Bericht zu Hiperspace-Tests im RZ1 für die BKURS-Applikation V1.2

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1 Peter Dennler/KSDI 612 Zürich, Bericht zu Hiperspace-Tests im RZ1 für die BKURS-Applikation V1.2 Vorgeschichte: Christian Kaufmann/KSLA 54 fragte bei Gion Cabernard/KIDI 22 an, ob es eine Möglichkeit gebe, Daten für eine Applikation in den Storage zu laden, um dann aus Applikationen jeweils die Daten direkt aus dem Hauptspeicher zu erhalten (weniger I/O und bessere Performance). Genau am Weekend vor der Anfrage hatten wir ein Problem mit dem PL7000 (Pgm erstellt Area in der ECSA 1 ) und Gion Cabernard liess anmerken, dass er nicht sehr erfreut ist über diese applikationstechnischen Daten, welche sich in dieser sehr wichtigen und auch kritischen System-Area befinden. Er wies Christian Kaufmann an mich weiter. Wir hatten uns danach zu einem Meeting getroffen. Nachdem er mir die Situation aufgezeigt hatte, inklusive dem Mengengerüst der Daten, schlug ich vor, dass wir versuchen die gesamte Datenmenge in einem bzw. mehreren Hiperspaces im Storage abzulegen. Ich hatte bereits von meinen Zeiten bei IBM Erfahrungen mit Hiperspaces gesammelt. Einen sogenannten "shared" Hiperspace, der von mehreren Adressräumen ansprechbar ist, d.h. "geshared" werden kann, hatte ich aber noch nie erstellt. Das wurde nun Ziel meiner Abklärungen. Ich gebe anschliessend die Antworten auf die Fragen, die ich bis am beantworten sollte: - Wie muss eine konkrete Lösung aussehen resp. was wird dafür benötigt? - Welche Rahmenbedingungen sind zu berücksichtigen? - Welche Restriktionen/Limitationen weist die Lösung auf? Zuerst noch einiges generelles über meine Tests betreffend Hiperspace-Anwendung: Grösse/Mengengerüst: Ich ermittelte, dass die BKURS etwa 4 GB Daten in den Storage laden muss (ca. 500'000 Valoren à 32 KB). Ein Hiperspace kann bis zu 2 GB betragen, d.h. man müsste mindestens 2 Hiperspaces kombinieren, was aber absolut möglich ist. Es gibt bereits Produkte die mit mehr als 2 Hiperspaces arbeiten. Die Tests habe ich zuletzt mit 2'000'000 Records à 1'024 Bytes gefahren und aus meiner Sicht verhielt sich das performant. Testumfeld: RZ1 S14 (Z9 / 2094) / RZ1 S11 (Z10 / 2097) Server/Monitor: Dieser Adressraum (Batch-Job) bestehend aus dem Assembler Hauptprogramm TS9418 (Module aus einem alten Module von mir angepasst) erstellt zuerst einen Hiperspace, welcher der technischen Maximalgrösse eines Hiperspaces entspricht (524'288 Blocks à 4'096 Bytes = 2 GB). Zur Erstellung verwendet das Programm das DSPSERV CREATE Macro. Danach wird vom Programm ein Dataset (bis 2'000'000 Records) gelesen und jeweils immer nach 4 Testrecords (4 * 1'024 Bytes) werden diese in einen Block Hiperspace abgefüllt. Dies erfolgt mit dem HSPSERV SWRITE Macro. Um den Ort im CS P Testapplication Hiperspace for BKURS / P. Dennler / KSDI 612 Seite 1/5

2 Speicher anderen Adressräumen (Jobs/Tasks) bekanntzugeben erstellt der Monitor ein sogenanntes NAME/TOKEN und legt dahinter die STOKEN-Adresse des Hiperspaces ab. Danach geht der Server/Monitor in einen ECB 2 -Wait. Er kann momentan über einen MVS Modify-Command gestoppt werden. Nach dem Stopp-Befehl räumt er zuerst das NAME/TOKEN weg (damit wird verhindert, dass Client anläuft, wenn der Hiperspace nicht existiert) und zuletzt wird sein gesamter Speicherber vom RTM 3 freigegeben. Client: Der Client, bestehend aus dem Assembler Hauptprogramm TS9417 (Module wurde von mir neu entwickelt), sucht zuerst das vom Server/Monitor erstellte NAME/TOKEN, wenn das existiert erhält er die Adresse des Hiperspaces. Danach liest er immer einen Block Hiperspace (4'096 Bytes) aus dem Storage und schreibt davon 4 Records (4 * 1'024 Bytes) auf einen neuen Dataset. Ziel der