نظام IBM Parallel Sysplex

في مجال الحوسبة، يُعد نظام Parallel Sysplex عبارة عن مجموعة من أجهزة IBM الرئيسية التي تعمل معًا كصورة نظام واحدة بنظام z/OS . يُستخدم هذا النظام في استعادة البيانات بعد الكوارث، حيث يجمع بين مشاركة البيانات والحوسبة المتوازية لتمكين مجموعة تصل إلى 32 نظامًا من مشاركة عبء العمل لتحقيق أداء عالٍ وتوافر مستمر .

في عام 1990، قدمت أجهزة الكمبيوتر المركزية من شركة IBM مفهوم مجمع الأنظمة ، والذي يُطلق عليه عادةً اسم Sysplex ، مع MVS /ESA SPV4.1. وهذا يسمح للمكونات المعتمدة في ما يصل إلى ثمانية أقسام منطقية ( LPARs ) بالتواصل والتعاون مع بعضها البعض باستخدام بروتوكول XCF .

تشمل مكونات نظام Sysplex ما يلي:

• مصدر زمني مشترك لمزامنة ساعات جميع الأنظمة الأعضاء. يمكن أن يشمل ذلك إما مؤقت Sysplex (طراز 9037)، أو بروتوكول وقت الخادم (STP).
• تتيح خاصية التسلسل العالمي للموارد (GRS) لأنظمة متعددة الوصول إلى نفس الموارد في وقت واحد، مع إجراء التسلسل عند الضرورة لضمان الوصول الحصري.
• مرفق الربط بين الأنظمة ( XCF )، الذي يسمح للأنظمة بالتواصل من نظير إلى نظير.
• مجموعات بيانات الأزواج (CDS)

يشمل مستخدمو نظام Sysplex (الأساسي) ما يلي:

• خدمات وحدة التحكم – تسمح بدمج وحدات تحكم MCS متعددة من مختلف أعضاء Sysplex، مما يوفر صورة نظام واحدة للعمليات.
• مدير إعادة التشغيل التلقائي (ARM) - سياسة لتوجيه إعادة التشغيل التلقائي للوظائف الفاشلة أو المهام التي تم تشغيلها على نفس النظام إذا كان متاحًا أو على قسم منطقي آخر في Sysplex
• مدير أعطال نظام Sysplex (SFM) - سياسة تحدد الإجراءات الآلية التي يجب اتخاذها عند حدوث أعطال معينة، مثل فقدان أحد أعضاء نظام Sysplex أو عند إعادة تكوين الأنظمة.
• مدير أحمال العمل (WLM) – إدارة أداء أحمال العمل غير المتجانسة القائمة على السياسات عبر صورة واحدة أو أكثر من صور z/OS أو حتى على AIX
• تتيح تقنية التسلسل العالمي للموارد (GRS) - الاتصالات - استخدام روابط XCF بدلاً من القنوات المخصصة لتقنية GRS، وقوائم الموارد الديناميكية (RNLs).
• دعم وضع الاستعداد الساخن لوحدة التحكم Tivoli OPC
• RACF (منتج برمجيات أمان الحواسيب المركزية من IBM) – أوامر RVARY و SETROPTS على مستوى نظام Sysplex
• مشاركة ملفات PDSE
• VLFNOTE متعدد الأنظمة، SDUMP، SLIP، DAE
• مرفق قياس الموارد (RMF) – إعداد التقارير على مستوى النظام
• يستخدم CICS تقنية XCF لتوفير أداء أفضل ووقت استجابة أسرع من استخدام VTAM لتوجيه المعاملات وشحن الوظائف.
• zFS – استخدام اتصال XCF للوصول إلى البيانات عبر أقسام منطقية متعددة

قدمت شركة IBM ^{[ 1 ]} نظام Parallel Sysplex مع إضافة وحدة الربط 9674 ^{[ 2 ]} ، ونماذج S/390 جديدة، ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} وترقيات للنماذج الحالية، ووصلات ربط للاتصال عالي السرعة ودعم نظام التشغيل MVS/ESA SP V5.1 ^{[ 6 ]} ، في أبريل 1994. ^{[ 7 ]}

