(针对旧系统)的另一种模式为专用硬件。 在这种模式中,旧式硬件(如 IBM Power Systems)在 Azure 数据中心内运行,并且该硬件是使用 Azure 托管服务包装的,这可实现轻松的云管理和自动化。 此外,此硬件可连接到其他 Azure IaaS 和 PaaS 服务并与这些服务配合使用。

专用硬件体系结构

数据移动和迁移

到 Azure 的旧式迁移和转换的一个关键部分是考虑数据。 这可能不仅包括数据移动,还包括数据复制和同步。

数据移动和迁移体系结构

  • 大型机对 Azure 数据库的访问

    在无需更改代码的情况下,为大型机应用程序提供访问 Azure 数据的权限。 使用 Microsoft Service for DRDA 运行 SQL Server 数据库上的 Db2 SQL 语句。

后续步骤

白皮书、博客、网络研讨会和其他资源有助于你了解将旧系统迁移到 Azure 的途径:

白皮书

网络研讨会

博客文章

客户案例

各行各业都在以令人鼓舞的创新方式从旧式大型机和中型系统迁移。 下面是大量客户案例研究和成功案例: