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29.03.1991 - 

Praktisch keine Beschränkungen des virtuellen Speichers

Bei größeren SAP-Anwendungen Migration nach ESA und BS2000

Zirka 40 Prozent aller SAP-Software-Anwender arbeiten mit dem IBM Betriebssystem DOS/VSE beziehungsweise VSE/SP. Bei ihnen dürfte die Ankündigung von VSE/ESA Hoffnung auf eine neue Qualität im Einsatz ihrer SAP-Software geweckt haben. Heiko Steuer und Horst Schreiber zeigen den Nutzen und die Grenzen von VSE/ESA; auch erläutern sie, welche wesentlichen Vorzüge MVS/ESA und BS2000 nach wie vor gegenüber VSE/ESA haben.

Im September 1990 kündigte die IBM Deutschland GmbH die generelle Verfügbarkeit der englischen Version 1.1 des VSE/ESA für Dezember 1990 und für März 1991 die der deutschen Version an. Bisher stießen Rechner mit dem Betriebssystem VSE beim Einsatz großer transaktionsorientierter Systeme wie SAP leicht an ihre Leistungsgrenzen. So auch VSE/SP, das nun von VSE/ESA abgelöst wird.

Welches sind die wesentlichen Erweiterungen des VSE/ ESA gegenüber dem VSE/SP und was bieten diese dem SAP-Anwender?

Kapazitätserweiterungen:

Sie umfassen einen größeren Realspeicher (bis 384 MB), einen vergrößerten Adreßraum (bis 256 MB), vergrößerte private Adreßräume und die Bereitstellung dynamischer Partitions. Die vergrößerten privaten Adreßräume ergeben sich durch die Verlagerung der Zugriffssteuerung ACF/VTAM und des Spoolers VSE/Power in private Adreßräume. Dadurch ändert sich allerdings nichts an der für SAP verfügbaren Größe des Adreßraums von etwa 12 MB. Da bereits unter VSE/SP im erweiterten Adressierungsmodus VAE zirka 12 MB für den Transaktionsmonitor CICS bereitgestellt werden konnten, ergeben sich für den SAP-Anwender keine Verbesserungen aufgrund eines größeren Adreßraumes.

Durch die Unterstützung von mehr als 16 MB Realspeicher ergeben sich jedoch Verbesserungen hinsichtlich des Pagings. Es ist jetzt möglich, nicht mehr benötigte Hauptspeicherseiten oberhalb der 16-MB-Speichergrenze auszulagern, und dadurch die Paging-Rate zu verringern. Durch den Einsatz von Cache-Steuereinheiten ist es zudem möglich, das Paging wesentlich zu beschleunigen.

Durchsatzsteigerung:

Im VSE/ESA wird wie im MVS/ESA bei der Anwendung von VSAM eine wesentliche Durchsatzsteigerung durch das Verlegen der VSAM-Puffer in Hyper-Räume erreicht. Ein ähnlicher Effekt ist bereits seit längerem unter BS2000 mit NK-ISAM (Non-Key-ISAM) zu erreichen. SAP weist in Benchmarks bis zu 80 prozentige Laufzeitvorteile (bei steigender CPU-Belastung) gegenüber ISAM-Verarbeitung auf.

Unterstützung neuer Technologien:

Das VSE/ESA unterstützt zur Zeit noch eine 24-Bit Adressierung und kann demzufolge Adreßräume von maximal 16 MB ansprechen. Allerdings ist es so konzipiert, daß es künftig 2 GB große Adreßräume ansprechen kann. Nach Aussagen von IBM soll eine 31-Bit-Adressierung und damit eine Erweiterung des virtuellen Adreßraums von 16 MB auf 2 GB für VSE/ESA zur Verfügung gestellt werden. Dies sichert IBM in einem SOD (Statement of Direktion) zu. Nach bisherigen Erfahrungen wird es zirka 24 Monate

bis zur Verwirklichung dauern.

Neue wahlfreie Programme:

Das VSE/ESA hat zu den zwölf statischen Partitions jetzt 200 zusätzliche dynamische Partitions. Dadurch wird eine Vergrößerung des Systemdurchsatzes erreicht. Für SAP-Anwendungen sind die zusätzlichen Partitions ohne Belang, da die Ausführung von 200 parallel laufenden Anwendungen unter Beachtung der von VSE unterstützten Hardware ein rein theoretischer Wert ist, denn die SAP-Software nutzt diese Eigenschaften nicht aus.

Unter VSE-Gesichtspunkten haben dynamische Partitions den Vorteil, daß das Operating des Systems vereinfacht werden kann und Systemressourcen effizienter genutzt werden, da nur tatsächlich benötigter realer und virtueller Speicher zur Job-Laufzeit genutzt wird.

Außerdem sind dynamische Partitions für zusätzliche Batchjobs von Bedeutung. In großen Systemen wird diese Möglichkeit jedoch nicht benötigt, da dort ein eigenständiges Spooling im Time-sharing-System vorhanden ist.

