Rozdział 14. ¨ Podłączanie pecetów do systemów mainframe 357
u Minikomputery i systemy mainframe.
W branży komputerowej modny jest termin skalowanie w dół (downsizing). Odnosi się on do procesu zastępowania dużych, scentralizowanych instalacji komputerowych poprzez sieci komputerów PC. Jednak mimo tego trendu obecnego w projektowaniu nowych aplikacji i systemów, wiele organizacji ma miliardy dolarów zainwestowane w sprawdzone programy działające na systemach mainframe i minikomputerowych. Fama Y2K stała się źródłem dodatkowych budżetów i dobrą motywacją do przepisania wielu z tych aplikacji, jednak najczęściej pozostały one na tym samym sprzęcie. W wielu zastosowaniach naukowych i inżynierskich w dalszym ciągu potrzebna będzie moc systemów mainframe. Systemy te i minikomputery będą więc w użyciu jeszcze przez wiele lat, a użytkownicy będą łączyć się z nimi za pomocą pecetów.
W niniejszym rozdziale przedstawione zostaną metody łączenia komputerów PC – a w szczególności sieci takich komputerów – z innymi systemami komputerowymi. Opisane zostaną również specyficzne, alternatywne metody łączenia komputerów PC z komputerami mainframe firmy IBM.
System komputerowy mainframe funkcjonuje zgodnie z nazwą jako „system”, na który składa się szereg różnych, współpracujących ze sobą komponentów. W prawidłowej instalacji systemu mainframe musi ze sobą współdziałać wiele fragmentów sprzętu i oprogramowania. Powinien się w nim znajdować przynajmniej jeden procesor centralny. Ale nie jest niczym niezwykłym system, w którym zadania realizowane są przez kilka procesorów, uzupełniających się wzajemnie w przypadku
awarii. W takim systemie obecne są wielogigabajtowe pamięci masowe bezpośredniego dostępu, a jeszcze większe objętości danych mogą być gromadzone na taśmach i poprzez inne systemy archiwizacyjne.
Nieco trudniej zdefiniować systemy minikomputerowe. Gdyby nie popularność produktów IBM z rodziny AS/400, można by powiedzieć, że termin ten jest martwy. Jeszcze kilka lat temu można było bezpiecznie definiować minikomputer jako komputer posiadający więcej niż jeden megabajt pamięci operacyjnej. Obecnie typowy PC stojący na biurku wielu użytkowników ma większa moc obliczeniową niż wart milion dolarów minikomputer sprzed dziesięciu lat. Od lat 70. systemy mainframe komunikują się z użytkownikami poprzez terminale, czyli urządzenia wyposażone w ekran i klawiaturę. Chociaż terminale mają własny procesor, pamięć i zaawansowane możliwości graficzne, nie są one komputerami osobistymi i nie można na nich uruchomić programów użytkowych. Aplikacje mainframe – zaprojektowane najczęściej do jednoczesnej obsługi wielu użytkowników – są wykonywane przez centralny procesor systemu mainframe.
Na jednym terminalu można zwykle uruchomić kilka osobnych programów, czyli sesji, które są wykonywane w tym samym czasie.
Producenci oferują wiele możliwości podłączania terminali do systemów mainframe. IBM umożliwia podłączenie terminali do komputera centralnego poprzez kable koncentryczne, modemy i poprzez łącza sieci lokalnej.
„Tradycyjne” to znaczy „oszczędne”
Nie popsute, nie naprawiaj! Jeśli w firmie cała rodzina ważnych aplikacji biznesowych działa w systemie mainframe lub minikomputerowym, po co to zmieniać? Wielu szefów działów informatyki wykorzystało akcję Y2K do aktualizacji oprogramowania, jednak sporo aplikacji w ogóle nie było narażonych na problem Y2K i informatycy zdecydowali się pozostawić działające systemy w spokoju. Nazywa się je systemami tradycyjnymi lub klasycznymi (legacy), ale dla osób odpowiedzialnych za finanse termin ten jest często synonimem słowa „ekonomiczne”.
W latach 70. i na początku lat 80. w branży systemów mainframe i minikomputerów działało wiele firm. Grupa BUNCH – Burroughs, Univac, NCR, Control Data i Honeywell – za własne pieniądze stworzyła rynek, który w całości przejął IBM. Digital Equipment Corporation zdobyło pozycję głównego dostawcy minikomputerów. Jeszcze inne firmy, jak Amdahl i Telex zajmowały się klonowaniem fragmentów sprzętu IBM-a.
