IBMパラレルシスプレックス

コンピューティングにおいて、パラレル・シスプレックスとは、z/OSを搭載した単一のシステムイメージとして連携して動作するIBMメインフレームのクラスタのことです。災害復旧に使用されるパラレル・シスプレックスは、データ共有と並列コンピューティングを組み合わせることで、最大32台のシステムからなるクラスタがワークロードを共有し、高いパフォーマンスと可用性を実現します。

1990年、IBMのメインフレームコンピュータは、 MVS /ESA SPV4.1において、システム複合体（一般にSysplexと呼ばれる）の概念を導入しました。これにより、最大8つの論理パーティション（LPAR ）内の認証済みコンポーネントが、 XCFプロトコルを使用して相互に通信および連携できるようになりました。

Sysplexの構成要素は以下のとおりです。

• 全ての構成システムの時計を同期させるための共通の時刻ソース。これには、Sysplexタイマー（モデル9037）またはサーバータイムプロトコル（STP）のいずれかを使用できます。
• グローバルリソースシリアライゼーション（GRS）は、複数のシステムが同時に同じリソースにアクセスできるようにし、排他的アクセスを確保するために必要に応じてシリアライズを行う。
• クロスシステム結合機能（XCF）は、システムがピアツーピアで通信することを可能にする。
• カップルデータセット（CDS）

（ベース）Sysplexのユーザーには以下が含まれます。

• コンソールサービス – Sysplexの異なるメンバーから複数のMCSコンソールを統合し、運用用の単一のシステムイメージを提供する。
• 自動再起動マネージャ (ARM) – 失敗したジョブまたは開始されたタスクを、同じシステム（利用可能な場合）またはSysplex内の別のLPARで自動的に再起動するよう指示するポリシー
• Sysplex障害マネージャ（SFM） – Sysplexのメンバーの喪失やシステムの再構成など、特定の障害が発生した場合に実行する自動アクションを指定するポリシー
• ワークロードマネージャ（WLM） – 1つ以上のz/OSイメージ、あるいはAIX上にも及ぶ異種ワークロードのポリシーベースのパフォーマンス管理
• グローバルリソースシリアライゼーション（GRS） - 通信 - GRS専用チャネルの代わりにXCFリンクの使用を可能にし、動的RNLも使用可能です。
• Tivoli OPC – コントローラのホットスタンバイサポート
• RACF（IBMのメインフレームセキュリティソフトウェア製品） – Sysplex全体にわたるRVARYおよびSETROPTSコマンド
• PDSEファイル共有
• マルチシステムVLFNOTE、SDUMP、SLIP、DAE
• リソース計測機能（RMF） – Sysplex全体のレポート
• CICSは、トランザクションルーティングと機能転送にVTAMを使用する場合よりも、XCFを使用することで、より優れたパフォーマンスと応答時間を実現します。
• zFS – XCF通信を使用して複数のLPAR間でデータにアクセスする

IBMは1994年4月に、^{9674 [ 2 ]カップ}リング^機能（CF）、新しいS/390モデル、^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}既存モデルのアップグレード、高速通信用のカップリングリンク、MVS/ESA SP V5.1 ^{[ 6 ]}オペレーティングシステムのサポートを追加した[ 1 ] Parallel Sysplexを発表しました。^{[ 7 ]}

カップリングファシリティ（CF）は、カップリングファシリティ制御コード（CFCC）を実行できるプロセッサを搭載した専用のスタンドアロンサーバー上、ICF（内部カップリングファシリティ）として構成されたメインフレーム自体の統合プロセッサ上、またはあまり一般的ではないが通常のLPAR上に存在する場合があります。CFには、シリアル化、メッセージパッシング、および複数のLPAR間のバッファの一貫性を支援するためのロック、リスト、およびキャッシュ構造が含まれています。^{[ 8 ]}

並列シスプレックスの主な目的は、データ共有機能を提供することであり、複数のデータベースが共有データに対して直接読み書きできるようにすることです。これにより、次のような利点が得られます。