Verbesserung der Transaktionsverarbeitung:

Funktionale Erweiterungen und eine höhere Verfügbarkeit gegenüber CICS 1.7 werden durch die neue CICS/VSE-Version erreicht.

Beispielsweise können dadurch, daß der Speicher nur durch aktive Terminals belastet wird, Performance-Verbesserungen erreicht werden. Wieweit dies zu einer Erhöhung der SAP-Transaktionsrate führt, muß die Praxis zeigen.

Nutzung neuester Hardware-Technologie:

In Verbindung mit dem IBM-System/390 nutzt VSE/ESA die neuesten Technologien. Dies sind im wesentlichen:

- Nutzung der Prozessoren IBM/ES/9000 - der Einsatz des leistungsfähigsten luftgekühlten Uniprozessors S/9000/320 ergibt eine Leistungssteigerung von 6 MIPS auf 16,8 MIPS. Beim Einsatz des leistungsfähigsten wassergekühlten Uniprozessors ESI 9000/340 wird eine Leistungssteigerung von 12,2 MIPS auf 22,5 MIPS erreicht. Diese Leistungssteigerung der Hardware ist verbunden mit einer geänderten Klassifizierung der Software. Mit den Modellen 320 und 340 befindet sich das VSE/ESA in der Softwareklasse 35. Das bedeutet gegenüber der bisherigen Softwareklasse 30 eine Erhöhung des Betriebssystem-Entgeltes um mehr als 30 Prozent.

- Verwendung von bis zu 256 Kanälen,

- Unterstützung von zusätzlichen E/A-Einheiten,

- Unterstützung des dynamischen Kanalsubsystems,

- Nutzung von PR/SM (Processor Ressource/System Management) beziehungsweise LPAR (Logical Partitioning) für die Ressourcenteilung (physisch beziehungsweise logisch) - das VSE/ESA ist weiterhin nur auf Systemen mit Uniprozessoren einsetzbar.

Erweiterung für dezentrale Verarbeitung:

Das neue CICS/VSE bietet die Grundlage für verteilte Anwendungen und unterstützt so eine hohe Flexibilität in der verteilten Systemumgebung. Gemeinsame CICS-Funktionen und gemeinsam genutzte Daten ermöglichen die Ausführung von Transaktionen auf beliebigen Ebenen in einer Rechnerhierarchie. Diese Möglichkeiten werden allerdings von der SAP-Software nicht genutzt.

Nur für kleine und mittlere Anwendungen unter SAP

Es zeigt sich, daß trotz der Neuerungen das Betriebssystem VSE/ESA auch weiterhin nur für kleine bis mittlere Anwendungen unter SAP geeignet ist. Dies ist durch die Eigenschaft der SAP-Software begründet, die gesamte Anwendung in einem Adreßraum zu halten. Die 24Bit-Adressierung erlaubt nur eine Adressierung von 16 MB; das reicht bei großen Anwendungen nicht aus. Dies wird sich erst mit der Einführung der 31Bit-Adressierung ändern.

Für die Nutzer von SAP-Anwendungen auf VSE/ESA bleibt die Frage, wie in höhere Leistungsklassen migriert werden kann. Dafür kommen aufgrund der Architektur der SAP-Software nur die Betriebssysteme MVS von IBM und BS2000 von SNI in Frage.

Eine kurze Gegenüberstellung von für SAP-Software wichtigen Systemeigenschaften ergibt folgendes Bild:

Interaktive Systemeigenschaften:

Sowohl im MVS/ESA als auch im BS2000 ist eine volle interaktive Unterstützung gewährleistet. Im MVS/ESA ist diese durch das Subsystem TSO/E mit ISPF möglich. BS2000 arbeitet mit voller interaktiver, im Nucleus integrierter Unterstützung. Hier besteht ein Vorteil auch gegenüber dem MVS, das die interaktiven Eigenschaften über Subsysteme erreicht. Dies gilt auch für das VSE/ESA, wo die interaktive Unterstützung durch VM/ESA erreicht wird beziehungsweise in eingeschränkter Form durch das Utility ICCF.

SAA-Unterstützung:

MVS/ESA ist ein SAA-Betriebssystem, das alle wichtigen Funktionen, wie beispielsweise direkte Programmkommunikation durch APPC/MVS (Advanced Program to Program Communication), zur Verfügung stellt.

Beim VSE/ESA besteht eine SAA-Affinität, die dadurch zum Ausdruck kommt, daß wichtige Subsysteme wie CICS eine SAA-Affinität aufweisen. Die Funktion APPC/ESA wird zum Beispiel über das CICS in der Version 2.1 erreicht.

BS2000 ist ein durchgängiges Betriebssystem, das vom PC bis zum größten Mainframe lauffähig ist und von Modellen ab 7.500 C40 (1,1 MIPS) eine 31Bit-Adressierung unterstützt. Deswegen ist das BS2000 auch eine Alternative für kleinere SAP-Anwendungen, die noch nicht an Leistungsgrenzen des VSE stoßen, bei denen ein späterer Wechsel des Betriebssystems aber abzusehen ist.

