编辑

你当前正在访问 Microsoft Azure Global Edition 技术文档网站。 如果需要访问由世纪互联运营的 Microsoft Azure 中国技术文档网站，请访问 https://docs.azure.cn。

将 IBM z/OS 大型机耦合设备 (CF) 重构到 Azure

Azure Kubernetes 服务 (AKS)
Azure 虚拟机
Azure 虚拟网络

此体系结构演示了 Azure 如何提供横向扩展性能和高可用性，这与具有耦合设施 (CF) 的 IBM z/OS 大型机系统类似。

体系结构

大型机体系结构

下图显示了具有耦合设施和并行系统综合体的 IBM z/OS 大型机系统的体系结构：

显示 IBM z/OS 大型机体系结构以及耦合设施和并行系统综合体组件的示意图。

下载此体系结构的 Visio 文件。

工作流

  • 输入内容使用 TN3270 和 HTTPS (A) 等标准大型机协议通过 TCP/IP 进入到大型机。
  • 接收应用程序可以是批，也可以是在线系统 (B)。 批处理作业可以在共享数据层中的数据的多个 CEC 之间传播或克隆。 联机层可以使用并行系统综合体 CICS 或 CICSPlex 将逻辑 CICS 区域分布在多个 CEC 上。
  • COBOL、PL/I、Assembler 或兼容的应用程序 (C) 在支持并行系统综合体的环境中运行，例如 CICSPlex。
  • 其他应用程序服务 (D) 也可以跨 CF 使用共享内存。
  • 支持并行系统综合体的数据服务（如 Db2 (E)）允许在共享环境中进行横向扩展数据存储。
  • 中间件和实用程序服务（如 MQSeries、管理和打印 (F)）在每个 CEC 中的 z/OS 上运行。
  • 每个 CEC (G) 上的逻辑分区 (LPAR) 运行 z/OS。 也可能存在其他操作环境（如 z/VM）或其他引擎（ zIIP 或 IFL ）。
  • CEC 通过 CF (H) 连接到共享内存和状态。
  • CF (I) 是一个物理设备，可连接多个 CEC 以共享内存。

Azure 体系结构

下图显示了 Azure 服务如何通过并行系统综合体和 CF 为 z/OS 大型机提供类似的功能和性能：

显示 IBM z/OS 大型机组件如何映射到 Azure 功能的示意图。

下载此体系结构的 Visio 文件。

工作流

  1. 输入来自通过 ExpressRoute 的远程客户端，或来自其他 Azure 应用程序。 无论哪种情况，TCP/IP 都是系统的主要连接。

    用于访问 Azure 系统资源的 Web 浏览器取代了需求和在线用户的终端仿真。 用户通过 TLS 端口 443 访问基于 Web 的应用程序。 Web 应用程序的表示层可以几乎保持不变，以最大程度地减少对最终用户的再培训。 或者，你可以使用现代用户体验框架更新 Web 应用程序表示层。

    针对 Azure 虚拟机 (VM) 的管理员访问权限，Azure Bastion 主机通过尽量减少开放端口来最大程度地提高安全性。

  2. 在 Azure 中，可以通过 Azure 负载均衡器访问应用程序计算集群，从而允许横向扩展计算资源来处理输入工作。

  3. 要使用的应用程序计算群集的类型取决于应用程序是在虚拟机上运行还是在容器群集（如 Kubernetes）中运行。 通常，用 PL/I 或 COBOL 编写的应用程序的大型机系统仿真使用 VM，而重构为 Java 或 .NET 的应用程序使用容器。 部分大型机系统仿真软件还支持在容器中部署。

  4. 应用程序服务器（例如用于 Java 的 Tomcat 或用于 COBOL 的 CICS/IMS 事务处理监视器）接收输入，并使用 Azure Cache for Redis 或远程直接内存访问 (RDMA) 共享应用程序状态和数据。 此功能类似于大型机的 CF。

