Linux erobert IBM Mainframes

Jan 17, 2017
IBM System z

Mainframes von IBM mit ihrer immensen Datenverarbeitungskapazität finden sich seit den 60er Jahren des vergangenen Jahrhunderts traditioneller Weise im Keller von im sehr großen Maßstab agierenden Playern wie Fluggesellschaften, Banken und Kreditkarteninstituten, Logistikdienstleistern, Einzelhandelsketten und Versicherungen als Rückgrat der Unternehmens-IT. Die aktuellen I/O-Monster der z-Generation (für “zero downtime”; auch: IBM System z, System-z, zSeries, offiziell: IBM z Systems) wie der im Januar 2015 vorgestellte z13¹ werden progressiv als Cloudservice-Alternative beworben, die für Echtzeit-Transaktionen im globalen Maßstab ausgelegt sind und sich damit für Zukunftsmärkte wie eine Welt von mobilen Endgeräten, das Internet der Dinge und Echtzeit-Massendatenanalyse² eignen, sehr ausgiebig ohne mit den Transaktionsraten an Kapazitätsgrenzen zu stoßen – auch wenn wieder mal “alle gleichzeitig” zugreifen³. Es spricht einiges dafür die eigenen Geschäftsdaten strikt auf eigenen Maschinen zu belassen und nicht auf externer Miethardware zu verarbeiten, und auch mit der Frage nach der Datenhoheit im Schlepptau versucht sich IBM mit seinen schrankgroßen Boliden vor allem gegen den immer größer werdenden Markt der Cloudanbieter wie Amazon⁴ zu behaupten. Mit dem z13s hat IBM im Februar des vergangenen Jahres auch in der Klasse der Business-Modelle mit neuer und wieder stark weiterentwickelter Hardware nachgelegt⁵.

Da Mainframes immer eine Computerklasse für sich gewesen sind hat sich auch die gesamte damit verbundene Software die Jahre über in einer konzeptionell abgeschlossenen, in sich genügenden Welt entwickelt⁶. So etwas führt aber langfristig meist zu bestimmten Problemen, denen IBM nun begegnen muss um mit den Großrechnern nicht langsam aber sicher in Abseits zu geraten. Ein kritischer Aspekt dabei ist, dass der Betrieb von Mainframes speziell geschultes Fachpersonal benötigt, das direkt an den Maschinen ausgebildet werden muss. Das betrifft nicht nur den Betrieb bzw. die Administration (Systemprogrammierung) des hauptsächlich eingesetzten proprietären Betriebssystems z/OS, sondern vor allem auch die Entwicklung von neuer und die Pflege und der Ausbau der bisherigen Software dafür. Da eine ganze Generation von Mainframe-Spezialisten in Begriff ist in den Ruhestand zu gehen wirbt IBM vorsorglich an Universitäten weltweit für die Einrichtung von speziellen Mainframe-Studiengängen, was in Deutschland aber keinen rechten Erfolg hat⁷. Und da die Mainframe-Technik zum Beispiel mit konzeptionell weiterhin präsenten Lochkarten als angestaubt gilt ist es auch vielleicht nicht unbedingt attraktiv für bereits abgeschlossene junge Informatiker noch eine zusätzliche Ausbildung in dieser Richtung hinten dran zu hängen, so dass sich eine massive Personaldürre abzeichnet.

Mit den aktuellen Modellen liefert IBM in atemberaubender Weise wieder Technik an der Spitze des zur Zeit technisch machbaren, und Präsentationen von einer Dreiviertelstunde reichen kaum aus, die breite Palette der Vorzüge und Neuerungen im Schweinsgalopp durchgeackert zu bekommen. Auf der Softwareseite allerdings gibt es immer wieder Zweifel, ob das gewachsene System wirklich fit für die Zukunft ist⁸, und man fragt sich ob die Kunden auf Dauer bei diesen Produkten zu halten sein werden⁹. Je nach Erhebung befinden sich heute zwischen 70-80% der weltweiten Unternehmensdaten auf Mainframe-Rechnern mit bekannter Weise häufig veralteten Legacy-Anwendungen, die oft immer wieder von alten Rechnern rübergenommen worden sind. So sieht man zum Beispiel bei CICS-Applikationen die Gefahr, dass die Legacy-Software wegen mangelndem Know-how irgendwann gar nicht mehr migriert werden kann¹⁰. Und auch in der Finanzwelt stellt die Abhängigkeit von Mainframe-Bestandsapplikationen ein zunehmendes Problem dar, da deren Modernisierung und Ausbau immer sehr lange dauert und hohe Kosten verursacht¹¹. So hat zum Beispiel die KDRS (Kommunale Datenverarbeitung Region Stuttgart) zum Jahreswechsel 2014/15 die Mainframes abgeschafft, Geschäftsführer Frank Wondrak: “Wir mussten in den letzten Jahren unsere Legacy-Applikationen durch neue ersetzen, da sie funktional veraltet waren. Aber viel wichtiger war, dass wir nicht mehr die Menschen haben, die sie warten können” (com!professional 5/2015, 105). Aber auch wegen der immensen Lizenz- und Wartungskosten, die für den Mainframe-Betrieb verlangt werden, und dem Wunsch nach mehr Flexibilität werden zunehmend Wege gesucht sich vom “lock in” zu befreien. Mittlerweile gibt es Migrationslösungen wie der Software-Defined Mainframe (SDM) der Firma LzLabs, mit dem in COBOL oder PL/1 geschrieben Anwendungen ohne Veränderungen oder Neukompilierung des Codes in einer x86-Umgebung bzw. einer Cloud-Plattform laufen gelassen werden können, als Betriebssystem kommt dabei Linux (RHEL) zum Einsatz¹². Aber “Big Blue” hat sich schon einige Male zum richtigen Zeitpunkt neu aufgestellt, und als entscheidender “game changer” kommt hier Linux ins Spiel.

