Big Iron from Big Blue

Linux luidt volgende generatie mainframes in

Mainframes zijn zo oud dat ze niet eens meer als legacy maar als dinosaurussen worden aangeduid. Hoewel het al jaren wordt geroepen, willen ze maar niet uitsterven. Door Linux voor zijn mainframes beschikbaar te maken heeft IBM het tijdperk van de mainframe met weer een volgende generatie verlengd.

Mainframes zijn oud, oeroud. Waar verouderde systemen tegenwoordig als legacy worden aangeduid, spreekt men hier zelfs van dinosaurussen. Ze hebben een historie die veertig jaar teruggaat, naar de tijd van ponskaarten, grote magneet tapes en batch jobs, naar programmeertalen als Cobol, Fortran en Algol, en naar de 360 en 370 machines van IBM.
Deze systemen met een 24 bits adresruimte werden later uitgebreid naar 31 bits en meerdere adresruimten (de Enterprise Systems Architecture, ESA, die we nu nog steeds heel vaak tegenkomen). Vanaf 1990 verkoopt IBM deze onder de S/390 vlag, en het OS/360 operating system, dat inmiddels MVS heette (naar aanleiding van destijds nieuwe technologie, Multiple Virtual Storage), als OS/390.
Drie jaar geleden heeft IBM zijn machines opgewaardeerd naar 64 bits, de zogenaamde z/Architecture. Desondanks bouwen ook de huidige mainframes nog steeds sterk voort op de technologie van die eerste 360 systemen.

De mainframes bevinden zich in een segment onder de massief parallelle supercomputers met hun vele processoren. Waar de supers zich daarmee vooral goed lenen voor wetenschappelijk rekenwerk, is de mainframe, die hooguit een paar dozijn CPU's herbergt, met zijn grote I/O capaciteit en enorm hoge betrouwbaarheid bij uitstek geschikt voor administratieve toepassingen en grootschalige transactieverwerking. Zo kunnen ze duizenden terminal gebruikers tegelijkertijd bedienen. We vinden ze dan ook vooral terug in de banking & finance sector, bij luchtvaartmaartschappijen en in de reiswereld, bij grote administratieve verwerkers en natuurlijk bij overheden.
De prijs van een mainframe begint bij een paar ton en loopt al gauw in de miljoenen, maar daarvoor krijg je dan ook een machine die eenvoudigweg nooit down gaat. Zelfs tijdens reparaties snort het ding gewoon door. De basis toepassingen draaien vaak al vele jaren, soms meer dan twintig jaar, en zijn geschreven in talen als Cobol en Fortran.
In het marktsegment onder de mainframe treffen we nu de grote Unix systemen. Vroeger waren dat de mini's, gebouwd door bijvoorbeeld HP, IBM, DEC en Data General.

Hoewel de term mainframe inmiddels synoniem is met de systemen van IBM, waren er destijds ook nog een heleboel andere bedrijven actief op dit gebied. Gene Amdahl, de hoofdontwerper van de IBM 360 systemen, begon later met zijn gelijknamige bedrijf klonen hiervan te produceren. Later volgde Hitachi. Andere bedrijven die zich in deze markt bewogen waren bijvoorbeeld Bull/Honeywell/GE, Control Data Corporation (CDC), RCA/GE, NCR en ICL. Unisys, ontstaan uit het samengaan van mainframe leveranciers Burroughs en Sperry/Univac, heeft met zijn grote Intel gebaseerde ES/7000 systemen nog steeds een heleboel klanten in die zelfde markt van toen.

Operating systems

De lange historie en diensttijden van de mainframe zien we terug in de veelheid van systemen en operating systems. Er zijn er nog wel meer, maar naast OS/360 was VM, kort voor Virtual Machine, "het andere" operating system. Voorloper CP-67 was er al voor een van de eerste 360 modellen. Belangrijkste feature - vandaar de naam - was de mogelijkheid om meerdere virtuele systemen te draaien, door gebruik te maken van een virtueel geheugensysteem. Dit operating system werd in eerste instantie liever niet verkocht door IBM. Ze gebruikten het vooral zelf intern om nieuwe operating systems en hardware die alleen nog maar virtueel bestond te testen. Pas naar aanleiding van veel vragen uit de markt is IBM dit als VM/370 gaan aanbieden. Later werd dit gewoon VM, en na de laatste rebranding z/VM. OS/390 werd toen omgedoopt tot z/OS.

