IBM Z 위의 Linux

Linux on IBM Z
IBM 메인프레임 운영 체제의 역사
초기 메인프레임 컴퓨터 OS
기타 S/360 라인 OS
DOS/360 및 후속 제품(1966)
OS/360 및 그 후속 제품(1966)
VM라인
TPF선
UNIX 및 Unix 유사
IBM 메인프레임 한 쌍왼쪽이 IBM Z z13입니다.오른쪽은 IBM LinuxONE Rockhopper입니다.

Linux on IBM Z(또는 Linux on Z, 이전 Linux on z Systems)는 IBM 메인프레임, 특히 IBM Z 및 IBM LinuxONE 서버에서 실행되도록 컴파일된 Linux 운영 체제를 총칭하는 용어입니다.zEnterprise의 Linux, zSeries의 Linux, Linux/390, Linux/390x 등이 같은 의미를 내포하고 있습니다.IBM Z 하드웨어 플랫폼에서 사용이 인증된 세 가지 Linux 배포판은 Red Hat Enterprise Linux(IBM 자회사, Red Hat에서 개발), SUSE Linux Enterprise 및 Ubuntu입니다.

역사

IBM Z의 Linux는 Linux를 IBM의 System/390 서버에 이식하기 위한 두 가지 개별적인 노력으로 시작되었습니다.1998년 말부터 1999년 초까지 Linas Vepstas가 개발한 첫 번째 프로젝트인 "Bigfoot" 프로젝트는 독립 유통이었고 그 이후로 [1]중단되었다.IBM은 1999년 12월 18일 Linux 2.2.13 커널에 대한 패치 및 추가 모음을 발행하여 오늘날의 주요 제품인 [2]Z에서 Linux를 시작했습니다.2000년에는, Linux(IFL) 엔진등의 정식 제품 발표가 곧바로 행해졌습니다.Blue Linux는 주로 [3]IBM 커널에 추가된 Red Hat 패키지로 구성된 초기 메인프레임 배포판이라고 생각합니다.상업용 Linux 디스트리뷰터는 초기 커널 작업 후 메인프레임 에디션을 매우 빠르게 도입했습니다.

IBM Z용 Linux 패치에는 소스 코드가 없는 일부 OCO([4]Object Code Only) 모듈이 포함되어 있었습니다.IBM은 곧 OCO 모듈을 오픈 소스 모듈로 교체했습니다.Linux on Z는 GNU General Public License의 자유 소프트웨어입니다.

IBM에 따르면 2006년 5월까지 1,700명 이상의 고객이 [5]메인프레임에서 Linux를 실행하고 있었습니다.

가상화

IBM Z에서는 기본적으로 가상화가 필요합니다. 어느 정도의 가상화 없이 Z에서 Linux를 실행하는 옵션은 없습니다. (최초의 64비트 메인프레임 모델인 z900 및 z800에만 비가상화 "기본 모드"가 포함되어 있습니다.) 1계층 가상화는 프로세서 리소스와 시스템 매니저(PR/SM)가 하나 이상의 로직을 구현하기 위해 제공합니다.파티션(LPAR)각 LPAR은 IBM Z의 Linux를 비롯한 다양한 운영 체제를 지원합니다. z/VM이라는 하이퍼바이저를 LPAR에서 두 번째 계층 가상화로 실행하여 LPAR에 할당된 리소스 수만큼 가상 머신(VM)을 생성할 수도 있습니다.KVM on z도 하이퍼바이저 옵션입니다.