قد توجد وحدة الربط (CF) على خادم مستقل مخصص مُهيأ بمعالجات قادرة على تشغيل رمز التحكم الخاص بوحدة الربط (CFCC)، أو كمعالجات مدمجة في الحواسيب المركزية نفسها مُهيأة كوحدات ربط داخلية (ICFs)، أو، وهو أمر أقل شيوعًا، كأقسام منطقية عادية (LPARs). تحتوي وحدة الربط على هياكل القفل والقائمة والذاكرة المؤقتة للمساعدة في التسلسل، وتمرير الرسائل ، وتناسق المخزن المؤقت بين الأقسام المنطقية المتعددة. ^{[ 8 ]}

يتمثل الهدف الرئيسي لنظام Parallel Sysplex في توفير إمكانيات مشاركة البيانات، مما يسمح لقواعد بيانات متعددة بالقراءة والكتابة المباشرة للبيانات المشتركة. وهذا من شأنه أن يوفر فوائد عديدة.

• المساعدة في إزالة نقاط الفشل الفردية داخل الخادم أو القسم المنطقي أو الأنظمة الفرعية
• توافر التطبيق
• صورة نظام واحد
• موازنة الجلسات الديناميكية
• توجيه المعاملات الديناميكي
• قدرة قابلة للتوسع

تشمل قواعد البيانات التي تعمل على خادم النظام z والتي يمكنها الاستفادة من ذلك ما يلي:

• IBM Db2
• نظام إدارة المعلومات من شركة IBM (IMS).
• VSAM (VSARM/RLS)
• نظام إدارة الهوية
• أداباس
• بيانات كوم
• أوراكل

يمكن للمكونات الأخرى استخدام خاصية الربط للمساعدة في إدارة النظام، أو تحسين الأداء، أو تقليل متطلبات الأجهزة. وتُعرف هذه الخاصية باسم "مشاركة الموارد"، وتشمل استخداماتها ما يلي:

• الفهرس – فهارس مشتركة لتحسين الأداء عن طريق تقليل عمليات الإدخال/الإخراج لمجموعة بيانات الفهرس على القرص
• CICS – استخدام CF لتوفير إمكانيات المشاركة والاسترداد للعدادات المسماة أو جداول البيانات أو البيانات المؤقتة
• DFSMShsm – موازنة أعباء العمل لترحيل البيانات
• GRS Star – أداء محسّن لوحدة المعالجة المركزية ووقت الاستجابة لتخصيص مجموعات البيانات.

يستخدم تبديل الشريط بنية GRS لتوفير مشاركة وحدات الشريط بين صور z/OS.

• إدارة CHPID الديناميكية (DCM)، وإدارة أولوية الإدخال/الإخراج
• نقطة تفتيش JES2 – توفر وصولاً محسّناً إلى نقطة تفتيش متعددة الأنظمة
• Operlog / Logrec – سجلات متعددة الأنظمة مدمجة لإدارة النظام
• RACF – مجموعة بيانات مشتركة لتبسيط إدارة الأمان عبر نظام Parallel Sysplex
• WebSphere MQ – قوائم انتظار الرسائل المشتركة لضمان التوافر والمرونة
• يوفر WLM الدعم لمدير الموارد الذكي (IRD) لتوسيع نطاق مدير أحمال العمل في z/OS للمساعدة في إدارة موارد وحدة المعالجة المركزية والإدخال/الإخراج عبر أقسام منطقية متعددة ضمن نظام Parallel Sysplex. تشمل وظائفه إدارة وحدة المعالجة المركزية للأقسام المنطقية، وIRD.

