Mainframe – dinozaur, który żyje

Czym w ogóle jest mainframe? Jest to klasa komputerów używana przez duże organizacje dla krytycznych aplikacji, często w Stanach nazywany „Big Iron”. Nazwa ta wzięła się od ich pierwszych generacji, gdzie cały system składał się z wielu szaf – a główna jednostka przetwarzająca dane była właśnie tym „main framem”. Jak to wygląda dzisiaj? Nadal cały system składa się z kilku części takich jak CPU (czyli właśnie nasz mainframe), macierzy dyskowych i różnych systemów do backupowania i archiwizacji danych jak również infrastruktury sieciowej.

Rys. 1. Ośrodek obliczeniowy oparty o serwery Mainframe  (źródło)

Rys. 2. Serwerownia we współczesnym Data Center na pierwszym planie serwer IBM Mainframe (źródło: Materiały prasowe IBM)

Jak rozwijał się mainframe?

Początków mainframe’a należy szukać w roku 1944 r. w maszynie opracowanej przez IBM i Uniwersytet Harvarda nazwanej „Automatycznym sekwencyjnie sterowanym kalkulatorem” (org. Automatic Sequence Controlled Calculator), którego wydajność wynosiła ok 1/3 sekundy dla dodawania i 6 sekund dla mnożenia. Przyśpieszenie rozwoju przyszło wraz z wojną w Korei i tak w 1952 IBM wypuścił komputer nazwany „IBM 701”, który był urządzeniem w pełni elektronicznym. Prawdziwy przełom przyszedł w kwietniu 1964 roku wraz z ‘’System/360”, który wprowadził zarządzanie danymi w jednym centralnym systemie, a koszty zostały zredukowane poprzez mnogość konfiguracji dostosowanej do potrzeb klientów (19 konfiguracji jednostki centralnej i ponad 40 typów urządzeń peryferyjnych). Klienci mogli rozwijać swoje aplikacje poprzez użycie języków programowania takich jak COBOL, FORTRAN czy PL/1, jednocześnie odchodząc od kodowania na kartach perforowanych (dziurkowanych), a zaczynając używać taśm magnetycznych do zapisywania programów i danych. Dzięki ewolucji platformy mainframe, zapoczątkowanej w latach 60 XX w. obecnie mamy możliwości przeprowadzenia do 300 bilionów operacji na dzień z czasem odpowiedzi poniżej 1 ms (model IBM z16). Po szczegóły dotyczące historii rozwoju platformy zapraszam do odwiedzenia oficjalnej strony producenta, IBM.

Z czasem na świecie pojawiało się także wielu innych dostawców mainframów tj.: Hitachi, UNIVAC, Fujitsu, Telefunken, ICL. Także w dawnym Związku Radzieckim powstały systemy takie jak Ural i Strela, klony System/360 pod nazwą RIAD, a także nasze rodzime mainframy czyli system Odra. Jednak w dzisiejszych czasach na rynku pozostał praktycznie tylko jeden gracz- IBM, który systemy mainframe nazywa systemami Z (ponad 90% globalnie).

Czy ktoś nadal używa ponad 80-letnich systemów?

Odpowiedź jest oczywista: TAK!

Oto kilka ciekawostek odnośnie wykorzystania mainframe, a w zasadzie systemów Z Series:

Według statystyk z Q4 2020 r. mainframe wykorzystuje:

• 67 firm z listy Fortune 100,
• 45 z top 50 banków,
• 8 z top 10 ubezpieczycieli,
• 4 z top 5 linii lotniczych,
• 68% światowej produkcji w IT opiera się na mainframe generując tylko 6% kosztów światowego IT.

Codziennie na mainframe odbywa się ok 30 bilionów transakcji, utrzymywane jest 80% danych biznesowych z całego świata i obsługuję 90% transakcji kartami.

Dziennie obsługiwane jest więcej transakcji niż zapytań w Google (1.3 miliona/sek na mainframie vs. 68,542/sek zapytań w Google).

Jakie są główne powody wyboru mainframe’a ?

