Was können Großrechner-Werkzeuge von Drittanbietern? Die wichtigsten Mainframe-Tools

Autor / Redakteur: Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska / Ulrike Ostler

Mainframe-Anwender plagt der Kostendruck. Das hält das Interesse an Tools zur Kostensenkung und Leistungsoptimierung wach. DataCenter-Insider verschafft einen Überblick über die interessantesten und berichtet, wie sich betroffene Unternehmen vom scheinbar unvermeidlichen Vendor-Lock-In befreien können.

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Ein Großteil des Aktienhandels weltweit, die Mehrheit von Kreditkartentransaktionen und viele andere geschäftskritische Prozesse laufen auf Mainframes.
Ein Großteil des Aktienhandels weltweit, die Mehrheit von Kreditkartentransaktionen und viele andere geschäftskritische Prozesse laufen auf Mainframes.
(Bild: CA Technologies/ Bill Gallery)

Wer von Mainframes spricht, hat fast immer „IBMs z/OS“-Linie im Sinn, die heute Markt führende „System-z“-Reihe von IBM. Neun der Top 10 der globalen Lebens- und Krankenversicherungsanbieter verarbeiten Transaktionen mit hohem Volumen auf IBMs System z-Mainframes.

Ganze 96 von den 100 größten Banken der Welt nutzen ein System z-Mainframe. Auch die Deutsche Post und Allianz sind unter den Mainframe-Anwendern ganz vorne mit dabei. Die Mainframe-zentrische IBM-Benutzergruppe SHARE (siehe: G.U.I.D.E./ SHARE Europe) zählt insgesamt stolze zwanzig tausend Mitglieder von insgesamt etwa zwei tausend Unternehmen weltweit.

Im Zeitalter von Social Media entstehen praktisch „am laufenden Band“ Unmengen von Big Data aus den Bereichen CRM, Verkauf und R&D (Forschung und Entwicklung); Handlungsempfehlungen werden idealerweise in Echtzeit benötigt. Unter Druck gesetzt, suchen Mainframe-Administratoren nach Lösungen, um die ablaufenden Prozesse zu optimieren und die MLC-Lizenzkosten (Monthly License Charge) im Griff zu halten.

Berechnung der Lizenzkosten

Die MLC-Lizenzkosten werden anhand der tatsächlichen Mainframe-Auslastung, gestaffelt nach MSUs (Millions of Service Units), in Rechnung gestellt. Hardware- und Softwarepakete für Mainframes werden in der Regel pro einer definierten Anzahl von MIPS (Millionen von Instruktionen pro Sekunde) lizensiert. Einsparungen in Höhe von einem Fünftel bis zu einem Drittel an MIPS reflektieren sich für den betroffenen Anwender in greifbaren Kostensenkungen oftmals in Höhe von mehreren Millionen Euro pro Jahr.

Potenzial zur Kostenminimierung gibt es bei Mainframes zuhauf. Wer bestehende Workloads mit einer niedrigeren Anzahl von MSUs verarbeitet, spart bereits bares Geld.

Doch damit nicht genug: Das Kleingedruckte in den Lizenzverträgen kann dazu führen, dass sich die Kosten möglicherweise unterschiedlich gestalten je nachdem, zu welchem Zeitpunkt die betreffenden Workloads ablaufen. Wer bereits ahnt, dass sich die Optimierungen der Mainframe-Auslastung gar nicht so einfach gestaltet, wie es sich anhört, greift zu professionellen Tools von IBM und/oder Drittanbietern.

Für die eigenen System z-Prozessoren bietet IBM unter anderem das kostenfreie Tool „zPCR“ zum Planen der Kapazitätenauslastung; allerdings eignet sich das Werkzeug vor allem zum Evaluieren von Prozessor-Upgrades und nicht zum Optimieren der Nutzung bestehender Mainframe-Hardware. Zum Glück mangelt es nicht an praxiserprobten Ansätzen.

Potenzial zur Mainframe-Optimierung mit geeigneten Management-Tools ausloten

Mit Tools wie dem „Cost Analyzer“ von BMC erhalten Mainframe-Administratoren detaillierte Einblicke in die MLC-Kosten (Monthly License Charges) von Mainframes wie „zEnterprise“. Dank der Möglichkeit zur Visualisierung aktueller Belastung und zur Durchführung von Simulationen kommen typischerweise Kostensenkungen von 5 Prozent bis 20 Prozent zu Stande. Ein ähnliches Ziel verfolgt „CCPT“ von zCost Management.