  5. 应用程序群集中的数据服务允许到永久数据源的多个连接。 这些数据源可以包括平台即服务(PaaS) 数据服务（如 Azure SQL 数据库和 Azure Cosmos DB）、VM 上的数据库（如 Oracle 或 Db2）或大数据存储库（如 Databricks 和 Azure Data Lake）。 应用程序数据服务还可以连接到流数据分析服务，如 Kafka 和 Azure 流分析。

    Azure PaaS 数据服务提供群集中的多个计算资源可以共享的可扩展且高度可用的数据存储。 这些服务也可以是异地冗余的。

  6. 应用服务器托管各种基于语言的应用程序，例如 Tomcat 中的 Java 类，或 CICS 仿真 VM 中带有 CICS 动词的 COBOL 程序。

  7. 数据服务结合使用超级或高级固态磁盘 (SSD) 上的高性能存储、Azure NetApp 文件或 Azure 文件存储上的文件存储，以及可以是本地冗余或异地冗余的标准 Blob、存档和备份存储。

  8. Azure Blob 存储是外部数据源的公共登陆区域。

  9. Azure 数据工厂从多个内部和外部数据源引入和同步数据。

  10. Azure Site Recovery 为 VM 和容器群集组件提供 DR。

组件

  • Azure ExpressRoute 可通过连接合作伙伴提供的专用连接将你的本地网络扩展到 Microsoft 云。 使用 ExpressRoute 可与 Azure 和 Office 365 等云服务建立连接。

  • Azure Bastion 是在虚拟网络中预配的完全托管的 PaaS。 借助 Bastion，可以直接从 Azure 门户中通过 TLS 以安全、无缝的 RDP 和 SSH 方式连接到虚拟机网络中的虚拟机。

  • Azure 负载均衡器根据配置的负载均衡规则和运行状况探测，将来自负载均衡器前端的入站流量分配到后端池实例。 后端池实例可以是 Azure VM 或者虚拟机规模集中的实例。 负载均衡器是客户端的单一联系点。

    负载均衡器在开放式系统互连 (OSI) 模型的第 4 层上运行。 7 级应用程序级和 4 级网络协议级负载均衡器均可用。 要使用的类型取决于应用程序输入如何到达计算群集的入口点。

  • Azure 虚拟机提供了一种可缩放的按需计算资源，可用于灵活地进行虚拟化。 Azure VM 允许选择操作系统，包括 Windows 和 Linux。

    大多数 Azure 高性能计算 (HPC) VM 大小都具有用于 RDMA 连接的网络接口。

  • Azure 虚拟网络是 Azure 专用网络的基本组成部分。 借助 Azure 虚拟网络，Azure 资源（如 VM）能够以安全方式彼此通信、与 Internet 通信以及与本地网络通信。 Azure 虚拟网络类似于传统本地网络，但具有 Azure 基础结构的优势，如可缩放性、可用性和隔离性。

    虚拟网络接口可允许 Azure VM 与 Internet、Azure 及本地资源进行通信。 就像此体系结构一样，你可以将几个网络接口卡添加到一个 Azure VM，使子 VM 可以具有其自己的专用网络接口设备和 IP 地址。

  • Azure Kubernetes 服务 (AKS) 是一项完全托管的 Kubernetes 服务，用于在基于容器的计算群集中部署和管理容器化应用程序。

  • Azure Cache for Redis 是一种完全托管的内存中缓存，可提高数据密集型体系结构的性能和可伸缩性。 当前体系结构使用 Azure Cache for Redis 在计算资源之间共享数据和状态。

  • Azure SQL 数据库是一种完全托管的 PaaS 数据库引擎，始终运行最新稳定版 SQL Server 和具有 99.99% 可用性的已修补 OS。 SQL 数据库无需用户参与即可处理升级、修补、备份、监视和大多数其他数据库管理功能。 有了这些 PaaS 功能，你就能够专注于特定于域的业务关键数据库管理和优化。

  • 适用于 Azure SQL 数据库的 Azure 专用链接提供从 Azure VM 到与 Azure SQL 数据库的专用直接连接（Azure SQL 数据库与 Azure 网络主干网隔离）。

