24、深入探索 IBM pSeries 通信技术

深入探索 IBM pSeries 通信技术

在当今数字化的时代，计算机通信技术对于企业的运营和发展至关重要。IBM pSeries 系统作为一款功能强大的服务器平台，其通信技术涵盖了多个方面，为企业提供了高效、安全且可靠的通信解决方案。本文将深入探讨 IBM pSeries 的通信技术，包括 3270 仿真、虚拟专用网络（VPN）、局域网（LAN）以及高可用性集群等内容。

1. 3270 仿真与主机访问

虽然 3270 仿真的需求正在迅速减少，但在某些情况下，pSeries 系统的用户仍需要访问运行在 zSeries 上的“遗留”应用程序，这些应用程序可能没有提供图形用户界面（GUI）或 Web 浏览器界面。在这种情况下，IBM 多平台主机访问客户端软件包可以使 pSeries 系统模拟常见于 zSeries 系统的 3270 终端和打印机。这使得 pSeries 用户能够登录到 zSeries 并与他们有权限访问的任何 OS/390 应用程序进行交互。此外，该软件包还能与 zSeries 进行交互，实现 pSeries 和 zSeries 系统之间的文件传输。

2. 虚拟专用网络（VPN）

随着互联网的普及，企业与客户、员工和供应商进行通信时，使用互联网是一种常见的选择。通常，会采取一些安全措施，如密码保护以及具有防火墙和网络地址转换功能的路由器。对于日常通信，如电子邮件和非机密数据传输，这种安排可能足够了。然而，如果要传输的客户或业务数据是敏感的，可能会被互联网“窃听者”用于窃取专有信息或发起拒绝服务攻击，那么就必须考虑安全问题。

一种替代方案是实施基于 TCP/IP 的专用线路网络，其中通信链路由企业控制，可能由电信提供商运营。但企业可能会选择实施虚拟专用网络（VPN），以避免使用租用电信设施的专用线路网络的成本。VPN 是指利用互联网（或任何公共网络）来实现专用网络或企业“内联网”的扩展。它之所以“专用”，是因为流经它的数据是私密的，但由于它在公共网络（即互联网）上运行，在物理意义上并不是“专用”的。而且，它是一个“虚拟”网络，因为它必须在任何物理基础设施上运行。

2.1 VPN 的实现原理

VPN 的设计是一项复杂的任务，许多服务组织，如 IBM 全球服务部，都具备设计和管理 VPN 项目的技能和经验。其基本原理是使用“协议隧道”技术，可能还会结合数据加密。当企业通过互联网将其私有信息传输到各个远程位置时，信息必须经过许多不受企业控制的系统，如拨号或其他互联网接入路径、发送方和接收方的互联网服务提供商（ISP）系统以及沿途的路由器。如果不使用特殊协议和加密，黑客可能会在许多点拦截或至少复制企业的私有数据。

因此，使用一组网关和路由器认可的行业标准协议来创建一个安全的“隧道”，通过互联网进行传输。这些隧道在一次传输或一系列传输中创建、使用，然后终止。因此，VPN 是“虚拟的”（它不与任何特定的物理传输设施永久关联）、“专用的”（协议和加密保护企业数据不被他人获取），并且是一个“网络”（它以一种结构化的方式连接并扩展企业的内联网，对两端的计算机是透明的）。

2.2 VPN 设计的权衡因素

在设计 VPN 时，需要考虑许多权衡因素：
- 安全问题 ：涉及公共互联网上的传输以及企业和远程站点的内部安全政策和设施。
- 性能 ：特别是加密和传输日志记录会占用大量的处理器功率和存储空间。
- 可用性和响应性 ：必须与 ISP 建立服务级别协议和方法。
- 人员因素 ：VPN 是否提供及时、易用的通信，以及用户是否接受过安全政策方面的培训和指导。
- 成本 ：包括初始成本和持续成本，以及特定企业在提议的 VPN 中不同级别的安全性、性能和响应性的价值。

