DE19807436B4

DE19807436B4 - System und Verfahren zur Steuerung und Überwachung von Programmen in einem Rechnerverbund

Info

Publication number: DE19807436B4
Application number: DE1998107436
Authority: DE
Inventors: Walter Schüppen; Roland Haibl; Bernd Dowedeit; Jürgen Schneider
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: DE19807436A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung und Überwachung von Programmen in einem Rechnerverbund, wobei die Rechner im Rechnerverbund über ein Kopplungssystem zusammen geschaltet sind, und jeder Rechner ein eigenes Betriebssystem enthält und die Programme entweder gleichzeitig auf allen oder speziell ausgewählten Rechnern des Rechnerverbundes laufen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Erzeugen einer Benutzerschnittstelle, die den Rechnerverbund als Einzelsystem simuliert
b) Definieren von anwendungsspezifischen Funktionen zur Überwachung und Steuerung der Programme
c) Bereitstellen von Laufzeitfunktionen zur Steuerung und Überwachung der Programme gemäß Schritt b)
d) Speichern der Daten der Laufzeitfunktionen auf dem oder den Rechnern, auf dem bzw. auf denen das zu steuernde Programm installiert ist
e) Aktivieren der Laufzeitfunktionen auf dem oder den Rechnern

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren und Rechnersystem zur Steuerung und Überwachung von Programmen in einem Rechnerverbund.
Auf Großrechner, z.B. der IBM S/390 mit dem Betriebssystem IBM OS/390, können je nach Einsatzbereich über tausend Anwendungsprogramme gleichzeitig laufen. 1 zeigt einen derartigen Großrechner mit einem Betriebssystem, einem Systemverwaltungsprogramm und den Anwendungsprogrammen A1–An. Die große Anzahl von Anwendungsprogrammen macht eine Steuerung und Überwachung durch einen Systemadministrator erforderlich. Den Systemadministrator wird in der Regel ein Steuerungsprogramm (Systemverwaltungsprogramm z.B. IBM SA OS/390) zur Steuerung und Überwachung der Anwendungsprogramme unterstützen. Das Systemverwaltungsprogramm startet und beendet die auf dem Großrechner laufenden Anwendungsprogramme und überwacht die jeweiligen Anwendungsprogramme auf definierte Anwenderspezifikationen.
Das IBM SA OS/390 Programm besteht aus einem Definitions- und Ausführungsteil. In dem Definitionsteil werden die Standardablaufprozesse, z.B. welche Anwendung gestartet werden soll, zu welchen Systembedingungen eine Anwendung gestartet werden soll oder ob die aktive Anwendung die Anwenderspezifikationen erfüllt (monitoring), definiert. Der Systemadministrator definiert die Anwenderspezifikationen mittels einer dialogunterstützten Sprache, die Bestandteil des Systemverwaltungsprogramms ist. Die definierten Anwenderspezifikationen werden an den Ausführungsteil übergeben. Das Ausführungsteil kommuniziert mit den Anwendungsprogrammen des Großrechners oder das Verhalten der Anwendungsprogramme in Zusammenarbeit mit dem Betriebssystem wird analysiert. Die daraus gewonnenen Informationen über die Anwendungsprogramme werden mit den Anwenderspezifikationen verglichen und, falls eine Abweichung festgestellt werden sollte, wird das betreffende Anwendungsprogramm entsprechend der Anwenderspezifikation nachgeregelt.
Großrechner, die auf der Bipolar-Technik arbeiten, haben sehr hohe Schaltzeiten und sind wegen ihrer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit für die Installation von vielen Anwendungsprogrammen besonders geeignet. Ein gravierender Nachteil dieser Großrechner ist der hohe Anschaffungspreis und die kostenintensive Wartung. Eine Alternative zu Bipolar-Rechnern stellen die CMOS-Rechner dar, die längere Schaltzeiten aufweisen, jedoch in Anschaffung und Wartung weitaus kostengünstiger sind. Um zu ähnlichen Verarbeitungsgeschwindigkeit bei CMOS-Rechnern zu kommen, werden die CMOS-Rechner im Rechnerverbund zusammengeschaltet. Hierzu ist jedoch eine Architektur erforderlich, die es ermöglicht, Anwendungsprogramme, die bisher nur auf einem Betriebssystem gelaufen sind, auf mehrere Betriebssysteme (mehrere Rechner im Rechnerverbund) zu verteilen. Innerhalb der IBM wird diese Architektur Sysplex (System Complex) genannt. Mit der Sysplex Architektur werden mehrere Rechner, die auf der CMOS-Technologie basieren, zu einem Rechnerverbund zusammengeschaltet. Auf jedem Rechner läuft das gleiche Betriebssystem, z.B. IBM OS/390, und das gleiche Systemverwaltungsprogramm. 