• サーバー、LPAR、またはサブシステム内の単一障害点を排除するのに役立ちます。
• アプリケーションの利用可能性
• 単一システムイメージ
• 動的セッションバランシング
• 動的トランザクションルーティング
• 拡張可能な容量

System zサーバー上で動作し、この機能を活用できるデータベースには、以下のものがあります。

• IBM Db2
• IBM情報管理システム（IMS）。
• VSAM（VSARM/RLS）
• IDMS
• アダバス
• データコム
• オラクル

他のコンポーネントは、カップリング機能を使用して、システム管理、パフォーマンスの向上、またはハードウェア要件の削減に役立てることができます。「リソース共有」と呼ばれるこの機能の用途には、以下のようなものがあります。

• カタログ – ディスク上のカタログデータセットへのI/Oを削減することでパフォーマンスを向上させる共有カタログ
• CICS – CFを使用して、名前付きカウンタ、データテーブル、または一時データの共有およびリカバリ機能を提供する
• DFSMShsm –データ移行ワークロードの負荷分散
• GRS Star – データセット割り当てにおけるCPUおよび応答時間のパフォーマンスを向上させます。

テープスイッチングは、GRS構造を利用して、z/OSイメージ間でテープユニットを共有する機能を提供します。

• 動的CHPID管理（DCM）およびI/O優先度管理
• JES2チェックポイント – マルチシステムチェックポイントへのアクセスを改善
• Operalog / Logrec – システム管理のための統合された複数システムログ
• RACF – 並列シスプレックス全体のセキュリティ管理を簡素化するための共有データセット
• WebSphere MQ – 可用性と柔軟性を実現する共有メッセージキュー
• WLMは、インテリジェント・リソース・ディレクター（IRD）をサポートし、z/OSワークロード・マネージャーを拡張して、パラレル・シスプレックス内の複数のLPARにわたるCPUおよびI/Oリソースの管理を支援します。機能には、LPAR CPU管理、IRDが含まれます。

パフォーマンス向上のためのマルチシステムエンクレーブ管理

• XCF Star – ハードウェア要件の削減とXCF通信経路の管理の簡素化

並列シスプレックスの主要構成要素は以下のとおりです。

• カップリングファシリティ（CFまたはICF）ハードウェア。複数のプロセッサがデータアクセスを共有、キャッシュ、更新、および負荷分散できるようにする。
• Sysplex Timer（より最近ではServer Time Protocol）は、すべてのメンバーシステムの時計を同期させるために使用されます。
• 高速、高品質、冗長構成のケーブル配線。
• ソフトウェア（オペレーティングシステムサービス、および通常はIBM Db2などのミドルウェア）。

カップリング ファシリティは、専用の外部システム ( System z9 BCなどの小型メインフレームで、カップリング ファシリティ プロセッサのみで特別に構成されている) またはメインフレーム自体に ICF (内部カップリング ファシリティ) として構成された統合プロセッサのいずれかです。^{[ 9 ]}パラレル シスプレックスでは、少なくとも 1 つの外部 CF を使用することが推奨されます。^{[ 10 ]} 特に本番データ共有環境では、冗長性のためにパラレル シスプレックスには少なくとも 2 つの CF および/または ICF があることが推奨されます。Server Time Protocol (STP) は、System z メインフレーム モデル z990 以降で 2005 年以降に Sysplex タイマーに取って代わりました。^{[ 11 ]} Sysplex タイマーは、メインフレームとは物理的に分離されたハードウェアですが、^{[ 12 ]} STP はメインフレームのマイクロ コード内の統合機能です。^{[ 13 ]} STP と ICF を使用すると、2 つのメインフレームを接続して完全なパラレル シスプレックス インストールを構築できます。さらに、単一のメインフレームには、アプリケーションのテストや開発目的に役立つ、完全な物理的な並列シスプレックスの内部相当物が含まれる場合があります。^{[ 14 ]}