虽然没有适用于所有情况的单一正确答案，但专业的网络顾问可以帮助企业做出明智的成本/效益权衡决策。

3. pSeries 与局域网（LAN）

局域网（LAN）为位于同一建筑物或校园内的计算机组提供了一种非常高效的通信方式。将用户 PC 连接到 pSeries 服务器最常见的方式是通过 LAN，当然，多个 pSeries 系统也可以连接到 LAN。LAN 可以快速移动信息，这对于提高用户的整体生产力非常重要，因为通信链路的速度会直接影响用户的响应时间。

然而，LAN 的高速通信是以有限的距离为代价的，正如“局域网”中的“本地”一词所示。由于电气限制，LAN 不能用作远距离计算机之间的直接通信链路，但多个 LAN 可以通过更传统的通信链路（如广域网 - WAN）连接在一起。

3.1 pSeries 在 LAN 中的角色

参与 LAN 的每台计算机都称为网络中的节点。pSeries 系统可以充当客户端节点或服务器节点。客户端节点可以像任何普通的独立 pSeries 系统一样运行，也可以参与 LAN 通信，并且可以访问网络上的任何共享资源，但本身不提供资源供其他节点使用。服务器节点除了具备客户端节点的功能外，还可以提供资源，如磁盘存储或打印机，供网络中的其他节点使用。

3.2 pSeries 用户在 LAN 中的优势

pSeries 用户参与 LAN 相比未连接到 LAN 的类似用户具有三个基本优势：
- 数据共享 ：许多用户通常需要访问相同的信息体，如设计标准、图像库、电话目录、库存信息等。通过 LAN 和适当的应用程序，多个用户可以同时共享对单个信息体的访问，并且该信息可以位于 LAN 中的任何计算机（甚至多台计算机）上。
- 程序共享 ：由于程序和数据一样存储在文件中，一个 pSeries 系统上的应用程序可以在网络中的另一个 pSeries 上加载和执行，但需遵守适用的软件许可条款。更强大的程序共享方式是客户端应用程序与服务器应用程序直接通信，这种直接的程序间交互允许在 LAN 中的不同计算机上运行的应用程序协同工作，使网络中的任何授权用户都能轻松获取网络中任何位置的信息。
- 设备共享 ：设备共享允许参与 LAN 的服务器节点与 LAN 中的其他节点共享其磁盘空间、打印机、通信设备等。这种设备共享功能可以更有效地利用参与 LAN 的计算设备。

4. pSeries 与以太网 LAN

以太网是开放系统领域中常用的一种 LAN 类型。以太网 LAN 得到了许多不同计算机制造商的广泛支持，因此在开放系统环境中很常见。以太网 LAN 通常由不同类型和品牌的计算机组成。

以太网 LAN 使用载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）协议，早期的以太网是一种总线型网络，每台计算机都从公共电缆或信息总线上分支连接。但如今，大多数以太网系统使用集线器，每个节点连接到集线器，由集线器处理节点之间的争用，避免了每个节点处理冲突的需要。现代以太网网络可以以 10 Mbps、100 Mbps 或 1 Gbps 的速率传输信息。

以太网 LAN 可能是最广泛支持的 LAN 技术，几乎与每种类型的计算机和操作系统都兼容。只要支持通过以太网 LAN 进行 TCP/IP 通信，以太网 LAN 可以由 pSeries 系统、运行 Microsoft Windows 的个人计算机、共享打印机或任何开放系统计算机组成。pSeries 系统有许多以太网连接选项，包括集成的以太网端口和多种以太网适配器。

以太网的高速连接能力使其成为服务器之间高速链路的主要技术。例如，p615 上的集成 10/100/1000 Mbps 以太网控制器可能会在未来的 pSeries 设计中成为标准，并且还有可以以千兆速度运行的双端口以太网适配器。为了构建复杂的长距离网络，这些适配器必须与网络产品（如集线器、交换机和路由器）集成。这些产品可以从第三方供应商（如思科系统）获得，IBM 最近还宣布与思科结盟，将 IBM 的系统产品和服务与思科的领先网络产品集成，以满足互联网需求。