2 zeigt eine solchen Rechnerverbund bestehend aus den Rechnern S1, S2 und S3 und den Anwendungsprogrammen A1, A2, A3 und A4. Hierbei ist das Anwendungsprogramm A1 auf allen Rechnern, Anwendungsprogramm A2 nur auf den Rechnern S1 und S2, Anwendungsprogramm A 3 nur auf Rechner S1 und das Anwendungsprogramm A 4 nur auf Rechner S3 installiert. Auf jedem Rechner ist ein Betriebssystem und ein Systemverwaltungsprogramm, z.B. IBM SA OS/390, installiert. Die Benutzerschnittstelle zeigt jeden Rechner S1–S3 als Einzelrechner. Der Systemadministrator steuert und verwaltet jeden Rechner S1–S3 im Rechnerverbundsystem über eine eigene Benutzerschnittstelle (z.B. für jeden Rechner einen eigenen Bildschirm oder mehrere getrennte Benutzerfenster). Da die Anwendungen gleichzeitig auf mehreren Rechnern im Rechnerverbund laufen, ergeben sich aus der Sicht des Systemadministrators folgende Probleme:
Er hat n-fache Instanzen der Anwendung zu verwalten. Hierbei muß jede einzelne Anwendungsinstanz, z.B. A1, A2, A3; A1, A2; A1, A4, explizit angesprochen werden.
Der Systemadministrator muß n-fache Zugriffe machen. Er muß daher wissen, auf welchem Rechner im Rechnerverbund sich die jeweilige Anwendungsinstanz befindet. Da Großrechner, z.B. im Bankenbereich, über 1000 Anwendungsprogramme haben können, ist der Zugriff auf eine bestimmte Anwendungsinstanz zeitraubend. Dies gilt vor allem dann, wenn sich die Konfiguration des Rechnerverbundes ständig ändert und die Anwendungsprogramme im Rechnerverbund neu angeordnet werden. Der Systemadministrator ist nicht mehr in der Lage, die verteilten Anwendungsinstanzen als Ganzes anzusprechen. Es sind immer einzelne Zugriffe auf die jeweilige Anwendungsinstanz erforderlich. Das ist zeitraubend und kann zu fehlerhaften Eingaben führen.

US 5,572,652 offenbart ein „Single point of control system" zur Steuerung und Überwachung eines Rechnerverbundes. Innerhalb des Rechnerverbundes übernimmt ein Zentralrechner die Verwaltung des Rechnerverbundes. Von diesem Zentralrechner werden die anderen Rechner über ein spezielles Benutzerinterface angesteuert. Die Hardwarekonfiguration des Rechnverbunds wird durch das Benutzerinterface dargestellt.

Dokument OYYAKE, H. et al.: „Operating system of AP 3000 series scalar-type parallel servers", In: FUJISU Sci.Tech.J.33, 1, Seite 31–38 beschreibt auch ein „Single point of control System" zur Steuerung und Überwachung von eng miteinander verbundenen Rechnern. Dieses System ist nur in der Lage, die Hardwareseite eines Rechnerverbunds darzustellen und Hardwarefunktionen zu überwachen oder auszuführen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, das die Steuerung und Überwachung von Programmen, die vorher auf Einzelrechner installiert waren, im Rechnerverbund gewährleistet, ohne daß die Programme geändert werden müssen und der Aufwand für die Steuerung und Überwachung der Anwendungsprogramme auf dem Rechnerverbundsystem nicht größer als auf dem Einzelrechner ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 und 20 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Benutzerschnittstelle zur Steuerung und Überwachung der Anwendungsprogramme im Rechnerverbundsystem gegenüber der Benutzerschnittstelle bei Einzelrechnern nicht verändert werden muß.

