En las computadoras centrales IBM System/390 e IBM Z , una instalación de acoplamiento o CF es una pieza de hardware o máquina virtual que coordina múltiples procesadores.
Un Sysplex paralelo [1] [2] [3] se basa en una o más instalaciones de acoplamiento (CF). Una instalación de acoplamiento es un procesador mainframe (se ejecuta en una LPAR propia, con CP físico dedicado, definido a través de Hardware Management Console (HMC)), con memoria y canales especiales (CF Links), y un sistema operativo especializado llamado Coupling Facility Control Code ( CFCC). No tiene dispositivos de E/S, aparte de los enlaces CF. La información del CF reside completamente en la memoria, ya que CFCC no es un sistema operativo de memoria virtual . Un CF suele tener una gran memoria, del orden de varias decenas de gigabytes. El CF no ejecuta ningún software de aplicación.
Cuando se introdujo originalmente, el CFCC se ejecutaba en una unidad central 9674 separada que era esencialmente un procesador sin instalaciones de E/S aparte de los enlaces CF. Posteriormente [a] IBM habilitó el uso de una instalación de acoplamiento interno donde el CFCC se ejecuta en una partición lógica ( LPAR ) definida en un complejo de procesador estándar y se comunica a través de enlaces internos dentro del hardware de ese complejo de procesador. Los enlaces internos son simulados, mientras que los enlaces a otra unidad procesadora se realizan a través de cables de cobre o fibra óptica. Por lo general, se configura más de un CF en un clúster Sysplex para brindar confiabilidad y disponibilidad. El soporte de recuperación en el sistema operativo z/OS permite reconstruir estructuras en el CF alternativo en caso de falla.
Con el respaldo de CF, un clúster Sysplex escala muy bien hasta varios cientos de CPU (en hasta 32 miembros, cada uno con hasta 190 CPU) que ejecutan aplicaciones de bases de datos y transacciones. Utilizando los enlaces CF, los datos se pueden intercambiar directamente entre la memoria CF y la memoria de los sistemas conectados, utilizando un mecanismo similar al acceso directo a la memoria , sin interrumpir un programa en ejecución. Los sistemas en un clúster Sysplex almacenan información CF en la memoria local en un área llamada vector de bits. Esto les permite consultar localmente información de estado crítica de otros sistemas en Sysplex sin la necesidad de emitir solicitudes al CF. La arquitectura System z incluye 18 instrucciones de máquina especiales y características de hardware adicionales que admiten la operación CF.
Un CF se utiliza para tres propósitos:
Estos tres propósitos son atendidos por tres tipos de estructura:
Una estructura es una porción dedicada de la memoria CF. Se dice que está conectado mediante aplicaciones específicas de explotación de CF en los sistemas z/OS acoplados . Un Parallel Sysplex típico contiene varias estructuras de cada tipo. Cada explotador de software puede utilizar varias estructuras de cada tipo. Por ejemplo, cada grupo de intercambio de datos de Db2 utiliza una estructura de bloqueo, una estructura de lista y varias estructuras de caché (una para cada grupo de almacenamiento intermedio de grupo (GBP)).
Las estructuras se pueden duplicar en diferentes CF, lo que permite mantener sincronizadas dos copias de la misma estructura. La duplexación se utiliza a menudo como parte del impulso de una instalación para eliminar puntos únicos de falla, con el objetivo de reducir la incidencia y la duración de las interrupciones de la aplicación. En caso de fallo de un CF, se utiliza la otra copia de la estructura para satisfacer todas las solicitudes.
Una solicitud a una estructura CF es de dos tipos:
La explotación de aplicaciones z/OS emite explícitamente solicitudes CF como sincronización o asíncrono.
En z/OS Release 2, se introdujo el algoritmo heurístico de conversión de solicitudes dinámicas. Esto utiliza tiempos de respuesta de muestra para decidir si convertir las solicitudes de sincronización a Async o no. Estas decisiones se basan en criterios tales como la velocidad del procesador acoplado. Cuanto mayor sea la distancia entre el sistema z/OS acoplado y el CF, mayor será la probabilidad de que las solicitudes se conviertan a Async desde Sync.
Las solicitudes asíncronas nunca se convierten a sincronización.
Este algoritmo heurístico complementa un algoritmo previamente existente que convertía solicitudes de forma automática (pero no heurística), en función de condiciones como la ruta ocupada y el tamaño de los datos de la solicitud. La diferencia es que el nuevo algoritmo muestrea los tiempos de respuesta de forma dinámica.
Los CF son exclusivos de los mainframes S/390, zSeries y System z. Son clave para la tecnología Parallel Sysplex.
El código CFCC se publica como Niveles, normalmente indicados por su CFLEVEL. Por ejemplo, CFLEVEL 15 se anunció en abril de 2007. Cada nivel aporta nuevas funciones y, en ocasiones, un rendimiento mejorado. En la mayoría de los casos, la nueva función o mejora del rendimiento requiere una versión correquisita de z/OS y quizás una nueva función en algún subsistema (como Db2 ). Un ejemplo de ello es la duplexación de estructuras de instalaciones de acoplamiento. (A veces, el soporte del sistema operativo y los subsistemas está disponible a través de PTF en lugar de una versión completa).