下面是一个公司 premises 上以太网 LAN 网络的可能布线安排：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A(PC 工作站):::process -->|10 Mbps 或 100 Mbps| B(以太网集线器):::process
    C(PC 工作站):::process -->|10 Mbps 或 100 Mbps| B(以太网集线器):::process
    D(PC 工作站):::process -->|10 Mbps 或 100 Mbps| B(以太网集线器):::process
    E(PC 工作站):::process -->|10 Mbps 或 100 Mbps| F(以太网集线器):::process
    G(PC 工作站):::process -->|10 Mbps 或 100 Mbps| F(以太网集线器):::process
    B -->|100 Mbps| H(以太网交换机):::process
    F -->|100 Mbps| H(以太网交换机):::process
    H -->|千兆链路| I(路由器):::process
    H -->|千兆链路| J(pSeries 服务器):::process

在这个网络中，员工的 PC 工作站连接到位于布线柜或通信室的以太网集线器。集线器支持不同的输入带宽，所有连接到集线器的 PC 共享输入带宽。集线器连接到以太网交换机，交换机提供处理和数据缓冲，使每个输入设备（如集线器）能够以全 100 Mbps 带宽运行。最后，交换机连接到千兆链路（“骨干网”），路由器和一个或多个 pSeries 服务器也连接到该链路。路由器管理与外部互联网或专用线路网络的通信流量，同时还具有安全防火墙、网络地址转换和协议转换等功能。

5. pSeries 与令牌环网络

令牌环 LAN 技术是由 IBM 开发的，但在行业中的普及程度不如以太网。虽然 pSeries 系统和 AIX 仍然支持令牌环通信，但它的使用并不广泛。

令牌环网络的节点以环形模式排列，信息通过令牌传递协议在网络上以 4 或 16 Mbps 的速度传输。在这种协议中，一个称为消息帧或帧的单个信息包在环中从一个节点连续传递到另一个节点。令牌就像网络的“邮袋”，一次携带一个网络消息，从发送节点传递到网络中的所有其他节点，直到到达接收节点并传递消息。

当一个节点接收到一个帧时，它会检查该帧是消息帧还是令牌帧。如果是令牌帧，则表示网络空闲，该节点可以发送消息。如果是消息帧，节点将检查令牌消息中包含的地址，看该消息是否是发给自己的。如果不是，则将帧原样传递给环中的下一个节点。

IBM 为某些系列服务器和个人计算机提供 100/16/4 Mbps 令牌环卡，但 pSeries 主要侧重于以太网通信，仅为 pSeries 服务器提供 16/4 Mbps 令牌环适配器（#4959）。

6. ASCII 终端网络

虽然连接到 pSeries 系统的 ASCII 终端的使用几乎已成为过去，但 pSeries 系统和 AIX 仍然为 ASCII 终端用户提供支持。本地终端和打印机通过行业标准的 EIA - 232 异步通信端口（每个终端或打印机一个端口）连接。pSeries 系统标准配备两个或更多此类端口，8 端口异步适配器 EIA - 232（#2943）可以提供额外的端口，使总端口数达到 10 个。AIX 操作系统提供了对 EIA - 232 端口和它们使用的异步通信协议的必要支持。

如果需要将远程 ASCII 终端连接到 pSeries 系统，则必须在两端（服务器和远程终端）的电话线上连接调制解调器。调制解调器是一种用于将数字计算机信号调制或转换为模拟电话线信号进行传输，以及将模拟信号解调为数字信号进行接收的设备。IBM 不销售调制解调器，但市场上有许多行业标准的调制解调器可供选择。对于拨号电话线，通常使用 56 KBps 调制解调器，而对于租用电话线路，则可以使用更高速度的调制解调器。

7. 高可用性集群

pSeries 系统可以通过各种类型的 LAN 相互通信，以实现数据共享、程序共享、设备共享和电子邮件等功能。LAN 连接还可以用于提高 LAN 资源的可用性。“可用性”是指计算机用户对计算资源的访问程度。例如，如果用户由于计算机系统故障、通信网络故障、计划维护或其他原因而经常无法登录到计算机系统，则该环境的可用性较差；而如果所需的计算资源似乎始终可供用户使用，则该环境的可用性非常好。