Een ander veelgebruikt operating systems voor de IBM mainframes is VSE/ESA, het kleine broertje van OS/390. Het draait op dezelfde hardware, maar biedt minder faciliteiten. Hoewel IBM natuurlijk liever OS/390 verkoopt, zijn er genoeg gebruikers die VSE/ESA prefereren juist vanwege zijn lean-and-mean karakter. Waar in de Verenigde Staten en Australië meestal MVS werd gebruikt, was VSE/ESA vooral populair in Europa. Het kreeg (daardoor) echter minder aandacht van IBM dan het verdiende.

Tenslotte willen we TPF nog noemen. Dit operating system is geoptimaliseerd speciaal voor grote transactieverwerkers. Het wordt daarom vooral veel gebruikt door banken en luchtvaartmaatschappijen. Hoewel er wereldwijd maar een stuk of 150 licenties lopen, gaat het daarbij wel om hele grote toepassingen.

Linux/390

De Linux port voor de S/390 is door IBM onder de GNU Public License (GPL) naar het publieke domein gebracht, en vanaf versie 2.2.15 een standaard onderdeel van de kernel geworden. Het is een voortbrengsel van het Linux samenwerkingsverband dat IBM twee jaar geleden was overeengekomen met de drie Japanse mainframe leveranciers Hitachi, Fujitsu en NEC. Linux is echter niet de eerste Unix die voor dit platform beschikbaar was. IBM zelf levert ook USS (Unix System Services) als standaard onderdeel van z/OS, al is dat nooit een succes geworden.

Inmiddels zijn er verschillende Linux distributies voor de mainframes beschikbaar, in het algemeen aangeduid als Linux/390 of soms als zLinux. IBM zelf ondersteunt SuSE Linux Enterprise Server, Red Hat en Turbolinux. Deze laatste richt zich vooral op Azië en doet met name goede zaken in China. SuSE is in de mainframe wereld het meest populair. Daarnaast zijn er ook Linux/390 distributies van Debian, Conectiva en ThinkBlue. Conectiva is net als SuSE en Turbolinux gebaseerd op UnitedLinux. Er is zelfs een Linux Standard Base (LSB) specificatie voor de z/Architecture. ThinkBlue is een afgeleide van Red Hat.

Het Linux/390 operating system loopt direct op een LPAR (een Logical Partition, een manier om de mainframe hardware in verschillende flexibele segmenten de partitioneren), of als guest op het z/VM operating system. Linux/390 wordt nu ondersteund op alle versies van VM (VM, VM/ESA, z/VM). Daarnaast was er de Virtual Image Facility, speciaal ontwikkeld om een heleboel Linux images te draaien en te beheren. Inmiddels is de ondersteuning van VIF door IBM gestopt. Vergelijkbare faciliteiten zijn nu onderdeel van de System Administration Facility van z/VM.

De installatie van Linux op VM is niet bijzonder ingewikkeld, een kwestie van het definiëren van de resources (processoren, geheugen, I/O devices met adressen en storage) en het instellen van de omgeving. Je kunt op het mainframe zelf geen X11 server draaien – een mainframe heeft geen grafische terminal – maar natuurlijk wel via een andere X server de interface van processen op het mainframe naar je eigen CDE, KDE of Gnome desktop toe halen. Het porten van applicaties vereist in het algemeen nauwelijks aanpassingen; meestal is een nieuwe build voldoende.

Op deze manier kun je vele tientallen Linux images laten draaien op je mainframe. De benchmarks en records lopen zelfs in de vele tienduizenden images, maar dat heeft verder geen practische waarde meer.

Grappig is tenslotte dat er andersom ook een S/390 emulator voor Linux (en Windows) is, genaamd Hercules. Als je wilt kun je daar dan weer Linux/390 op zetten 😀