Der Systemadministrator steuert und überwacht die Anwendungsprogramme im Rechnerverbundsystem wie bei einem Einzelrechner. Die Benutzerschnittstelle ist rechnerunabhängig, d.h. der Systemadministrator braucht immer nur einen Rechner im Rechnerverbundsystem anzuwählen. Der Zugriff auf ein einzelnes Anwendungsprogramm ist unabhängig von der physikalischen Lage des Anwendungsprogramms auf einem Rechner. Mit einer Anfrage an ein Anwendungsprogramm können mehrere Anwendungsinstanzen gleichzeitig angesprochen werden.

Die vorliegende Erfindung wird an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei
1 ein Großrechner basierend auf Biopolartechnologie mit n-fachen Anwendungsprogrammen mit der Benutzerschnittstelle nach dem Stand der Technik zeigt
2 einen Rechnerverbund basierend der CMOS-Technologie mit der Benutzerschnittstelle nach dem derzeitigen Stand der Technik zeigt
3 einen Rechnerverbund nach 2 mit der erfinderischen Benutzerschnittstelle zeigt
4 einen Rechnerverbund nach 3 mit einer weiteren Ausführungsform zeigt
5 ein Rechnerverbund nach 3 mit einer weiteren Ausführungsform zeigt
6 die konkrete Implementierung der Erfindung zeigt
3 zeigt eine Rechner-Verbundstruktur bestehend aus drei Rechnern S1, S2, S3, auf denen jeweils ein eigenes Betriebssystem, z.B. IBM OS/390 oder auch verschiedene Betriebssysteme, und ein eigenes Systemverwaltungsprogramm, z.B. IBM SA OS/390, installiert ist. Auf dem Rechnerverbund sind Anwendungen A1, A2, A3 und A4 in allen möglichen Kombinationen verteilt. Welche Anwendungen wie oft und auf welchen Rechnern im Rechnerverbund installiert sein müssen, ist eine Frage des gewünschten Durchsatzes der jeweiligen Anwendung. Die Rechner sind z.B. mit der IBM Sysplex-Architektur untereinander verbunden. Aus der Sicht des Systemadministrators erscheint der Rechnerverbund als Einzelrechner und die Überwachung und Steuerung der jeweiligen Anwendungsprogramme A1, A2, A3, A4 auf den jeweiligen Rechnern erfolgt unverändert wie bei einem Einzelrechner, d.h. Starten und Beenden und Überwachen dieser Anwendungen erfolgt unabhängig von der konkreten Installation und Ausführung der Anwendung auf einem bestimmten Rechner.
Der Systemadministrator braucht keine Kenntnis über die konkrete Installation auf einem bestimmten Rechner. Dabei wird der zuständige Rechner für die adressierte Anwendung automatisch ermittelt und der notwendige Zugriff aufgebaut. Diese Funktion verändert nicht die herkömmliche Benutzerschnittstelle, wie sie bei Einzelrechnern üblich ist.
4 zeigt eine Ausführungsform wie die automatische Adressierung von Anwendungen A1, A2, A3, A4 durchgeführt werden kann.
Jeder Rechner S1, S2, S3 des Rechnerverbundes enthält während seiner Laufzeit alle notwendigen Datenstrukturen über die eigenen und auch jeweils fremden Anwendungsprogramme. In dieser Datenstruktur werden alle Information gehalten, die notwendig sind, um die Anwendungen zu identfizieren und den Zugriff zu diesen Anwendungen herzustellen. Tritt ein neuer Rechner in den Rechnerverbund ein, teilt er allen bereits aktiven Rechnern seine Anwendungen mit und bekommt gleichzeitig die Anwendungen der anderen Rechner mitgeteilt.