在一个 LAN 环境中，如果有一个服务器和一组严重依赖该服务器的客户端计算机/用户，当服务器出现硬件或软件故障时，服务器将停机，用户将立即无法进行有用的工作，直到服务器修复。不同环境下，用户受到中断时的痛苦程度差异很大。例如，对于只是进行文字处理的用户来说，服务器停机四小时可能不是问题，因为信件可以推迟到明天发送；但对于大型度假酒店的前台来说，四小时的停机意味着入住、退房、预订、叫醒服务和客房服务的延迟，会导致酒店客人不满。因此，在选择和配置 LAN 中的服务器时，必须考虑环境的可用性要求。

虽然在硬件设计和 AIX 操作系统方面已经采取了许多措施来最大限度地提高 pSeries 系统的可靠性和可用性，但计算机系统仍然可能出现故障，而且很难准确预测故障何时发生。此外，运行的应用程序中也始终存在软件错误的风险，这可能导致系统停机。如果故障对特定的业务环境至关重要，则应采取措施提高计算机资源的可用性。提高 LAN 资源可用性的基本技术或方法有两种：依靠专门设计的具有冗余硬件元素的容错计算机，或使资源可以从 LAN 中的多台计算机获得。这里我们将介绍 IBM 的软件包——IBM 高可用性集群多处理（HACMP），它有助于提高 pSeries 服务器资源的可用性。

7.1 HACMP 示例

HACMP 可以实现两个 pSeries 系统的高可用性配置。例如，两个 pSeries 服务器连接到以太网 LAN，每个服务器除了运行其他应用程序外，还运行 HACMP 软件产品。每个 pSeries 系统还配备两个以太网 LAN 适配器，以在其中一个连接路径中的适配器或电缆出现故障时提供冗余连接。在正常情况下（无故障），这些服务器独立运行，并为客户端提供对 LAN 中两个不同数据库的访问。

两个服务器共享一个连接到 IBM 2104 可扩展存储增强单元中磁盘驱动器的公共 SCSI 总线，但在正常情况下，每个系统只控制分配给其应用程序的那些磁盘驱动器。HACMP 软件配置为“相互接管”，即如果一个服务器出现故障，另一个服务器应接管故障服务器的数据和处理。

当其中一个 pSeries 系统（服务器 A）出现故障时，服务器 B 中的 HACMP 程序会检测到服务器 A 中的 HACMP 程序停止发送其定期消息。首先，服务器 B 尝试联系服务器 A 中的备用以太网适配器，以防问题只是主以太网适配器出现故障。如果通过服务器 A 的备用以太网适配器重新建立了两个服务器之间的通信，则不需要进一步的操作。

但如果服务器 A 出现完全系统故障，当服务器 B 发现无法与服务器 A 重新建立通信时，它会自动接管服务器 A 的工作。首先，服务器 B 将其备用以太网适配器编程为承担服务器 A 以太网适配器的身份（网络地址），这样所有原本发往服务器 A 的通信流量现在将自动发送到服务器 B。然后，服务器 B 控制 2104 中服务器 A 的磁盘驱动器，使服务器 A 的数据库可供通常分配给服务器 A 的 LAN 客户端使用。实际上，服务器 B 同时扮演了服务器 B 和服务器 A 的角色，网络上的客户端可以不间断地访问两个服务器的资源，实现了高可用性。除了在切换过程中的短暂“停顿时间”外，客户端甚至不会知道服务器 A 出现了故障。

7.2 HACMP 的并发访问配置

HACMP 软件还可以配置为两个系统同时访问相同的数据（称为并发访问）。在这种配置下，服务器 A 和服务器 B 都可以访问位于 2104 磁盘驱动器上的单个数据库。这可以提供比单个服务器更高的性能，特别是考虑到最多可以有八个系统共享磁盘。然而，服务器上的数据库应用程序必须通过锁定来协调它们在共享数据库上的活动，这可能会带来一定的开销，从而降低集群的整体性能。但并发访问集群可以为故障服务器提供非常快速的接管，因为所有客户端机器都可以通过不同的服务器访问相同的数据。