Analyse der Mainframe-Auslastung mit dem CCP Tool von zCost Management
Analyse der Mainframe-Auslastung mit dem CCP Tool von zCost Management
(Bild: zCost Managmenet)

Laut Compuware, eines Anbieters von Werkzeugen zur strategischen Mainframe-Optimierung, kommen heutzutage weltweit 220 Milliarden Zeilen Mainframe-Anwendungscode zum Einsatz. Viele Mainframe-Tools fokussieren daher im Aufspüren von Ursachen für Leistungsengpässe im ausführbaren Code. Diese resultieren beispielsweise aus übermäßigem Einsatz oder aus dem Einsatz besonders ineffizienter SQL-Anfragen, ungeeigneter Datenmodelle und vieles mehr.

Compuware Topaz hilft, Zusammenhänge in Mainframe-Datenbeständen zu visualisieren und die Programmlogik zu untersuchen.
Compuware Topaz hilft, Zusammenhänge in Mainframe-Datenbeständen zu visualisieren und die Programmlogik zu untersuchen.
(ild: Compuware)

In die Kategorie der Code-Optimierungs-Tools für Mainframe-Anwendungen fällt unter anderem „Intertest Batch“ von CA Technologies. Interessante Tools für diese Aufgabe bietet unter anderem Compuware mit „Strobe“, „Workbench“ und „Topaz“.

Datakinetics: In-Memory-Datenverarbeitung senkt Prozessorauslastung

Data Kinetics hat sich auf das Optimieren der Stapelverarbeitung auf Mainframes spezialisiert und bietet in diesem Bereich unter anderem den In-Memory-Beschleuniger „Table Base“, ein Werkzeug mit der Bezeichnung „Data Integration and Replication“ und dem „DB2 Offline Analyzer“. Durch das Einlesen der benötigten Daten in den Arbeitsspeicher erzielt Tablebase eine Beschleunigung der Datenverarbeitung um das 10- bis 30-fache (In-Speicher-Operationen sind um einen Faktor von Tausend schneller als I/O-Zugriffe).

Dank der Nutzung mehrfacher zur Echtzeit erzeugter Indizes verbrauchen Operationen wie virtuelle Datensortierung unter Verwendung von Table Base nur einen Bruchteil der sonst benötigten Prozessorleistung und reduzieren die zahlungspflichtige Rechenzeit.

In-Memory-Datenverarbeitung mit Hilfe von In-Memory-Beschleunigern wie Tablebase von Datakinetics reduziert die anfallende Rechenzeit und senkt damit de facto die anfallenden MLC-Kosten
In-Memory-Datenverarbeitung mit Hilfe von In-Memory-Beschleunigern wie Tablebase von Datakinetics reduziert die anfallende Rechenzeit und senkt damit de facto die anfallenden MLC-Kosten
(Bild: Datakinetics)

Das Werkzeug Data Integration and Replication von Data Kinetics erleichtert die Datenmigration von und auf den Mainframe, während der Offline DB2 Analyzer diesen Vorgang in vielen Fällen gar überflüssig macht und durch die Entlastung des Mainframe zu geringeren MLC-Kosten beiträgt. Eine ähnliche Aufgabe erfüllt „Innovize IT Offline Analysis and Reporting for DB2“ von Datakinetics.

Untersuchung von Performance-Engpässen

Bei Innovize IT Offline Analysis and Reporting for DB2 handelt es sich um ein Mainframe-Monitoring-Werkzeug zum Untersuchen der Ursachen von DB2-Performance-Engpässen. Das Tool lädt Mainframe-Metadaten auf einen Windows-Desktop herunter, um eine Offline-Analyse zu ermöglichen, die keinerlei Mainframe-Rechenzeit beansprucht.

Das Tool präsentiert dem Administrator anschließend konkrete Handlungsempfehlungen, zum Beispiel im Hinblick auf Anpassungen der Tablespace-Definitionen, das Hinzufügen oder Entfernen von Indizes oder das Optimieren von SQL-Anfragen. Eine zusätzliche Option ermöglicht laufendes Monitoring.