Testapplikation: Ich wollte sehen, wie komplex es ist, einen Hiperspace zu "sharen" und diesen mit Daten abzufüllen, bzw. zu lesen. Ich liess mehrmals auch 2 Adressräume (Jobs) gleichzeitig den Hiperspace lesen und auch das gab keine Probleme. Wie muss eine konkrete Lösung aussehen resp. was wird dafür benötigt? - Server/Monitor Adressraum (pro LPAR! 4 ). Server kann im Prinzip ein Job oder STC 5 sein. STC hätte den Vorteil, wenn auf jeder LPAR einer laufen muss, könnten sie gleich heissen, Jobs kann es im ganzen SYSPLEX nur einen geben mit dem gleichen Namen der aktiv ist. - Server/Monitor muss vor dem ersten Client gestartet werden und muss aktiv sein, bis der letzte Client terminiert ist (er ist der Owner des Hiperspaces). - Server/Monitor baut Hiperspace auf und räumt diesen wieder Weg (bzw. der RTM). - Server/Monitor muss über eine Schnittstelle verfügen, damit ihm Commands durchgegeben werden können, mindestens der Stopp-Befehl, damit er normal terminiert werden kann (ich habe bereits ein Module OP2170, welches sich für diese Zwecke eignet und das ist im Testumfeld installiert). - Der Hiperspace oder alle für BKURS gebrauchten Hiperspaces müssen "shared standard" sein (keine ESO 6!). - Hiperspace in BKURS sollte gemäss meinen Nachforschungen aus erstem Block, der allgemeine Informationen zum Hiperspace enthalten muss, danach einigen Blocks INDEX und anschliessend die Blocks mit den reinen Daten bestehen (Nur bei Variante mit Index). - Ev. wäre es auch möglich eine Hiperspace-Variante ohne INDEX zu erstellen, d.h. wenn mehrere Hiperspaces alloziert würden und man direkt aus der Valorennummer den Block und den Hiperspace berechnen könnte (dann würde Beschränkung auf ONLINE-Transaktionen wegfallen), es gäbe dafür bei fehlenden Valorennummern Lücken, d.h. Hiperspace-Blocks ohne Daten, was aber aus meiner Sicht kein Problem darstellt, denn diese Blocks würden nie referenziert, d.h. sie würden auch nicht mit Daten gefüllt. - Index der Server stellt neben den reinen Daten auch den INDEX (z.b. Valorennummern und Blocknummer des Hiperspace-Storages (2 * 2 GB) ein Index über 500'000 Valorennummern würde so 2'442 Blocks Hiperspace brauchen. Das hat den Vorteil, dass die Clients sich den Index selbst aufbauen könnten und somit muss absolut kein Datenaustausch über CSA/ECSA erfolgen. CS P Testapplication Hiperspace for BKURS / P. Dennler / KSDI 612 Seite 2/5

3 Diese Variante hat aber den Nachteil, dass sie bei Online-Programmen zu wenig performant sein könnte (Vielleicht gäbe es IMS seitig irgend eine Lösung oder Variante ohne Index). - Mehrere Clients können parallel vom Hiperspace lesen. Ich nehme nicht an, dass diese Hiperspace-Anwendung zu Performance-Problemen führt. Bei einer allgemein überlasteten LPAR können sicher auch die Hiperspace Clients negativ davon tangiert werden. - Den typischen Client stelle ich mir als PL/I Pgm vor, das über ein generell einsetzbares Assembler Submodule die Daten vom Hiperspace erhält. - Der Server/Monitor ist nur notwendig, um den Hiperspace zu allozieren und zu laden. Er wird während der Benutzung des Hiperspaces durch die Clients nicht mehr gebraucht (wenn der Server/Monitor als Owner des Hiperspaces terminiert, wird auch der Hiperspace abgeräumt). Der Server/Monitor braucht deshalb während des Betriebes keine CPU-Time mehr, ausser wenn über das Command-Interface Abfragen oder Aktionen ausgelöst werden. Welche Rahmenbedingungen sind zu berücksichtigen? - Mindestens 4 GB Hiperspace (2 * 2 GB) als "shared" definiert, d.h., die Daten sind in mindestens 2 Hiperspaces aufzusplitten (nach welchen Kriterien muss noch evaluiert werden). - Ev. Variante mit mehr als 2 Hiperspaces, wenn statt einem Index die Valorennummer direkt in den Hiperspace