Linux auf dem Mainframe hat tatsächlich schon eine längere Geschichte, denn seit den späten 90er Jahren tut sich da bereits etwas unter dem Stichwort “Linux on z Systems” (auch: z/Linux, zLinux). Angepasstes und für die Prozessoren der z/Architektur-Familie kompiliertes Linux kann auf System-z als virtuelle Maschine unter z/VM, dem KVM-Hypervisor (KVM for IBM z Systems), oder in einer oder mehreren LPARs (Systempartitionen) laufen, so dass eine Reihe von kommerziellen und nicht-kommerziellen Distributionen parallel mit z/OS auf den Großrechnern betrieben werden können. Um das zu unterstützen bietet IBM unter anderem Prozessoren in einer dedizierten Fassung an (Integrated Facility for Linux/IFL), die eingesetzt werden können um die Lizenzgebühren von z/OS-Software auf derselben Maschine klein zu halten. Und die Linux-Unterstützung ist auf den beiden neuen Modellen noch weiter ausgebaut worden, so dass sie bereits als offene Systeme beworben werden.

Als gewaltigen Paukenschlag hat IBM auf der LinuxCon North America im August 2015 eine völlig neue System-z Modellreihe vorgestellt, auf der ausschließlich Linux als Betriebssystem läuft. Der “LinuxONE” ist in zwei Ausführungen erhältlich: der “Emperor” (Kaiserpinguin) basiert auf dem Enterprise-Modell z13, während die Hardware des “Rockhopper” (Felsenpinguin) zunächst das z13s-Vorgängermodell zBC12 war, in 2016 dann aber der z13s geworden ist¹³. Für den LinuxONE sind Red Hat Enterprise Linux 6 und 7, Novell SUSE Linux Enterprise Server (SLES) 11 und 12, sowie Canonicals Ubuntu 16.04 LTS erhältlich. Ubuntu profitiert dabei von dem s390x-Port von Debian, der bereits mit dem Release 7.0 “Wheezy” eingeführt worden ist¹⁴. Im vom IBM angebotenen Software-Stack finden sich etliche speziell angepasste Software-Pakete, darunter viel Devops und natürlich der SMACK-Stack (mit Apache Spark, Kafka, Mesos), Node.js, MongoDB, MariaDB, Google Go; Docker-Container und OpenStack (ein Mainframe kann als eigene Cloud betrieben werden) funktionieren out-of-the-box – verzichten muss man hier auf kaum etwas. Mit dem neuen “branding” bietet IBM jetzt auch für die Bezahlung ein Mietmodell bzw. Pay-per-use-Modell an, bei der eine monatliche oder vierteljährliche Basisrate zu entrichten ist, zu der Gebühren je nach tatsächlicher Nutzung der Linux-Cores hinzukommen. Man merkt, dass IBM mit der neuen Mainframe-“Geschmacksrichtung” nun eine ganz andere Zielgruppe anspricht, und die Werbespots richten sich auffälliger Weise an eine neues, junges und hippes Publikum von Open Source-Entwicklern und Startups. Und so fahren auch keine Containerschiffe mehr durchs Bild.

Mit dem LinuxONE und der konsequenten Neuausrichtung in Richtung Linux ändert IBM die Geschäftsstrategie im Bereich Großcomputer, und bringt viel frischen Wind in den angestaubten Großrechner-Markt. IBM gibt damit geschützte und profitable Geschäftsfelder auf, das ist aber mit Sicherheit ein gelungener Schritt um das eher sperrige Großrechner-Konzept gerade in Herausforderung durch die sich immer weiter etablierenden Cloudservices zu der nächsten Generation von Anwendern zu bekommen. Da Linux die maßgebliche Plattform dafür ist betten sich Mainframes der z-Serie jetzt nahtlos in die Welt der Open Source-Software ein, und bieten mit ihrem satten Rechen- und I/O-Power eine praktisch nach oben offene Skalierbarkeit: Anwendungen können auf einem Laptop entwickelt, und unverändert auf den Mainframe geschoben und dort laufen gelassen werden¹⁵. Open Source bzw. frei lizensierte Software hat mittlerweile in vielen zukunftsträchtigen Bereichen eine Schlüsselstellung eingenommen, und steht manchmal unangefochten durch kommerzielle Produkte an führender Stelle. Hier ist vor allem Big Data, Echtzeit- bzw. “Streaming”-Datenanalyse und Deep Learning zu nennen (letzteres benötigt allerdings eher eine möglichst hohe Rate an Fließkommaoperationen wie bei Supercomputern, so dass meistens eher mit GPU-Karten gearbeitet wird). Gleichzeitig steigt der Bedarf and Datenverarbeitungskapazität gewaltig, und so mancher Mittelständler überlegt sich, eventuell auch von eigenem Big Data profitieren zu wollen¹⁶. IBM wirbt damit, mit der neuen Modellreihe das volle Potential von Linux von der Kette zu lassen (Linux unleashed), und mit den neuen Perspektiven für die Mainframe-Vermarktung gibt es mit der neuen Modellreihe zum Beispiel als “Ubuntu-Monster” auch ganz neue Perspektiven für Open Source-Anwender¹⁷. Mit dem Rockhopper-“Update” auf den z13s in 2016 zeichnet sich bereits ab, dass es sich hierbei nicht mehr nur um einen Testballon handelt, sondern dass es auch in Zukunft neue Hardware als spezielle Linux-Maschinen geben wird. Und ein nützlicher Nebeneffekt dabei ist, dass man bei diesem Modellsegment nicht auf rares Personal mit Mainframe- bzw. z/OS-Ausbildung angewiesen ist.