LPAR의 Linux 애플리케이션이 CICS, IBM Db2, IMS, Linux 및 동일한 물리적 메인프레임에서 실행되는 기타 메인프레임 서브시스템과 같은 다른 LPAR의 데이터와 애플리케이션에 액세스할 때 고속 메모리 전용 TCP/IP 연결인 HiperSockets를 사용할 수 있습니다.메인프레임의 표준 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 통한 TCP/IP와 비교하여 HiperSockets는 최종 사용자의 응답성(네트워크 지연 시간 및 처리 오버헤드 감소), 보안(감청할 네트워크 연결이 없기 때문에) 및 신뢰성(네트워크 연결이 [6]손실되지 않음)을 향상시킬 수 있습니다.

zEC12, zBC12 및 그 이후의 모델에서는 HiperSocket 개념이 RDMA over Converged Ethernet(RoCE) 어댑터를 통해 물리적 머신의 경계를 넘어 확장되어 안전하고 빠른 시스템 간 통신을 지원합니다.따라서 시스템 A의 LPAR A에 있는 애플리케이션은 HiperSockets를 사용하여 시스템 B의 LPAR B에 있는 애플리케이션과 통신하여 보안 [citation needed]및 성능 속성을 보장할 수 있습니다.

하드웨어

2015년 초에 출시된 Linux 커널 버전 4.1부터 Linux on Z는 z/Architecture 메인프레임과 호환되는 64비트 운영 체제에서만 사용할 수 있습니다.이전에 Linux on Z는 32비트 운영체제로도 사용 가능했으며 31비트 어드레싱은 2000년대 z900 모델 이전에 도입된 이전 모델 메인프레임과 호환됩니다.그러나 최신 64비트 Linux 커널 및 64비트 Linux on Z 배포판은 32비트 Linux on Z용으로 컴파일된 애플리케이션과 하위 호환됩니다.지금까지 Linux 커널 아키텍처의 명칭은 각각 32비트 Linux와 64비트 Linux on Z 커널을 구별하기 위해 "s390"과 "s390x"였지만, "s390"은 일반적으로 Z 커널 아키텍처의 단일 Linux를 지칭하기도 합니다.

Linux는 표준 범용 메인프레임 CP(Central Processor) 및 IFL(Integrated Facility for Linux)에서 실행됩니다.IFL은 Linux를 실행하는 메인프레임 프로세서이며 네이티브 또는 하이퍼바이저(z/VM 또는 KVM on z)에서 실행됩니다.마이크로코드는 IFL이 z/OS와 같은 "기존" 워크로드를 실행하는 것을 제한하지만, 물리적으로 다른 IBM Z 프로세서와 동일합니다.IFL은 일반적으로 [7]CP보다 IBM에서 취득하는 비용이 저렴합니다.

이점

Linux on Z는 초당 90[8],000회 이상의 I/O 작업을 수행할 수 있는 내장해성 메인프레임 하드웨어와 수십 [10]년 만에 측정된 평균 고장 간격(MTBF)[9]을 통해 Linux를 유연하게 실행할 수 있습니다.가상화를 통해 다수의 소규모 서버를 하나의 메인프레임으로 통합할 수 있으며, 전문화된 서버를 사용할 수 있는 동시에 중앙 집중화와 비용 절감의 이점을 얻을 수 있습니다.IBM 메인프레임에서는 반가상화 대신 전체 가상화를 사용하여 반가상화보다 [citation needed]훨씬 높은 워크로드 밀도를 허용합니다.하드웨어의 완전한 가상화와 Linux를 분리하여 실행하는 경량 가상 머신 컨테이너(Docker와 비슷한 개념)를 조합하면 플랫폼이 하나의 설치 [11]공간에서 다른 서버보다 더 많은 가상 서버를 지원하므로 운영 비용도 절감할 수 있습니다.설치 공간, 전력, 냉각, 네트워크 하드웨어 및 데이터 센터를 지원하기 위해 필요한 기타 인프라스트럭처에 대한 필요성이 줄어들면 추가적인 비용 절감 효과를 볼 수 있습니다.IBM 메인프레임은 중복 프로세서 실행 단계와 무결성 검사를 투명하게 사용할 수 있도록 하며,[citation needed] 이는 은행과 같은 특정 산업의 중요한 애플리케이션에 중요합니다.메인프레임에서는 일반적으로 프로세서나 메모리 등의 하드웨어 핫스왑이 가능합니다.IBM Z는 프로세서, 메모리, I/O 인터커넥트, 전원 공급 장치, 채널 경로, 네트워크 카드 등을 포함한 모든 주요 구성요소에 내결함성을 제공합니다.내부 감시를 통해 발생할 수 있는 문제를 검출하고 트랜잭션 [12]한 건도 실패하지 않고 문제 컴포넌트를 전환하도록 설계되어 있습니다.드물게 장애가 발생하는 경우 펌웨어는 예비 구성요소를 자동으로 활성화하고 장애가 발생한 구성요소를 비활성화하며 서비스 담당자를 파견하도록 IBM에 알립니다.이는 운영 체제에 투명하므로 시스템을 종료하지 않고도 일상적인 수리를 수행할 수 있습니다.많은 업계가 신뢰성,[10] 보안 또는 비용 측면에서 최고의 옵션으로 간주되는 메인프레임에 계속 의존하고 있습니다.