und den Block umgerechnet wird. Es würden dann zwar leere Blocks für fehlende Valoren bestehen, das sollte aber keine negativen Auswirkungen haben. - Pgm im Server/Monitor sollte/muss in Assembler geschrieben sein. - Pgm im Server/Monitor muss "authorized", d.h. mit AC=1 7 gelinkt sein und aus APF 8 -Library kommen (erstellen und abfüllen shared Hiperspace und erstellen Name/Token). - Im Client muss das zentrale Interface zum Hiperspace in Assembler geschrieben sein. Es wäre von Vorteil, wenn auch dieses Pgm "authorized" läuft, d.h. muss aus einer APF authorized Library kommen. Die Kommunikation (ich habe nur diese einfache Variante getestet) würde dann einfacher denn sie läuft ohne sogenannte ALET 9 ). Das Hauptprogramm muss dann auch mit AC=1 gelinkt werden. - Wird BKURS auf allen LPAR's laufen, muss auf jeder LPAR ein Monitor/Server aktiv sein. Dadurch sind natürlich die Hiperspaces redundant. Welche Restriktionen/Limitationen weist die Lösung auf? - Gemäss Gion Cabernard stellt ein 4 GB Hiperspace für die heutigen Systeme kein Problem dar, werden die Daten aber massiv umfangreicher, so müsste man sicher gelegentlich auf das Verhalten der LPAR's betreffend Pageing schauen. CS P Testapplication Hiperspace for BKURS / P. Dennler / KSDI 612 Seite 3/5

4 - Die hier von mir geschilderte Lösung könnte bei Online-Programmen problematisch sein (Index aus Hiperspace holen und laden wäre dann vermutlich mit einem zu grossen Aufwand verbunden, dass man da anders vorgehen sollte) siehe auch Variante ohne Index (Antwort aus erster Frage). - Problematisch im Moment ist ein Stop des Servers/Monitors während gerade ein Client Daten aus dem Hiperspace liest (daraus resultiert ein S01D Abend des Clients). Es gibt sicher auch dafür Lösungen, die einfachste ist, dass der Monitor vor der Terminierung nochmals fragt, soll er sich wirklich verabschieden? Etwas komplexer, aber aus meiner Sicht besser und auch gangbar, da viele Programme dafür bereits bestehen, wäre die folgende Variante: Jeder Benutzer, d.h. jeder Adressraum welcher das generelle Module für den Client benutzt wird auf dem ersten Block des Hiperspaces registriert mit Namen und ASID 10. Der Monitor wird vor dem Stopp kontrollieren, ob es noch ASID's gibt, welche eingetragen sind und immer noch aktiv sind. Dann müsste diese ASID überprüft werden und im Notfall gäbe es für den Monitor/Server die Möglichkeit, ihn mit einem speziellen Command zu stoppen. Weitere Ideen und Ueberlegungen - Die Synchronisation der Upgrades von Daten (siehe auch nächster Punkt) zwischen allenfalls verschiedenen Servern/Monitoren müsste auch geprüft werden. - Auf welche Art die Daten im Hiperspace gepflegt werden habe ich auch noch nicht geprüft, hier sind verschiedene Lösungen möglich, z.b. Stopp und Neustart, es ist aber auch denkbar, dass der Monitor/Server einzelne Records bzw. Hiperspace Blocks updaten kann. - Sollte es zu komplex werden, z.b. mit dem Index, müsste vielleicht noch die Data Space Variante geprüft werden. Meines Erachtens ist eine Data Space Variante programmtechnisch mit viel mehr Aufwand verbunden als die Hiperspace Lösung und beim Client müsste im Verhältnis mehr Code in Assembler geschrieben werden. - Der Aufruf des Clients mit PL/I und dann das Assembler Interface Unterprogramm als CLIENT (habe im Testenvironment mit FETCH gearbeitet) läuft ohne Probleme (AC=1 + APF-Library beachten sonst S047!). - Sollte es stärker Richtung Online-Verarbeitung gehen, ist ein Preload des Assembler-Interface- Modules zu prüfen oder auch allfällige Varianten mit LPA 11 (ich habe die Testprogramme für den CLIENT und den SERVER REENT/REUSEABLE geschrieben, d.h. diese Programme könnten problemlos in die LPA geladen werden. - Die Hiperspace-Variante