Obecnie jedynie Unisys – zbudowany na strukturach firm Burroughs i Sperry – osiąga sukcesy w pewnych obszarach rynku systemów mainframe, jednak większość produktów przeznaczonych do łączenia pecetów z komputerami centralnymi jest tworzona z myślą o systemach mainframe IBM.
Każde objaśnienie metod podłączenia peceta do komputerów mainframe IBM musi posługiwać się wieloma numerami sprzętu IBM i opisywać schematy architektury sieciowej tej firmy. Główna linia terminali, drukarek i innych urządzeń komunikacyjnych produkowanych przez IBM należy do ogólnej rodziny sprzętu „3270”. Każdy typ urządzenia ma określony numer modelu, z których wiele rozpoczyna się od cyfr 327. Wszystkie one są zaprojektowane z myślą o umożliwieniu użytkownikom komputerów PC i innego sprzętu dostępu do mocy obliczeniowej komputera mainframe. W roku 1990 w użyciu było dobrze ponad 2 miliony terminali z rodziny 3270. Zastępowanie tych terminali przez komputery PC łączone z systemem mainframe to nawet obecnie intratny biznes.
Systems Network Architecture (SNA) to flagowa architektura IBM stosowana do łączenia ze sobą ogromnej rzeszy produktów z rodziny 3270. Obejmuje ona elastyczny zestaw protokołów sieciowych, które można skonfigurować na kilka sposobów.
A oto skrócony opis tego, jak produkty rodziny 3270 wpasowują się w różne konfiguracje SNA.
W klasycznym systemie 3270 terminale 3278 i 3279 łączą się z kontrolerami klastrów terminali 3174 lub 3274 poprzez kabel koncentryczny. Kontrolery klastrów działają jako koncentratory, agregując dane z terminali w bardziej wydajną transmisję do komputera mainframe.
Z kolei grupy kontrolerów łączą się poprzez linie telekomunikacyjną (lokalną o długości kilkudziesięciu metrów lub nawet poprzez modem i łącza dzierżawione o długości setek i tysięcy kilometrów) z następnym większym urządzeniem zwanym kontrolerem komunikacyjnym lub procesorem czołowym (fornt-end processor – FEP). Popularne procesory czołowe IBM to modele 3705 i 3725. Inne firmy, takie jak ITT Courier, Lee Data i Memorex Telex, opracowały kompatybilne produkty, konkurencyjne wobec urządzeń 3270 IBM.
We względnie nowej mutacji klasycznego schematu IBM wyposażył kontrolery terminali 3174, procesory FEP 3725, kontrolery komunikacyjne 3745 i inne urządzenia w funkcje węzła sieci LAN. Na początku firma koncentrowała się na interfejsach sieci Token-Ring, ale później udostępniła również obsługę sieci Ethernet. Architektura ta wymaga dość drogich adapterów i więcej pamięci w sprzęcie 3270. Ponieważ sprzęt ten nazywa się Token-Ring Interface Coupler, od skrótu nazwy – TIC architekturę tę nazywa się często „tick” lub mówi się o „połączeniach tick”.
Więcej informacji o podstawach sieci Ethernet zawiera podrozdział „Ethernet Starszy” w rozdziale 7.
Sieci Token-Ring opisano szczegółowo w podrozdziale „Token-Ring: metoda IBM” w rozdziale 7.
W architekturze SNA każdy terminal lub drukarka podłączona do kontrolera nazywa się jednostką fizyczną (physical unit – PU). Różne typy jednostek PU mają różne możliwości. Dla każdego typu jednostki PU procesor czołowy spodziewa się specyficznych żądań i odpowiedzi.
Każda jednostka PU zawiera przynajmniej jedną jednostkę logiczną (logical unit – LU), która komunikuje się i współdziała z hostem w sieci SNA. To w rzeczywistości jednostka LU – zwykle program – wykonuje zadania transmitowane poprzez łącza komunikacyjne.
Jednostki LU są rozpoznawane i konfigurowane przez program Network Control Program (NCP) w procesorze czołowym, z którym współpracuje oprogramowanie Virtual Telecommunications Access Method (VTAM) działające na komputerze mainframe. Oprogramowanie to odpowiada również za komunikację z jednostkami LU.
Podczas pracy – za każdym przyciśnięciem klawisza – terminale 3278/9 wysyłają do kontrolera klastra komunikaty zwane kodami klawisza (scan code). Kontroler odsyła echo tych kodów z powrotem do terminala w celu potwierdzenia i wyświetlenia na ekranie. Dane z systemu mainframe są przesyłane poprzez procesor czołowy do kontrolera klastra, a stamtąd do bufora ekranu w terminalu.