IBM Systems Journalは、すべての技術コンポーネントに1号まるごとを割いて特集した。^{[ 15 ]}

コンピュータシステムでは、正確な時刻を維持することが重要です。たとえば、トランザクション処理システムでは、リカバリプロセスによってログファイルからトランザクションデータが再構築されます。トランザクションデータのログ記録にタイムスタンプが使用され、関連する2つのトランザクションのタイムスタンプが実際の順序から入れ替わっている場合、トランザクションデータベースの再構築結果がリカバリプロセス前の状態と一致しない可能性があります。サーバタイムプロトコル（STP）を使用すると、複数のサーバ間で単一の時刻ソースを提供できます。ネットワークタイムプロトコルの概念に基づき、System zサーバの1つがHMCによってプライマリ時刻ソース（ストラタム1）として指定されます。プライマリ時刻ソースは、カップリングリンクを使用してストラタム2サーバにタイミング信号を送信します。ストラタム2サーバは、ストラタム3サーバにタイミング信号を送信します。可用性を確保するために、サーバの1つをバックアップ時刻ソースとして指定し、3番目のサーバをアービタとして指定して、例外発生時にバックアップ時刻サーバがプライマリの役割を引き継ぐべきかどうかを判断するのを支援させることができます。

STPは2005年からSystem zサーバーで利用可能です。

STPに関する詳細は、「サーバータイムプロトコル計画ガイド」を参照してください。^{[ 16 ]}

地理的に分散した並列シスプレックス( GDPS ) は、異なる都市に配置される可能性のあるメインフレームの並列シスプレックスの拡張です。GDPS には、単一サイト構成または複数サイト構成の構成が含まれます。^{[ 17 ]}

• GDPS HyperSwap Manager：これは、単一のデータセンター内で使用する同期型ピアツーピアリモートコピー（PPRC）技術に基づいています。データはプライマリストレージデバイスからセカンダリストレージデバイスにコピーされます。プライマリストレージデバイスに障害が発生した場合、システムは通常、実行中のアプリケーションを中断することなく、セカンダリストレージデバイスを自動的にプライマリに切り替えます。
• GDPS Metro：これは、 200キロメートル（120マイル）離れたメインフレーム間で使用できる同期データミラーリング技術（PPRC）に基づいています。2システム構成の場合、両方のサイトをあたかも1つのシステムであるかのように管理できます。システムまたはストレージデバイスに障害が発生した場合でも、データ損失を最小限に抑え、あるいは全く損失することなく、自動的に復旧できます。 
• GDPS Global - XRC：これは、距離制限のない非同期拡張リモートコピー（XRC）技術に基づいています。XRCは、2つのサイト間でストレージデバイス上のデータをコピーするため、障害発生時に失われるデータはわずか数秒に抑えられます。障害が発生した場合は、ユーザーが復旧プロセスを開始する必要があります。一度開始されると、二次ストレージデバイスからの復旧とシステムの再構成は自動的に行われます。
• GDPS Global - GM：これは、距離の制限がない非同期型のIBM Global Mirrorテクノロジーに基づいています。1つのサイトで完全な障害が発生した場合の復旧を目的として設計されています。セカンダリストレージデバイスとバックアップシステムをアクティブ化します。
• GDPS Metro Global - GM：これは、災害復旧を目的とした、2つ以上のシステム/サイトを持つシステム向けの構成です。GDPS MetroとGDPS Global - GMを組み合わせた構成となっています。
• GDPS Metro Global - XRC：これは、災害復旧を目的として、2つ以上のシステム/サイトを持つシステム向けの構成です。GDPS MetroとGDPS Global - XRCを組み合わせた構成です。
• GDPS継続可用性：これは、距離に制限のない2つ以上のサイトで同じアプリケーションを実行し、同じデータを使用することで、サイト間のワークロードバランシングを実現する、災害復旧／継続可用性ソリューションです。IBMマルチサイトワークロードライフラインは、その監視機能とワークロードルーティング機能を通じて、GDPS継続可用性ソリューションにおいて不可欠な役割を果たします。

• システムz
• LPAR

• IBMパラレルシスプレックスサイト
• IBM GDPSページ