ist sicher performanter als es eine parallel SYSPLEX-Lösung mit den Daten in der CF 12. Die Daten in der CF hätten aber den Vorteil, dass sie nur einmal pro SYSPLEX existieren müssten, im Gegensatz zum Hiperspace, der auf jeder LPAR alloziert sein muss, auf welchem dann ein CLIENT die Daten lesen möchte. Die parallel SYSPLEX Variante ist aber auch mit sehr hohem Aufwand verbunden und wieviele Skills in der CS momentan vorhanden sind, um in dieser Richtung etwas zu entwickeln, ist mir nicht bekannt. - Ich kann mir vorstellen, dass BKURS nur die erste Applikation ist, für die Hiperspaces erstellt werden müssten und weitere dann nachfolgen. Da stellt sich die Frage, ob man bei der Entwicklung bereits darauf achtet, diese später auch für andere Applikationen zu verwenden. Sicher würde der Monitor/Server komplexer, was zu einem höheren Programmieraufwand führen würde. CS P Testapplication Hiperspace for BKURS / P. Dennler / KSDI 612 Seite 4/5

5 Umsetzung - Es ist sicher möglich, dass ich z.b. einige Zeit mithelfen könnte, aus der bestehenden Testinstallation eine produktive Lösung zu erstellen. Hier eine Schätzung (Minimalvariante = 20 Tage, d.h. 14 Tage Server/Monitor 6 Tage Client / Maximalvariante = 34 Tage, d.h. 26 Tage Server/Monitor 8 Tage Client). - Bei einer Maximalvariante, das wäre, wenn der Monitor in Zukunft auch von anderen Applikationen genutzt würde, wäre sicher die Erstellung des Server/Monitor mit deutlich mehr Aufwand verbunden (Stoppen von einzelnen Hiperspaces / Update von einzelnen / Display-Commands, wer benutzt welchen usw.). - Möglichst rasch sollte geprüft werden, welche Variante realisiert werden sollte. - Vor der der Umsetzung muss etwa geklärt werden, welche Clients (Batch/Online usw.) die Daten lesen müssen (BKURS) und wie sie lesen (alles oder nur selektiv). - Welchen Index es braucht es, sind sogar zusätzliche notwendig, oder gibt es die Möglichkeit, von der Valorennummer aus den Hiperspace und den Block zu berechnen. - Es widerspricht im Prinzip einem parallel SYSPLEX, aber ist es vorstellbar, dass die Clients nur auf einer LPAR laufen (LPAR wäre im Störungsfall switchbar! Monitor/Server stoppen und auf neuer LPAR erneut starten). IBM-Manuals z/os V1R10.0 MVS Extended Addressability Guide Chapter 7. Creating and Using Hiperspaces z/os V1R10.0 MVS Authorized Assembler Services Reference ALE-DYN Chapter 47. DSPSERV z/os V1R10.0 MVS Authorized Assembler Services Reference EDT-IXG Chapter 22. HSPSERV Peter Dennler alias Don Krawacki DK/ / /KPS# ECSA Extended Commeon Service Area System-Speicher-Bereich z.b. Pgm to Pgm Communication 2 ECB = Event Control Block kann gebraucht werden um auf irgend ein Ereignis zu warten 3 RTM = Recovery and Termination Manager / im Volksmund auch Schwarzenegger! 4 LPAR = Logical PARtition (bezeichnet ein logisches Mainframe-System z.b. S11, S12, S21, S22, usw) 5 STC = Started Task / Adressraum mit besonderen Rechten, im RACF/ACF2 speziell definiert 6 ESO = Expanded Storage Only Hiperspaces (Hiperspace-Pages werden nicht "gepaged") 7 AC = Authorization Code / 0 or 1 / 1 = Authorized (wird beim Linkage Editor angegeben default AC=0) 8 APF = Authorized Program Facility bietet die Möglichkeit, Programme authorized laufen zu lassen 9 ALET = Access List Entry Token (wird zur Inter-Address-Space Communication gebraucht) 10 ASID = Address Space ID (ID für jeden Address Space, ist auf einer LPAR unique!) 11 LPA = Link Pack Area / Systembereich wo oft benutzte Load-Module geladen werden 12 CF = Coupling Facility / eigener Rechner oder LPAR um Daten Strukturen für pl Sysplex zu laden CS P Testapplication Hiperspace for BKURS / P. Dennler / KSDI 612 Seite 5/5

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