Dane przychodzące do terminala przeznaczone do prezentacji na ekranie są obsługiwane w blokach zwanych polami (field). Pola mogą się różnić długością i mieć od kilku znaków do ciągu zapełniającego cały ekran. Wielkość i charakterystyka pola zależy od danych znajdujących się w buforze ekranu.
Zmodyfikowane znaki zawierające bajty atrybutów rozszerzonych definiują takie charakterystyki znaków, jak miganie, zamianę koloru czcionki i tła, siedem kolorów czcionki i podkreślenie. Bajty te nadają odmienne znaczenie przychodzącym znakom i umożliwiają funkcje, które normalnie nie są obsługiwane w ośmiobitowym zestawie znaków używanych przez terminale 3270.
Prosty transfer plików pomiędzy PC i komputerem mainframe jest często wykonywany przy użyciu edytora IBM o nazwie IND$FILE. Metoda ta jest skuteczna, ale powolna.
Firmy – takie jak Attachmate i Wall Data – oferują oprogramowanie zarówno dla komputerów PC, jak i dla hostów, które umożliwia szybszy transfer plików pomiędzy nimi.
Innym zadaniem oprogramowania dla PC i hostów jest udostępnienie aplikacjom PC danych z systemu mainframe. Oprogramowanie to jest oferowane przez firmy tak różne, jak Lotus Development Corporation i Martin Marietta.
Bardzo niewiele nowego pod słońcem
Współczesne przeglądarki i kodowanie HTML to nic innego jak otwarty standard języka emulacji terminala. Osiągnął on akceptację powszechniejszą niż dowolny inny zastrzeżony język terminala, prowadząc do upowszechnienia się przeglądarek w odmianach obsługujących dowolne kombinacje sprzętu i systemów operacyjnych, jednak wywodzi się ze wszystkich wcześniejszych języków emulacji terminala. Podobnie współczesne „uproszczone klienty” i komputery sieciowe bardzo przypominają terminale tyle, że pod nową nazwą.
Dzisiaj użytkownicy mają na biurkach komputery PC. Komputery osobiste oferują elastyczność i łatwość obsługi na poziomie, do którego daleko systemom mainframe. Jednak wielu użytkowników pecetów potrzebuje również dostępu do systemów mainframe. Zarówno programiści systemowi, jak i pracownicy administracyjni mogą zrobić dobry użytek z wielu sesji w systemie mainframe. Niektórzy używają jednej sesji do ciągłego monitorowania systemu poczty elektronicznej (jak popularny niegdyś PROFS IBM), w drugiej uruchamiają program o planowaniu, a główną aplikację mainframe w trzeciej. Programiści, którzy tworzą aplikacje, często używają wielu sesji, dzięki czemu mogą odbierać komunikaty o błędach i symulować prace wielu użytkowników.
Jednak nikt nie chce mieć na biurku jednocześnie komputera PC i terminala. Dlatego opracowano wiele metod, dzięki którym programy użytkowe działające na PC mogą wykorzystywać dane przetworzone przez aplikację mainframe. Obecnie istnieją dwa podejścia praktyczne:
W
Myślę że punkty z oryginału mogą pozostać w tekście, tak jak jest w tym momencie
pierwszym dąży się do wyposażenia PC w funkcje terminala. Jedne z najpopularniejszych i najstarszych produktów rozszerzających możliwości PC umożliwiają tym komputerom pełnienie roli terminali dla systemów mainframe IBM.
W drugim podejściu usiłuje się sprawić, aby aplikacja mainframe wyglądała jak strona WWW. Z aplikacji takiej mógłby korzystać dowolny komputer wyposażony w przeglądarkę. Podejście to jest popularne, jednak ma pewne wady, ponieważ nie każdy program można przekształcić do formatu przeglądarki. A napisanie nowego interfejsu użytkownika może być trudnym do wykonania projektem.
Zanim komputer PC będzie mógł komunikować się i wymieniać dane z systemem mainframe IBM, trzeba pokonać pewne przeszkody. Na przykład klawiatura PC nie ma tylu klawiszy, co klawiatura terminala 3270, ponadto terminal ma kilka specjalnych znaków graficznych, których nie ma w repertuarze ekranu PC. Pecetowi brakuje również odpowiedniego interfejsu komunikacyjnego, a do tego używa on zestawu znaków ASCII zamiast standardowego alfabetu komputera mainframe, kodu Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (EBCDIC).
Obecnie są trzy główne drogi przezwyciężenia tych trudności. Można dodać kartę rozszerzeń, połączoną z oprogramowaniem lub sprzętem, która umożliwi pecetowi działanie w roli terminala 3270 po podłączeniu do kontrolera klastrów. Pomiędzy PC a komputerem mainframe można podłączyć konwerter protokołów, który dokona translacji danych z komputera centralnego na postać nadającą się do użytku przez PC. Można wreszcie użyć sieci do połączenia PC z systemem mainframe.