가격 및 비용

Linux on Z는 일반적으로 분산형 Linux 서버를 10대 미만 보유하는 소규모 기업에는 적합하지 않습니다.단, 고가의 프로세서별 라이센스 소프트웨어 중에는 이러한 경험치를 빠르게 줄일 수 있습니다.IBM을 비롯한 대부분의 소프트웨어 벤더는 고도로 가상화된 IFL을 라이센싱 목적으로 다른 플랫폼의 비가상화 프로세서와 동일하게 취급합니다.즉, 단일 IFL이 다수의 Linux 인스턴스를 실행해도 소프트웨어 라이선스에 대해서는 동일한 CPU 가격으로 하나의 "일반" CPU로 간주됩니다.테스트, 개발, 품질보증, 훈련 및 다중 운영 서버 인스턴스는 모두 1개의 IFL(또는 복수의 IFL)에서 실행할 수 있습니다(단, 최대 수요의 퍼포먼스 용량에 필요한 경우에만).따라서 최소 임계값을 초과하면 인건비와 소프트웨어 비용을 고려할 때 Z 위의 Linux가 빠르게 비용 면에서 유리해질 수 있습니다.

Linux on Z의 비용 방정식이 항상 잘 이해되고 있는 것은 아니며, 많은 기업과 정부는 소프트웨어, 인건비 및 기타 비용(예: 운영 중단 및 보안 침해 비용)을 측정하는 데 어려움을 겪고 있습니다.대부분의 경우 구입비용은 보다 가시적이며 확장성이 뛰어난 소규모 서버는 "저렴한" 서버입니다.그럼에도 불구하고 비취득원가는 이에 못지 않게 실질적이며 일반적으로 하드웨어 [citation needed]취득가격보다 훨씬 크다.또, 대규모 기업이나 정부기관내의 개별 유저나 부문에서는, 컨트롤의 상실을 이유로, 컴퓨팅 인프라스트럭처(또는 그 외의 자원)의 공유가 곤란한 경우가 있습니다.Linux on Z가 제공하는 바와 같이 서버 일원화는 더 나은 서비스와 더 낮은 비용으로 협업을 보상할 수 있지만, 그렇다고 해서 기업 관료 조직 내에서 협업이 항상 쉽게 이루어지는 것은 아닙니다.

또한 Linux on Z는 FICON 또는 ESCON 접속을 필요로 하지 않기 때문에 z/OS에서 일반적으로 사용하는 하드웨어 지원 데이터베이스 압축과 적은 수의 운영 체제 인스턴스가 필요하기 때문에 Z/OS에서 FICON 또는 ESCON 접속을 필요로 하지 않기 때문에 z/OS보다 저렴한 디스크 스토리지 디바이스를 지원합니다.또한 z/VM Live Guest Redocation 지원 등 일부 FICON 연결 스토리지를 Linux on Z와 함께 사용하면 몇 가지 운영상의 이점이 있습니다.