综上所述，IBM pSeries 系统的通信技术为企业提供了多样化的解决方案，无论是在安全通信、高效数据共享还是高可用性方面，都能满足不同企业的需求。企业可以根据自身的业务需求、预算和技术能力，选择合适的通信技术和配置，以提高企业的运营效率和竞争力。

深入探索 IBM pSeries 通信技术

8. 通信技术对比分析

为了更清晰地了解 IBM pSeries 所涉及的各种通信技术的特点，下面对几种主要的通信技术进行对比分析，具体内容如下表所示：
| 通信技术类型 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
| — | — | — | — |
| 3270 仿真 | 可访问遗留应用程序，实现与 zSeries 系统交互及文件传输 | 需求逐渐减少 | 仍依赖旧有 zSeries 应用程序的场景 |
| 虚拟专用网络（VPN） | 利用公共网络实现私有网络扩展，成本相对较低，数据有一定安全性保障 | 设计复杂，需考虑安全、性能、成本等多方面权衡因素 | 企业需要安全传输敏感数据，又不想承担专用线路网络高成本的场景 |
| 以太网 LAN | 广泛支持，传输速度快，可实现高速链路，设备选择丰富 | 传输距离有限 | 同一建筑物或校园内计算机组的高速通信，服务器间高速连接 |
| 令牌环网络 | 由 IBM 开发，有特定的令牌传递协议 | 普及程度低，速度相对较慢 | 对 IBM 技术有特定依赖，对速度要求不高的小规模网络 |
| ASCII 终端网络 | 为 ASCII 终端用户提供支持 | 使用几乎成为过去，速度和功能有限 | 仍有少量 ASCII 终端设备需要连接的特殊场景 |
| 高可用性集群（HACMP） | 提高服务器资源可用性，可实现相互接管和并发访问 | 配置复杂，可能存在一定性能开销 | 对服务器可用性要求极高，不能容忍长时间停机的业务场景 |

通过以上对比可以看出，不同的通信技术各有优劣，企业在选择时需要根据自身的实际情况进行综合考虑。

9. 通信技术的发展趋势与展望

随着信息技术的不断发展，IBM pSeries 通信技术也将面临新的挑战和机遇，以下是一些可能的发展趋势：
- 更高的安全性要求 ：随着网络攻击手段的不断升级，企业对通信安全的要求将越来越高。未来，VPN 技术可能会进一步发展，采用更先进的加密算法和安全协议，以确保数据在传输过程中的安全性。同时，pSeries 系统在硬件和软件层面也可能会加强安全防护机制，如增强防火墙功能、提高数据访问控制等。
- 更快的传输速度 ：随着数据量的不断增长，对通信传输速度的要求也在不断提高。以太网技术可能会继续向更高的传输速率发展，如 10 Gbps 甚至更高。pSeries 系统也将不断优化其网络适配器和接口，以支持更快的传输速度，满足企业对高速数据传输的需求。
- 更智能化的网络管理 ：未来的网络将变得更加复杂，需要更智能化的管理手段。pSeries 系统可能会引入人工智能和机器学习技术，对网络流量进行实时监测和分析，自动调整网络配置，以提高网络的性能和可靠性。例如，根据网络使用情况自动分配带宽，及时发现并解决网络故障等。
- 与云计算和物联网的融合 ：云计算和物联网技术的发展将对企业的通信架构产生深远影响。pSeries 系统可能会与云计算平台进行更紧密的集成，实现资源的共享和协同工作。同时，随着物联网设备的大量增加，pSeries 系统需要能够支持与这些设备的高效通信，为物联网应用提供可靠的基础支撑。