Popularną techniką jest podłączanie PC do kontrolera klastra terminali 3174 lub 3274 poprzez kabel koncentryczny, ponieważ jest to proste i nie wymaga żadnych czynności po stronie komputera mainframe. Straciła natomiast na popularności metoda używania odrębnego komputera jako konwertera protokołów z uwagi na wysoki koszt i na to, że współczesne pecety bardzo dobrze sobie radzą z zadaniami emulacji terminala. Biorąc pod uwagę główny temat tej książki, nietrudno zgadnąć, że w dalszej części rozdziału skoncentrujemy się na wykorzystaniu sieci LAN do łączenia pecetów z systemami mainframe.
Wszelkie informacje o kablach koncentrycznych można znaleźć w podrozdziale „Kable sieciowe” w rozdziale 6.
Niezależnie od systemu sieciowego, produkty do emulacji terminali umożliwiają proste przełączanie pomiędzy lokalnym programem użytkowym Windows a ekranem przedstawiającym proces mainframe. Nie ma zatem potrzeby, aby zastanawiać się nad miejscem na biurku dla peceta i terminala.
Funkcje emulacji terminali wielu produktów dostępnych na rynku różnią się głównie liczbą typów terminali IBM, które mogą naśladować. Niektóre z nich działają jak proste terminale znakowe, podczas gdy inne umożliwiają pecetowi, który jest sterowany programami mainframe, wyświetlanie kolorowych ekranów graficznych doskonałej jakości. Wszystkie programy pozwalają przypisać klawiaturze PC różne kombinacje klawiszy, które wysyłają komunikaty odpowiadające specjalnym klawiszom funkcyjnym na klawiaturach terminali IBM.
PC działający jako terminal ma kilka trybów pracy. Terminal jednostki sterującej (Control unit terminal – CUT) może nawiązać pojedyncze sesje z systemem mainframe. W trybie terminala funkcji rozproszonych (Distributed Function Terminal – DFT) terminal 3270 może nawiązać do pięciu współbieżnych sesji z systemem mainframe. IBM stosuje inny tryb o nazwie wielokrotny terminal logiczny (Multiple Logical Terminal – MLT), który umożliwia otworzenie wielu sesji na terminalu w trybie CUT poprzez kontroler klastra terminali 3174 IBM.
Interfejs programowy aplikacji czyli API (Application Program Interface) oczekuje na dane wejściowe od innych programów. Kiedy dostępna jest biblioteka funkcji API, programiści piszący aplikacje, takie jak programy księgowe, magazynowe i komunikacyjne, mogą za pomocą prostych poleceń przesyłać dane poprzez sieć do systemu mainframe i współdziałać z aplikacjami działającymi na komputerze mainframe.
Interfejs API przekształca względnie proste polecenia napisane w języku C – lub innym języku programowania wysokiego poziomu – na złożone czynności potrzebne do przesyłania, weryfikowania i zapisywania danych.
IBM zdefiniował kilka bibliotek API do użycia z aplikacjami mainframe. Niektóre z nich wymagają oprogramowania działającego zarówno na komputerze PC, jak i na komputerze mainframe, ale inne działają lokalnie na PC. Na przykład biblioteki 3270-PC IBM-a i High Level Language Application Program Interface uruchamiane są tylko na PC. Z kolei Advanced Program-to-Program Communications (APPC) wymaga oprogramowania na PC i na mainframe, ale umożliwia wysoki stopień integracji pomiędzy aplikacjami PC i mainframe.
Produkty te mają również możliwości rejestrowania i odtwarzania makropoleceń, czyli zestawu znaków wpisanych z klawiatury, które są zapisywane i zawsze gotowe do odtworzenia. Makropolecenia ułatwiają korzystanie z aplikacji, które normalnie wymagają wpisania z klawiatury wielu poleceń. Programy mogą zapamiętywać używane klawisze i zapisywać je jako łatwe do uruchomienia makropolecenia. Szczególnie poręczne są programy do tworzenia makropoleceń firmy Attachmate, ponieważ umożliwiają łatwe zdefiniowanie makropolecenia, które może na chwilę wstrzymać swoje działanie, zaczekać na wpisanie sekwencji znaków z klawiatury i kontynuować działanie. Przydaje się to przy wprowadzaniu daty, hasła lub innych informacji.
Powyższy temat brzmi nieco sucho, ale produkty do emulacji terminala 3270 ...
Adogard