إدارة البيئات المعزولة متعددة الأنظمة لتحسين الأداء

• XCF Star – متطلبات أجهزة أقل وإدارة مبسطة لمسارات اتصال XCF

تشمل المكونات الرئيسية لنظام Parallel Sysplex ما يلي:

• أجهزة الربط (CF أو ICF)، مما يسمح للمعالجات المتعددة بمشاركة البيانات وتخزينها مؤقتًا وتحديثها وموازنة الوصول إليها؛
• مؤقتات Sysplex (أو بروتوكول وقت الخادم مؤخرًا) لمزامنة ساعات جميع الأنظمة الأعضاء؛
• كابلات عالية السرعة وعالية الجودة ومكررة؛
• البرمجيات ( خدمات نظام التشغيل ، وعادةً ما تكون برامج وسيطة مثل IBM Db2 ).

قد تكون وحدة الربط إما نظامًا خارجيًا مخصصًا (حاسوب مركزي صغير، مثل System z9 BC، مُهيأ خصيصًا بمعالجات وحدة الربط فقط) أو معالجات مُدمجة في الحواسيب المركزية نفسها مُهيأة كوحدات ربط داخلية (ICFs). ^{[ 9 ]} يُوصى باستخدام وحدة ربط خارجية واحدة على الأقل في نظام Sysplex المتوازي. ^{[ 10 ]} يُوصى بأن يحتوي نظام Sysplex المتوازي على وحدتي ربط و/أو وحدات ربط داخلية على الأقل لضمان التكرار، خاصةً في بيئة مشاركة بيانات الإنتاج. حلّ بروتوكول وقت الخادم (STP) محل مؤقتات Sysplex بدءًا من عام 2005 لطرازات System z المركزية z990 والإصدارات الأحدث. ^{[ 11 ]} مؤقت Sysplex هو قطعة عتاد منفصلة فعليًا عن الحاسوب المركزي، ^{[ 12 ]} بينما بروتوكول وقت الخادم (STP) هو وحدة مُدمجة ضمن الشفرة البرمجية الدقيقة للحاسوب المركزي. ^{[ 13 ]} باستخدام بروتوكول STP وواجهات ICF، يُمكن إنشاء نظام Parallel Sysplex كامل باستخدام حاسوبين مركزيين متصلين. علاوة على ذلك، يُمكن لحاسوب مركزي واحد أن يحتوي على ما يُعادل نظام Parallel Sysplex مادي كامل، وهو أمر مفيد لأغراض اختبار التطبيقات وتطويرها. ^{[ 14 ]}

خصصت مجلة أنظمة IBM عددًا كاملاً لجميع مكونات التكنولوجيا. ^{[ 15 ]}

يُعدّ الحفاظ على دقة التوقيت أمرًا بالغ الأهمية في أنظمة الحاسوب. فعلى سبيل المثال، في نظام معالجة المعاملات، تُعيد عملية الاسترداد بناء بيانات المعاملات من ملفات السجل. إذا استُخدمت الطوابع الزمنية لتسجيل بيانات المعاملات، وتم تبديل الطوابع الزمنية لمعاملتين مرتبطتين عن التسلسل الفعلي، فقد لا تتطابق قاعدة بيانات المعاملات المُعاد بناؤها مع الحالة قبل عملية الاسترداد. يُمكن استخدام بروتوكول وقت الخادم (STP) لتوفير مصدر زمني واحد بين عدة خوادم. استنادًا إلى مفاهيم بروتوكول وقت الشبكة، يُعيّن مركز إدارة الأجهزة (HMC) أحد خوادم النظام z كمصدر زمني أساسي (الطبقة 1). ثم يُرسل هذا الخادم إشارات التوقيت إلى خوادم الطبقة 2 عبر روابط الربط. بدورها، تُرسل خوادم الطبقة 2 إشارات التوقيت إلى خوادم الطبقة 3. ولضمان استمرارية الخدمة، يُمكن تعيين أحد الخوادم كمصدر زمني احتياطي، وتعيين خادم ثالث كمُحكّم لمساعدة خادم الوقت الاحتياطي في تحديد ما إذا كان ينبغي عليه تولي دور المصدر الأساسي في حالات استثنائية.