10. 企业应用案例分析

为了更直观地了解 IBM pSeries 通信技术在实际企业中的应用效果，下面以一家大型制造企业为例进行分析。

该制造企业拥有多个生产基地和办公场所，分布在不同的地理位置。企业内部存在大量的业务数据需要在各个部门之间进行共享和传输，同时也需要与外部供应商和客户进行通信。为了满足这些需求，企业采用了以下 IBM pSeries 通信技术解决方案：
- VPN 技术 ：企业通过部署 VPN 网络，将各个生产基地和办公场所连接起来，实现了企业内部网络的扩展。员工可以通过 VPN 安全地访问企业内部资源，即使在外出办公时也能正常工作。同时，VPN 技术还为企业与外部供应商和客户之间的通信提供了安全保障，确保了敏感数据的传输安全。
- 以太网 LAN 技术 ：在各个生产基地和办公场所内部，企业采用以太网 LAN 技术构建了高速局域网。以太网的高速传输能力使得员工能够快速地访问共享文件和应用程序，提高了工作效率。同时，通过以太网交换机和路由器的合理配置，实现了不同部门之间的网络隔离和安全访问控制。
- 高可用性集群（HACMP）技术 ：对于企业的核心业务系统，如生产管理系统和财务管理系统，企业采用了 HACMP 技术进行高可用性配置。通过将多个 pSeries 服务器组成集群，实现了服务器之间的相互接管和并发访问。当其中一个服务器出现故障时，其他服务器能够自动接管其工作，确保了业务系统的不间断运行，避免了因服务器故障而导致的业务中断和数据丢失。

通过采用以上通信技术解决方案，该制造企业实现了高效、安全、可靠的通信网络，提高了企业的运营效率和竞争力。具体体现在以下几个方面：
- 提高了工作效率 ：员工能够快速地访问共享资源和应用程序，减少了等待时间，提高了工作效率。
- 增强了数据安全性 ：VPN 技术和网络安全设备的使用，确保了企业敏感数据的传输安全，防止了数据泄露和网络攻击。
- 保障了业务连续性 ：HACMP 技术的应用，使得企业的核心业务系统能够在服务器故障时快速恢复，保障了业务的连续性，减少了因业务中断而带来的损失。

11. 总结与建议

综上所述，IBM pSeries 通信技术涵盖了多种类型，为企业提供了多样化的通信解决方案。不同的通信技术适用于不同的场景，企业在选择时需要根据自身的业务需求、预算和技术能力进行综合考虑。

为了更好地应用 IBM pSeries 通信技术，以下是一些建议：
- 进行全面的需求分析 ：在选择通信技术之前，企业需要对自身的业务需求进行全面的分析，包括数据传输量、安全要求、可用性要求等。根据分析结果，选择最适合的通信技术和配置方案。
- 加强安全管理 ：通信安全是企业信息化建设的重要组成部分。企业需要加强对通信网络的安全管理，采用先进的安全技术和措施，如加密技术、防火墙、入侵检测等，确保数据在传输过程中的安全性。
- 定期进行维护和升级 ：随着信息技术的不断发展，通信技术也在不断更新换代。企业需要定期对通信设备和软件进行维护和升级，以确保其性能和可靠性。同时，及时更新安全补丁，防范新的安全漏洞。
- 培养专业的技术人才 ：IBM pSeries 通信技术的应用需要专业的技术人才进行管理和维护。企业需要加强对技术人才的培养和引进，提高员工的技术水平和业务能力，以确保通信网络的正常运行。

通过合理选择和应用 IBM pSeries 通信技术，并采取有效的管理措施，企业可以构建一个高效、安全、可靠的通信网络，为企业的发展提供有力的支持。

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    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A(企业业务需求分析):::process --> B(选择通信技术方案):::process
    B --> C(部署通信系统):::process
    C --> D(安全管理与维护):::process
    D --> E(定期升级与优化):::process
    E --> F(培养技术人才):::process
    F -->|反馈| A(企业业务需求分析):::process

以上流程图展示了企业应用 IBM pSeries 通信技术的基本流程，从需求分析开始，经过技术方案选择、系统部署、安全管理与维护、升级优化，再到技术人才培养，形成一个闭环的管理过程，不断根据企业业务需求的变化进行调整和优化。