RZ-Management:

Insbesondere das System-Management-Produkt OPC/ESA ist entschiedend für die

Rechenzentrumsautomatisierung, den operatorlosen Betrieb unter MVS/ESA. Vollständig vergleichbar mit OPC/ESA ist das BS2000-Standard-Produkt

AVAS (Auftragsverwaltungs-und Abwicklungssystem). Von IBM gibt es für VSE/ESA keine entsprechenden Produkte. Es gibt jedoch von anderen Anbietern, insbesondere von CA, Systeme, die allerdings weniger als die System-Management-Produkte des MVS/ESA bieten. Im Hinblick auf einen anzustrebenden 24-Stunden-Betrieb im Rahmen der Anwendung von RM/PPS als wichtigem Bestandteil des SAP-Systems kommt den Produkten für das RZ-Management erhöhte Bedeutung zu.

Online-Verfügbarkeit:

Im MVS/ESA ist es möglich, eine dynamische Rekonfiguration des E/A-Systems durchzuführen. Dies ist eine der wesentlichen Voraussetzungen für den angestrebten 24-Stunden-Betrieb.

Über die Einrichtung von entsprechenden Pubsetcs ist unter BS2000 ebenfalls eine fast hundertprozentige Systemverfügbarkeit zu erreichen.

Im VSE/ESA ist eine solche Online-Verfügbarkeit nicht erreichbar, da es im Rahmen einer VSE-Maschine nicht möglich ist, einen Testbetrieb durchzuführen und gleichzeitig Systemprodukte zu installieren, während die Produktion läuft. Auch deswegen ist es erforderlich, mit dem Betriebssystem VM/ESA weitere VSE-Maschinen zur Verfügung zu stellen.

Sicherheit:

Sicherheit im Zugang und im Umgang mit der Anlage bietet im MVS/ESA beispielsweise das Produkt RACF (Resource Access Control Facility). SNI selbst vertreibt für das BS2000 keine entsprechenden Produkte, und für VSE/ESA sind derartige Produkte nicht verfügbar.

Speicher- und Daten-Management:

Das BS2000 verfügt unter anderem über einen systemverwalteten Speicher, automatische Speicherallocation und reale Speicherhierarchie.

MVS/ESA gibt über das Systemprodukt DFSMS die Möglichkeit, mit systemverwalteten Speichern umzugehen und eine effektive Speicherverwaltung durchzuführen. Derartige Möglichkeiten fehlen im VSE/ESA.

Hardwarenutzung (Exploitation):

Während MVS/ESA die Nutzung von Multiprozessoren, erweiterten Cache-Funktionen, Erweiterungsspeichern, Sysplex (Systemkomplex) und volle Escon-Unterstützung (Enterprise Systems Connection) gewährleistet, ist dies im VSE/ESA nicht möglich. Eine wesentliche Einschränkung des VSE-Systems besteht nach wie vor darin, daß es nur Uniprozessoren unterstützt.

Im BS2000 werden gegenüber VSE/ESA die gleichen Vorteile erreicht wie im MVS/ESA hinsichtlich der Unterstützung von Multiprozessoren, erweiterten Cache-Funktionen und Erweiterungsspeichern.

Im BS2000 gibt es jedoch keine Escon-Unterstützung beziehungsweise die Einrichtung von Sysplex. Mit Sysplex und Esson bietet die IBM die Möglichkeit, Cluster von bis zu 16 ES/9000-Systemen mit MVS/ESA zu betreiben. Eine vollständige Nutzung der vorteilhaften ESA-Eigenschaften wäre nur durch Programmänderungen im Kern der SAP-Software möglich, die von SAP aber nicht angekündigt sind.

Vorteile auch im System-Management

Im wesentlichen beziehen sich die Vorteile von MVS/ESA und BS2000 gegenüber VSE/ESA auf das Speicherkonzept, das System-Management und die effektive Ein- und Ausgabe.

BS2000 und MVS/ESA haben praktisch keine Beschränkungen des virtuellen Speichers. Paging und Swapping sind effektiver als im VSE/ESA.

Hinsichtlich des Einsatzes von SAP-Software ergeben sich aus der Bereitstellung des neuen Betriebssystems VSE/ESA keine bedeutenden Vorteile in der Benutzung des Systems. Die Größe des Adreßraumes ist nach wie vor auf 16 MB beschränkt.

Die Auslagerung von ACF/ VTAM und VSE/Power in private Adreßräume ergibt zwar eine Vergrößerung des verfügbaren Adreßraumes um zirka 4 MB, dieser Wert konnte aber bereits unter CICS 1.7 und VSE/SP mit dem Modus VAE erreicht werden. Wesentlich ist die Leistungssteigerung der Uniprozessoren auf fast das Dreifache und damit eine Erhöhung des Durchsatzes von Transaktionen.

Für große SAP-Anwendungen ist es nach wie vor notwendig, eine Migration vom VSE-Betriebssystem in größere Betriebssysteme vorzunehmen. Dafür stehen MVS/ESA und BS2000 zur Verfügung.