Wird ein Rechner aus dem Rechnerverbund herausgenommen, werden seine Anwendungen aus der Datenstruktur der anderen aktiven Rechner gelöscht.
Der Vorgang der automatischen Adressierung ist für den Systemadministator auf der Benutzerschnittstelle weder sichtbar noch steuerbar.
Die vorliegende Implementierung stellt sicher, daß beim Ausfall eines oder mehrerer Rechner die zentrale Steuerung auf den noch aktiven Rechnern erhalten bleibt.
5 beschreibt eine weitere Ausführungsform der automatischen Adressierung einer Anwendung. Hier erhält ein Rechner (Master-Rechner) innerhalb des Rechnerverbundes im Hinblick auf die Adressierung der Anwendungen ein herausgehobene Funktion. Dieser Master-Rechner S2 enthält alle notwendigen Datenstrukturen über die eigenen und fremden Anwendungsprogramme. Alle anderen Rechner bzw. Anwendungen dieser Rechner werden über den Master-Rechner adressiert. Ein Nachteil dieser Ausführungsform gegenüber der Ausführungsform nach 4 besteht darin, daß beim Ausfall des Master-Rechners die Adressierung der Anwendungen nicht mehr möglich ist. Dies kann nur dadurch vermieden werden, daß der Ausfall des Master-Rechners eine Übertragung der bestehenden Datenstrukturen auf einen aktiven Rechner auslöst. Eine weitere Alternative besteht darin, daß beim Ausfall des Master-Rechners die noch aktiven Rechner einen neuen Master-Rechner und diesem neuen Master-Rechner alle notwendigen Daten bezüglich der vorhandenen Anwendungsprogramme mitteilen.
6 beschreibt die konkrete Implementierung der Erfindung nach 3.
6 zeigt einen Rechner-Verbund bestehend aus den Rechnersystemen 1 bis 3. Rechnersystem 1 wurde vom Systemverwaltungsprogramm über eine automatische Adressierung ausgewählt. Das Systemverwaltungsprogramm besteht vorzugsweise aus einer Benutzerschnittstelle mit Datenein- und Ausgabe und einem Verarbeitungsteil. Dadurch, daß der Verarbeitungsteil logisch von der Benutzerschnittstelle getrennt ist, haben die für den Rechnerverbund notwendigen Verarbeitungsfunktionen keinen Einfluß auf die Benutzerschnittstelle. Die Benutzerschnittstelle simuliert dem Systemadministrator einen Einzelrechner. In 6 wurde Rechner-System 1 als zentraler Rechner aus dem Rechnerverbund ausgewählt, der die Steuerung und Überwachung der Anwendungen des Rechnerverbundes übernimmt. Diese Auswahl erfolgt dynamisch, d.h. es können auch andere Rechner oder gleichzeitig mehrere Rechner diese Funktionen übernehmen (dynamische Zentralisierung).
Systemverwaltungfunktionen zur Steuerung und Überwachung eines Programmes müssen auf dem Rechner ausgeführt werden, auf dem das betreffende Programm installiert ist. Um dies zu ermöglichen, werden die Systemverwaltungsfunktionen über Referenzfunktionen angesteuert. Dies erfolgt durch eine Remote Procedure Call-Technik. Die Referenzfunktionen bzw. die Remote Procedure Calls sind auch auf jedem Rechner des Rechnerverbunds installiert.