적절한 워크로드

메인프레임 특성은 트랜잭션 처리(특히 동시 대용량 배치 처리와 함께) 및 대규모 데이터베이스 관리와 같은 비즈니스 워크로드에 맞게 설계되었습니다.메인프레임 설계는 전통적으로 채널 I/O를 통해 구현되는 입출력 등 모든 컴퓨팅 요소에 대해 "균형 잡힌" 성능을 강조합니다.메인프레임은 메인 CPU에서 가능한 한 I/O, 시스템 어카운팅 및 기타 비핵심 컴퓨팅 작업을 오프로드하고 z/Architecture는 암호화 계산을 오프로드합니다.예를 들어 단일 IBM z13 시스템에서 최대 141개의 프로세서 코어를 IFL로 구성할 수 있습니다.그러나 이러한 모든 머신에는 27개의 메인코어도 있습니다.2개는 스페어로, 1개는 펌웨어 지원용으로, 나머지 실행 중인 시스템 계정 및 I/O 지원 태스크입니다.또한 각 I/O 어댑터에는 보통 2개의 PowerPC 프로세서가 탑재되어 있으며 z13은 수백 개의 I/O 어댑터를 지원합니다.예를 들어 메모리 및 캐시 제어 태스크, 환경 모니터링 및 내부 상호 연결을 처리하는 별도의 프로세서도 있습니다.

지금까지 일반적으로 메인프레임, 특히 Z 기반의 Linux에서는 암호화 계산과 같은 몇 가지 주목할 만한 예외가 있는 특정 플랫폼에 비해 성능이 뛰어난 "CPU 집약적인" 단일 작업 계산이 실행되지 않았습니다.예로는 대부분의 과학적 시뮬레이션, 일기예보, 분자모델링을 포함한다.Linux 기반의 슈퍼컴퓨터를 포함한 슈퍼컴퓨터는 이러한 워크로드에서 뛰어난 성능을 발휘합니다.메인프레임과 다른 플랫폼 간의 이러한 분리는 2008년의 System z10을 시작으로 현저하게 모호해졌습니다.이는 하드웨어 10진수 부동소수점을 가진 쿼드코어 4.4GHz 프로세서를 기반으로 하는 머신입니다.메인프레임 프로세서 기술이 계속 발전하고 있으며, 특히 2015년 IBM LinuxONE 및 IBM z13 모델이 출시되면서 IBM은 메인프레임이 역사적으로 잘 실행되지 않았던 실시간 분석 및 기타 계산 집약적인 작업을 실행할 수 있는 이상적인 플랫폼으로 홍보에 나섰습니다.

메인프레임은 그래픽스나 사운드 어댑터를 제공하지 않으며 지원 역할(콘텐츠 스토리지, 부품 인벤토리, 메타데이터 관리, 보안 서비스 등)을 제외하고 디지털 미디어 편집이나 컴퓨터 지원 설계(CAD)에 적합하지 않습니다.

지지하다

Linux의 다른 모든 버전과 마찬가지로 Linux on Z도 GPL 자유 소프트웨어 라이선스의 지배를 받습니다.완전한 Linux on Z 소스 코드는 다수의 당사자로부터 무료로 제공되며 아키텍처 지원은 Linux 커널의 주요 노력의 일부입니다.IBM은 커뮤니티 활동에 여러 명의 프로그래머를 할당하지만 IBM만이 유일한 참여자는 아닙니다.

IBM z 시스템에서 Linux on Z 배포판을 실행하는 데 장애물이 없지만 IBM은 다음과 같은 세 가지 특정 Linux on Z 배포판을 정기적으로 테스트합니다.Red Hat,[13] SUSE,[14] 2015년부터 Canonical의 Ubuntu [15]Linux가 출시됩니다.기타 주목할 만한 Linux on Z 디스트리뷰션으로는 Debian(Ubuntu의 [16]업스트림), Fedora(RHEL의 [17]업스트림), Slackware,[18] CentOS, Alpine[19] Linux 및 [20]Gentoo가 있습니다.