1. Bezpieczeństwo – każda operacja na mainframe jest zarejestrowana w logach, czyli kronikach systemowych (zmiana w plikach, próby dostępu itp.) jak również mainframe oferuje bardzo precyzyjne możliwości przyznawania dostępu do zasobów.  
2. Niezawodność - obejmuje korzystanie z wysokiej jakości komponentów sprzętowych i programowych oraz szeroko zakrojoną samokontrolę jak również redundancję podzespołów.
3. Dostępność – możliwość wykrywania i automatycznego zastąpienia wadliwego komponentu zarówno hardware-owego jak i software-owego. Ogólna dostępność systemów wynosi ok 99,9% czasu w ciągu roku.
4. Skalowalność - przez skalowalność rozumiemy zdolność sprzętu, oprogramowania lub systemu rozproszonego do dalszego prawidłowego funkcjonowania, gdy zmienia się jego rozmiar lub objętość; na przykład możliwość zachowania poziomów wydajności podczas dodawania procesorów, miejsca na dyskach czy taśmach.
5. Wirtualizacja – mało kto wie, że wirtualizacja zaczęła się od mainframe! Każdego mainframe’a możemy podzielić na wiele wirtualnych części, które mogą działać niezależnie od siebie (na jednej maszynie możemy umieścić kilkunastu klientów)
6. Kompatybilność - konieczność zachowania kompatybilności wstecznej aplikacji jest siłą mainframe jak również stanowi ochronę inwestycji klientów. Stare aplikacje na nowym sprzęcie  muszą nadal działać poprawnie. W związku z tym większość prac projektowych dotyczących nowego sprzętu i oprogramowania systemowego opiera się na zapewnieniu wymogu kompatybilności.

Jak wygląda praca administratora/ programisty mainframe ?

Tu nie ma jednoznacznej odpowiedzi, jako że mainframe nie jest „zwykłym” komputerem, a systemem przeznaczonym dla dużych przedsiębiorstw. Mnogość zadań wykształciła pewne specjalizacje, np.:

1. System administrator - zajmujący się codziennymi zadaniami pozwalającymi utrzymać działanie systemu i tak tutaj możemy wyróżnić kilka działów:

• Administrator baz danych,
• Administrator bezpieczeństwa,
• Administrator ścieżki przetwarzania,
• Administrator pamięci masowych,
• Administrator automatyzacji i ciągłości działania.

1. System programmer – zajmuje się głównie utrzymaniem systemu samego w sobie, czyli aktualizacja oprogramowania czy problemami związanymi z hardware-m.
2. System operator – monitoruje i kontroluje operacje, startuje i zatrzymuje systemy i sub-sytemy, zgłaszając problemy do poszczególnych administratorów,
3. Application Developer- odpowiada za rozwój aplikacji działających na systemach.

Poniżej wrzucam kilka zdjęć pokazujących wam, jak wygląda system od środka:

Rys.3. Ekran logowania

 
Rys. 4 . Ekran wyboru sesji

Rys 5. Główny ekran 

Rys. 6. Przeglądanie/wybór plików (w nomenklaturze mainframe – Data Setów)

Jak wejść do tego świata?

Systemy Windows lub Linux są powszechnie dostępne w naszych domowych komputerach, jednak ilu z nas widziało lub miało kontakt z mainframem? Na system klasy Enterprise, jakim jest mainframe mogą pozwolić sobie tylko najbogatsze instytucje na świecie. I tu pojawia jeden problem – aby uczyć się pracy na mainframe, trzeba na nim pracować 😊. Więc jak się załapać? Najprościej przebyć rekrutacje i zacząć od pełnienia zadań operatora, który monitoruje ciągłość działania systemu oraz wykonuje proste i powtarzalne zadania. Jeśli ktoś wykaże się ambicją i zaangażowaniem, dość szybko złapie kontakt z administratorami, którzy mogą pokazać, na czym polega ich praca i wprowadzą w świat „zielonych konsol” co pozwoli wam zdecydować, w jakiej specjalizacji chcielibyście się rozwijać (warto dobrze się zastanowić, bo później spędzicie w tym kilka lat). Często zdarza się, że po kilku latach pracy w danej specjalizacji osoby pracujące jako administratorzy decydują się zgłębić wiedzę z innego obszaru mainframe.

Moja droga wyglądała jednak trochę inaczej, zacząłem pracować na monitoringu systemów typu Open, by po jakimś czasie wziąć udział w pierwszej organizowanej w moje firmie (Atos) Mainframe Akademii tj. szkoleniu wewnętrznym z tego obszaru, co pozwoliło mi „przeskoczyć” etap operatora i od razu zająć się zadaniami administracyjnymi.

Firma Atos nieustannie rozwija się w obszarze mainframe, zarówno pozyskując nowych klientów, jak też inwestując w najnowszy hardware. Osoby zainteresowane rozwojem swojej kariery mają tu wiele możliwości, aktualnie prowadzimy rekrutację na 10 pozycji dla administratorów mainframe. Ważne, aby kandydaci posługiwali się językiem angielskim na poziomie co najmniej B2 oraz posiadali doświadczenie w obszarze mainframe. Dla osób zainteresowanych wejściem do tego sektora: prowadzimy też rekrutacje na pozycje monitoringowe, jednak dodatkowym wymaganiem jest znajomość języka francuskiego lub niemieckiego.

Jeśli chcielibyście dowiedzieć się więcej na temat pracy na mainframe czy poszczególnych specjalizacji, dajcie znać w komentarzach. Będę starał się na nie odpowiadać.