In vielen Fällen macht es allerdings keinen Sinn mehr, Altlasten-Code betagter Mainframe-Anwendungen noch weiter aufzubessern. Zunehmend viele Anwender entscheiden sich für eine Migration ihrer Code-Basis auf die Linux-Plattform auf dem Mainframe, um sich von dem Vendor-Lock-In schrittweise zu befreien. Um zu verstehen, wie in diesem Szenario ganz „nebenbei“ erhebliche Kostenersparnisse zu Stande kommen, ist es angebracht, IBMs Preismodell genauer unter die Lupe zu nehmen.

Kostensenkung durch Spezialprozessoren

Die führende Mainframe-Produktfamilie, IBMs System z Mainframes, setzen zweierlei Kategorien von Prozessoren ein: die so genannten Allzweckprozessoren (Common Processors oder CPs) und die so genannten Spezialprozessoren, darunter den System „z Integrated Information Processor“ (zIIP), den „z Application Assist Processor“ (zAAP) und „IFL“-Prozessoren (Integrated Facility for Linux). Der Leistungsverbrauch in MIPS-Einheiten fällt preislich mit Abstand am stärksten beim Einsatz der CPs ins Gewicht.

Mit einer proprietären Lösung mit der Bezeichnung „zPrime“ schickte sich vor einigen Jahren der Anbieter Neon an, Benutzern von IBMs z/OS-Mainframes Kostensenkungen von bis zu 80 Prozent zu ermöglichen. Die Neon-Technik lief darauf hinaus, dass ein Teil der anfallenden Berechnungen von IBMs eigenen Anwendungen von den Allzweck-Prozessoren (CP) auf die günstigeren Spezialprozessoren verschoben wurde.

Workloads wie DB2-Datenbanken, Java- und XML-Berechnungen liefen auf den Spezialprozessoren zur Höchstleistung bei einem Bruchteil der Kosten auf. IBM war damit nicht einverstanden und reichte gegen Neon eine Klage ein. Kurz daraufhin musste das Unternehmen im Zuge einer gerichtlichen Verfügung zPrime weltweit vom Markt nehmen und hat sich von der Niederlage nie wieder erholt.

Zweistellige Einsparungen bei den laufenden Kosten

Dennoch haben es einige Drittanbieter geschafft, die Marktnische der Mainframe-Optimierung mit legaler Software zu adressieren, die ihren Anwendern in vielen Fällen hohe zweistellige Einsparungen der laufenden Kosten beschert.

Linux auf IBM System z
Linux auf IBM System z
(Bild: IBM)

Mainframes, die IBM heute ausliefert, verdanken über 50 Prozent ihrer Rechenleistung den Spezialprozessoren, vor allem den IFLs (Integrated Facility for Linux). Selbst IBM gibt zu, dass jeder zweite Käufer von Mainframes auf andere Prozessoren außer den IFLs verzichtet.

CA Technologies: Linux-Workloads auf System z Mainframes kostensparend ausführen

Linux-Workloads auf dem Mainframe nehmen an Popularität zu, insbesondere, da sie bestehende Altlasten-Workloads gut ergänzen können. Linux-Anwendungen in VMs auf dem Mainframe können mit z/OS kommunizieren, etwa um DB2- oder CICS-Transaktionen auszulösen. Dabei erweist sich der Einsatz von Linux-VMs direkt auf dem Mainframe aus mehreren Gründen als vorteilhaft.

Zusätzlich zu den Vorteilen von Hochverfügbarkeit der VMs hat dieses Szenario noch einen weiteren relevanten Pluspunkt: Da die Daten den Mainframe niemals verlassen müssen, ist die sonst unvermeidliche Latenz praktisch nicht existent.

CA Technologies unterstützt mit seinen Tools den Einsatz von Linux auf IBM-Großrechnern.
CA Technologies unterstützt mit seinen Tools den Einsatz von Linux auf IBM-Großrechnern.
(Bold: CA Technologies)

CA Technologies hat die wachsende Bedeutung von Linux auf dem Mainframe und die Komplexitäten der Verwaltung virtueller Maschinen erkannt. Mit dem „CA VM:Manager Suite für Linux auf System z“ erhalten Mainframe-Administratoren eine integrierte Lösung zur Verwaltung von Linux-VMs auf IFL-Prozessoren auf IBMs System z-Mainframes. Sowohl Suse als auch Red Hat haben spezialisierte Distributionen für eben diese Aufgabe bereitgestellt.