Apache HTTP Server, Samba 소프트웨어, JBoss, Postgre 등 Linux에서 사용할 수 있는 거의 모든 무료 또는 오픈 소스 소프트웨어 패키지는 일반적으로 Linux on Z에서 사용할 수 있습니다.SQL, MySQL, PHP, Python 프로그래밍 언어, CVS(Concurrent Versions System), GCC(GNU 컴파일러 컬렉션), LLVM 및 Perl, Rust.[21][22]

Red Hat 및 SUSE는 [23][24]Z에서 Linux를 실행하는 배포에 대한 메인라인 지원을 제공합니다.2015년 Canonical은 2016년 초부터 배포에 대한 공식 지원 계획을 발표했다.IBM Global Services는 24시간 365일 서비스를 [25]포함한 지원 계약도 제공합니다.WebSphere,[26] IBM DB2[27] 및 Oracle[28] 데이터베이스 및 애플리케이션, SAP R/3, SAP [29]ERP, IBM의 Java Developer's Kit(JDK)[30]와 같은 인기 폐쇄 소스 엔터프라이즈 소프트웨어 패키지를 비롯한 일부 표준 리눅스 소프트웨어 애플리케이션은 미리 컴파일된 상태로 제공됩니다.

개발자 리소스

IBM은 z용 Linux를 대상으로 하는 개발자에게 리소스를 제공합니다.

  • IBM Z 가상 머신에서 30일간 단일 Linux를 허용하는 [31]무료 프로그램인 Linux 테스트 드라이브.
  • IBM Systems Application Advantage for Linux(Chiphopper)는 개발자가 교차 플랫폼 Linux [32]소프트웨어를 작성하고 게시할 수 있도록 지원하는 개발자 프로그램입니다.
  • 오픈 소스 개발자에게 System [33]z 상의 Linux로의 이식 플랫폼을 제공하기 위한 플랫폼인 IBM Z 상의 Linux용 Community Development System(CDSL) 프로그램입니다.
  • Linux Remote Development Program은 유료 확장 개발자 지원 [34]프로그램입니다.

Linux on Z는 다른 Linux 배포판과 마찬가지로 Unicode 및 ASCII를 지원합니다. EBCDIC 기반 운영 [35]체제가 아닙니다.그러나 편의를 위해 Linux는 EBCDIC에서 커널 매개 변수를 읽을 수 있습니다. z/VM은 이 기능을 활용합니다.

Linux 애플리케이션을 Linux on Z로 이식하는 것은 매우 간단합니다.잠재적인 문제로는 엔디안성(Linux on Z는 빅 엔디안)과 특히 소스 코드를 사용할 [36]수 없는 경우 포터블하지 않는 라이브러리에 대한 의존 등이 있습니다.프로그램을 메인프레임 이외의 Linux 시스템에서 [37]z/Architecture 바이너리로 쉽게 교차 컴파일할 수 있습니다.

에뮬레이터

최소 3개의 소프트웨어 기반 IBM Z 메인프레임 에뮬레이터가 있습니다.

  • Fundamental Software의 FLEX-ES는 시판되는 옵션으로 [38]31비트 주소 지정으로 제한됩니다.
  • 오픈 소스 Hercles 에뮬레이터는 IBM Z에서 Linux를 지원합니다(시스템 z 자체에서 Linux를 실행할 수도 있습니다).
  • 2010년 IBM은 X86 하드웨어에서 실행할 수 있는 제한된 사용 실행 환경을 제공하는 Rational Developer for System z Unit Test Feature(현재는 z용 RDTz 또는 줄여서 RDTz)를 도입했습니다.IBM의 라이센스 조항은 RDTz 사용을 특정 애플리케이션 개발 작업으로 제한하며, 최종 사전 프로덕션 컴파일 또는 사전 프로덕션 테스트(예: 스트레스 테스트)는 포함하지 않습니다.RDTz에는 z/OS(일반 미들웨어 포함)가 포함되어 있으며 [39]Z 상의 Linux와도 호환됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크