تتوفر بروتوكولات STP على خوادم System z منذ عام 2005.

تتوفر معلومات إضافية حول بروتوكول STP في "دليل تخطيط بروتوكول وقت الخادم". ^{[ 16 ]}

نظام الحوسبة المتوازية الموزعة جغرافيًا ( GDPS ) هو امتداد لنظام الحوسبة المتوازية لأجهزة الحاسوب المركزية الموجودة، ربما، في مدن مختلفة. يتضمن نظام GDPS تكوينات لموقع واحد أو مواقع متعددة: ^{[ 17 ]}

• مدير التبديل الفائق لنظام GDPS: يعتمد هذا النظام على تقنية النسخ عن بُعد المتزامن من نظير إلى نظير (PPRC) للاستخدام داخل مركز بيانات واحد. يتم نسخ البيانات من وحدة التخزين الأساسية إلى وحدة تخزين ثانوية. في حال تعطل وحدة التخزين الأساسية، يقوم النظام تلقائيًا بتحويل وحدة التخزين الثانوية إلى وحدة أساسية، عادةً دون التأثير على التطبيقات قيد التشغيل.
• نظام إدارة البيانات العالمي (GDPS) في منطقة مترو: يعتمد هذا النظام على تقنية النسخ المتزامن للبيانات (PPRC) التي يمكن استخدامها على أجهزة حاسوب مركزية تفصل بينها مسافة 200 كيلومتر (120 ميلاً) . في نموذج النظامين، يمكن إدارة كلا الموقعين كما لو كانا نظامًا واحدًا. في حال تعطل أي نظام أو جهاز تخزين، تتم عملية الاستعادة تلقائيًا، مع فقدان محدود أو معدوم للبيانات . 
• GDPS Global - XRC: يعتمد هذا النظام على تقنية النسخ عن بُعد الموسّع غير المتزامن (XRC) دون أي قيود على المسافة. تقوم XRC بنسخ البيانات على أجهزة التخزين بين موقعين، بحيث لا تتجاوز فترة فقدان البيانات بضع ثوانٍ في حال حدوث عطل. في حال حدوث عطل، يجب على المستخدم بدء عملية الاستعادة. بمجرد بدء العملية، تتم عملية الاستعادة تلقائيًا من أجهزة التخزين الثانوية وإعادة تهيئة الأنظمة.
• نظام GDPS العالمي - GM: يعتمد هذا النظام على تقنية IBM Global Mirror غير المتزامنة ، دون أي قيود على المسافة. وهو مصمم لاستعادة البيانات في حالة حدوث عطل كامل في موقع واحد. وسيقوم النظام بتفعيل أجهزة التخزين الثانوية وأنظمة النسخ الاحتياطي.
• GDPS Metro Global - GM: هذا تكوين للأنظمة التي تضم أكثر من نظامين/موقعين، وذلك لأغراض استعادة البيانات في حالات الكوارث. وهو يعتمد على GDPS Metro بالإضافة إلى GDPS Global - GM.
• GDPS Metro Global - XRC: هذا تكوين للأنظمة التي تضم أكثر من نظامين/موقعين لأغراض استعادة البيانات في حالات الكوارث. وهو يعتمد على GDPS Metro بالإضافة إلى GDPS Global - XRC.
• التوافر المستمر لنظام GDPS: هو حلٌّ لاستعادة البيانات بعد الكوارث وتوفير التوافر المستمر، ويعتمد على موقعين أو أكثر، يفصل بينهما مسافات غير محدودة، ويعملان بنفس التطبيقات والبيانات لتحقيق توازن أحمال العمل بين المواقع. ويلعب نظام IBM Multi-site Workload Lifeline، من خلال مراقبته وتوجيه أحمال العمل، دورًا أساسيًا في حل التوافر المستمر لنظام GDPS.

• النظام z
• LPAR

• موقع IBM Parallel Sysplex
• صفحة IBM GDPS