IFL und Massenspeicher

Dank Linux-VMs gelingt so eine bessere Auslastung des Mainframes zu einem Bruchteil der üblichen Kosten. Denn im Vergleich zu IBMs Allzweckprozessoren schlägt die Rechenzeit der IFL-Spezialprozessoren mit recht symbolischen MIPS-Gebühren zu Buche. Wenn man beachtet, dass in den meisten System z-Mainframes ein oder mehrere IFLs bereits verbaut sind und in vielen Fällen einfach brach liegen, sieht der Einsatz von Linux zunehmend verlockend aus.

Auch die Lizenzkosten von Linux-Anwendungen fallen da kaum ins Gewicht, nur mit den von IBM mitgelieferten Tools kommt man da nicht allzu weit. Diese Nische adressiert erfolgreich CA Technologies mit Lösungen wie der CA VM:Manager Suite für Linux auf System z und „CA Applogic für System z“ zum Aufsetzen virtueller Linux-Applicances samt umgebender Infrastruktur, wie Lastverteiler und Firewalls, auf einem IBM z Enterprise Server.

Eine weiter gehende Einführung in die Amazon Web Services (AWS) finden Sie in dem Buch „Schnelleinstieg in AWS: Amazon Web Services auf den Punkt gebracht. EC2-Administration im Schnellverfahren“ (erschienen unter der ISBN-Nummer 978-99959-44-025).
Eine weiter gehende Einführung in die Amazon Web Services (AWS) finden Sie in dem Buch „Schnelleinstieg in AWS: Amazon Web Services auf den Punkt gebracht. EC2-Administration im Schnellverfahren“ (erschienen unter der ISBN-Nummer 978-99959-44-025).
(Bild: Amazon)

Um die Kosten des Massenspeichers eines Mainframes (einschließlich VM-Backups) zu reduzieren, hat CA das Werkzeug „CA Cloud Storage für System z“ entwickelt. Das Tool ermöglicht die Anbindung des Mainframe an die AWS-Dienste des Cloud-Marktführers Amazon.

Mainframe-Applikationen auf LUW-Systeme verlagern

Ein weiterer Ansatz zur Kostensenkung beinhaltet die (Teil-)Verlagerung von Mainframe-Applikationen auf LUW-Systeme (Linux/Unix/Windows außerhalb des Mainframes). Diesen Weg hat unter anderem BMW eingeschlagen, ehemals ein Benutzer von Unisys-Mainframes, und bereits vor vier Jahren mit Erfolg abgeschlossen.

In Zusammenarbeit mit Micro Focus, einem britischen Anbieter von Mainframe-Lösungen, und der Beratungsfirma MSG Gillardon aus dem Baden-Württembergischen Bretten wurden insgesamt 900 Cobol-Programme, 75 Cobol-Unterprogramme, 330 Masken und 1.770 Batch-Jobs vom Altlasten-Unisys-Mainframe umgestellt. BMWs modernisierte Applikation läuft seither auf virtuellen Servern (unter Wartung von IBM) im Rechenzentrum der BMW AG und realisiert jährlich erhebliche Kostenersparnisse gegenüber dem ursprünglichen Host-System.

Unisys hat inzwischen CMOS-Prozessoren in der „Libra“-Produktlinie von „Clearpath“-Mainframes zugunsten der x86-Architektur aufgegeben; die Umstellung bei Dorado wird bis Ende 2015 vollzogen. Die neuen Systeme unterstützen neben Altlasten-Anwendungen für die Mainframe-Betriebssysteme „OS 2200“ und „MCP“ (in einer CMOS-Emulation auf Xeon-Chips) erstmals nativ Windows- und Linux-Software.

Mit dem Toolset „Host Compatibility-Option für SQL Server“ (HCOSS) ließen sich neuerdings DB2-Datenbanken und -Anwendungen auch auf SQL-Server-Plattformen migrieren. Für Anwender der Mainframes eröffnet sich damit die Möglichkeit einer sanften Migration von Altlasten-Anwendungen. Laut Anbietern wie Micro Focus erfreut sich gerade Unix/Linux auf x86-Systemen in Deutschland einer ganz großen Beliebtheit als Zielplattform einer Migration vom Mainframe ins Datencenter.

Nützliche Links

Das Autoren-Duo

Filipe Pereira Martins und Anna Kobylinska arbeiten für die Soft1T S.a r.l. Beratungsgesellschaft mbH McKinley Denali Inc. (USA).

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