  • Azure Cosmos DB 是用于 NoSQL 数据库的 Azure PaaS 服务。

  • Azure Database for PostgreSQL 是用于 PostgreSQL 数据库的 Azure PaaS 服务。

  • Azure 托管磁盘是块级存储卷，由 Azure 在 Azure VM 上管理。 可用的磁盘类型包括超级磁盘、高级 SSD、标准 SSD 和标准硬盘驱动器 (HDD)。 此体系结构最适用于高级固态硬盘或超级固态硬盘。

  • Azure 数据工厂，一种完全托管的无服务器数据集成解决方案，用于大规模引入、准备和转换数据。

  • Azure 文件存储在 Azure 存储帐户中提供可从云端或本地访问的完全托管的文件共享。 Windows、Linux 和 macOS 部署可以同时装载 Azure 文件共享，并可通过行业标准服务器消息块 (SMB) 协议访问文件。

  • Azure 流分析是一种基于 Azure 的流数据分析服务。

  • Azure Databricks 是一种 Apache Spark PaaS 服务，用于大数据分析。

方案详细信息

耦合设施 (CF) 是连接多个大型机服务器或中央电子综合体 (CEC) 与共享内存的物理设备，可让系统横向扩展以提高性能。 用 COBOL 和 PL/I 等语言编写的应用程序可以无缝地利用这些紧密耦合的横向扩展特性。

IBM Db2 数据库和客户信息控制系统 (CICS) 服务器可以将 CF 与称为并行系统联合体的大型机子系统结合使用，该子系统结合了数据共享和并行计算。 并行系统联合体允许最多 32 个系统的群集共享工作负荷，以实现高性能、高可用性和灾难恢复 (DR)。 具有并行系统联合体的大型机 CF 通常驻留在同一个数据中心中，CEC 之间非常接近，但也可以跨数据中心扩展。

Azure 资源可以通过共享数据和高可用性提供类似的横向扩展性能。 Azure 计算集群通过 Azure Cache for Redis 等数据缓存机制共享内存，并使用 Azure SQL 数据库和 Azure Cosmos DB 等可扩展数据技术。 Azure 可以实施可用性集和组，结合异地冗余功能，将横向扩展计算和高可用性扩展到分布式 Azure 数据中心。

注意事项

这些注意事项实施 Azure 架构良好的框架的支柱原则，即一套可用于改善工作负载质量的指导原则。 有关详细信息，请参阅 Microsoft Azure 架构良好的框架。

可用性

该体系结构使用 Azure Site Recovery 将 Azure VM 镜像到次要 Azure 区域，以进行快速故障转移和灾难恢复（如果 Azure 数据中心发生故障）。

复原能力

由于负载均衡器，此解决方案中内置了弹性。 如果一个演示或事务服务器出现故障，负载均衡器支持的其他服务器可以运行工作负载。

可伸缩性

你可以横向扩展服务器集以提供更多吞吐量。 有关详细信息，请参阅虚拟机规模集。

安全性

安全性针对蓄意攻击及滥用宝贵数据和系统提供保障措施。 有关详细信息，请参阅安全性支柱概述。

  • 此解决方案使用 Azure 网络安全组 (NSG) 来管理 Azure 资源之间的流量。 有关详细信息，请参阅网络安全组。

  • Azure SQL 数据库的专用链接提供专用直接连接，该连接与从 Azure VM 到 Azure SQL 数据库的 Azure 网络主干网隔离。

  • Azure Bastion 通过最大程度地减少开放端口来最大程度地提高管理访问安全性。 Bastion 通过 TLS 从 Azure 门户提供直接到虚拟网络 VM 的安全、无缝的 RDP/SSH 连接。

成本优化

成本优化是关于寻找减少不必要的费用和提高运营效率的方法。 有关详细信息，请参阅成本优化支柱概述。

  • Azure SQL 数据库应使用超大规模或关键业务 SQL 数据库层来实现高每秒输入/输出操作 (IOPS) 和高正常运行时间 SLA。

  • 此体系结构最适用于高级固态硬盘或超级固态硬盘。 有关详细信息，请参阅托管磁盘定价。

后续步骤