Claims

Verfahren zur Steuerung und Überwachung von Programmen in einem Rechnerverbund, wobei die Rechner im Rechnerverbund über ein Kopplungssystem zusammen geschaltet sind, und jeder Rechner ein eigenes Betriebssystem enthält und die Programme entweder gleichzeitig auf allen oder speziell ausgewählten Rechnern des Rechnerverbundes laufen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Erzeugen einer Benutzerschnittstelle, die den Rechnerverbund als Einzelsystem simuliert b) Definieren von anwendungsspezifischen Funktionen zur Überwachung und Steuerung der Programme c) Bereitstellen von Laufzeitfunktionen zur Steuerung und Überwachung der Programme gemäß Schritt b) d) Speichern der Daten der Laufzeitfunktionen auf dem oder den Rechnern, auf dem bzw. auf denen das zu steuernde Programm installiert ist e) Aktivieren der Laufzeitfunktionen auf dem oder den Rechnern
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Rechnerverbund ein LAN, ein Intranet oder Internet sein kann.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Rechnerverbund aus Rechnern verschiedener Architektur besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass auf den Rechnern verschiedene Betriebssysteme installiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass auf den Rechnern Systemverwaltungsprogramme, enthaltend Schritte a–e, installiert sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle nach Schritt a) die auf den Rechnern installierten Programme als Icons oder andere selektierbare Objekte ohne Wiedergabe des Rechnerverbundes darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerschnittstelle durch ein Systemverwaltungsprogramm erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) über ein Systemverwaltungsprogramm menügesteuert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: Bereitstellen von Funktionen zur Definition von anwendungsspezifischen Überwachungs- und Steuerungsfunktionen für Programme im Rechnerverbund über die Benutzerschnittstelle durch ein Systemverwaltungsprogramm.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeitfunktionen nach Schritt c) durch ein Systemverwaltungsprogramm bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Rechnerverbundes ein Rechner (Master-Rechner) alle notwendigen Referenz-Daten der eigenen und fremden Programme erhält und diese Programme ausschließlich von diesem Rechner adressiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausfall des Master-Rechners eine Übertragung aller Referenz-Daten der eigenen und fremden Programme auf einen aktiven Rechner erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) dadurch erweitert wird, dass zusätzliche Referenzen zu Laufzeitfunktionen für Anwendungen, die nicht auf dem jeweiligen Rechner installiert sind, auf dem jeweiligen Rechner gespeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 13 dadurch gekennzeichnet, dass beim Eintreten eines neuen Rechners in den Rechnerverbund dieser seine Anwendungen den aktiven Rechnern mitteilt und im Gegenzug die aktiven Rechner ihre Anwendungen dem eintretenden Rechner mitteilen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 13 und 14 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Aktivierung der Laufzeitfunktion auf dem Rechner, dieser Rechner die zentrale Systemverwaltung für den Rechnerverbund übernimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 13, 14 und 15 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rechner oder mehrere Rechner des Rechnerverbundes die zentrale Systemverwaltung für den Rechnerverbund übernehmen kann bzw. können (dynamische Zentralisierung).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 13 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung welcher Rechner des Rechnerverbundes die zentrale Systemverwaltung übernimmt automatisch durch den Aufruf der Benutzerschnittstelle definiert wird (automatische Adressierung).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und 13 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Laufzeitfunktionen auf entfernten Rechnern über die Remote Procedure Call Technik (Referenzfunktionen) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass die Programme Anwendungs- und/oder Dienstprogramme sind.
Rechnersystem zum Einbau in einen Rechnerverbund enthaltend zumindest ein Betriebssystem und ein oder mehrere Programme, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Programm zur Steuerung und Überwachung der Programme mit folgenden Funktionen auf jedem Rechner installiert ist: a) Funktion zur Erzeugung einer Benutzerschnittstelle die den Rechnerverbund als Einzelsystem simuliert b) Funktion zur Erzeugung von anwendungsspezifischen Anforderungen zur Überwachung und Steuerung von Programmen c) Funktion zum Bereitstellen von Laufzeitfunktionen zur Steuerung und Überwachung von Programmen gemäß Schritt b) d) Funktion zur Speicherung der Daten der Laufzeitfunktionen auf dem oder den Rechnern, auf denen das Programm installiert ist e) Funktion zur Speicherung von Referenzen zu Programmen, die nicht auf dem jeweiligen Rechner installiert sind f) Funktion zur Aktivierung der Laufzeitfunktionen auf dem oder den Rechnern g) Funktion zur Auswahl eines Rechners zur zentralen Verwaltung des Rechnerverbundes h) Funktion zur Ansteuerung der Laufzeitfunktionen auf entfernten Rechnern über die Remote Procedure Call Technik.
Rechnersystem nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Kopplungsprogramm zum Zusammenschalten der Rechner enthalten ist.
Rechnersystem nach Anspruch 20 oder 21 dadurch gekennzeichnet, dass das Programm zur Steuerung und Überwachung des Rechnerverbundes Teil des Betriebssystems oder des Kopplungsprogramms ist.