Gestor de carga de trabajo

En los mainframes de IBM , Workload Manager ( WLM ) es un componente básico del sistema operativo MVS /ESA y sus sucesores, incluyendo z/OS . Controla el acceso a los recursos del sistema para las tareas que se ejecutan en z/OS según los objetivos definidos por el administrador. También existen componentes de Workload Manager para otros sistemas operativos. Por ejemplo, IBM Workload Manager es un producto de software para el sistema operativo AIX .

Gestor de carga de trabajo

En un ordenador central, se ejecutan simultáneamente numerosas aplicaciones. Se espera que la ejecución de tareas sea consistente y que el acceso a las bases de datos sea predecible. En z/OS, el componente Workload Manager (WLM) satisface estas necesidades controlando el acceso de las tareas a los recursos del sistema según las especificaciones externas del administrador del sistema .

El administrador del sistema clasifica el trabajo en clases de servicio . El mecanismo de clasificación utiliza atributos de trabajo como nombres de transacciones, identificaciones de usuario o nombres de programas que se sabe que utilizan aplicaciones específicas. Además, el administrador del sistema define objetivos y niveles de importancia para las clases de servicio que representan el trabajo de la aplicación. Los objetivos definen las expectativas de rendimiento para el trabajo. Los objetivos pueden expresarse como tiempos de respuesta , una velocidad relativa (denominada velocidad ) o como discrecionales si no existe un requisito específico. El tiempo de respuesta describe la duración de las solicitudes de trabajo después de que ingresan al sistema y hasta que la aplicación le indica a WLM que la ejecución ha finalizado. WLM ahora está interesado en asegurar que el tiempo de respuesta promedio de un conjunto de solicitudes de trabajo finalice en el tiempo esperado o que un porcentaje de las solicitudes de trabajo cumpla con las expectativas del usuario final .

La definición de tiempo de respuesta también requiere que las aplicaciones se comuniquen con WLM. Si esto no es posible, se utiliza una medida de velocidad relativa, denominada velocidad de ejecución, para describir las expectativas del usuario final respecto al sistema.

Esta medición se basa en los estados del sistema, que se recopilan continuamente. Los estados del sistema describen cuándo una solicitud de trabajo utiliza un recurso del sistema y cuándo debe esperar porque está siendo utilizado por otra tarea. Este último caso se denomina estado de retardo. El cociente entre todos los estados de uso y todos los estados productivos (estados de uso y de retardo), multiplicado por 100, es la velocidad de ejecución. Esta medición no requiere ninguna comunicación de la aplicación con el componente WLM, pero es más abstracta que un objetivo de tiempo de respuesta.

Finalmente, el administrador del sistema asigna una importancia a cada clase de servicio para indicar a WLM qué clases de servicio deben tener acceso prioritario a los recursos del sistema si la carga del sistema es demasiado alta para permitir la ejecución de todas las tareas. Las clases de servicio y las definiciones de objetivos se organizan en políticas de servicio junto con otras estructuras para la generación de informes y el control posterior, y se guardan como una definición de servicio para su acceso a WLM. La definición de servicio activa se guarda en un conjunto de datos compartido que permite a todos los sistemas z/OS de un clúster Parallel Sysplex acceder y ejecutar tareas para alcanzar los mismos objetivos de rendimiento.

WLM es un mecanismo de control cerrado que recopila continuamente datos sobre el trabajo y los recursos del sistema. Compara las mediciones recopiladas y agregadas con las definiciones de usuario del servicio y ajusta el acceso del trabajo a los recursos del sistema si no se cumplen las expectativas del usuario. Este mecanismo se ejecuta de forma continua en intervalos de tiempo predefinidos. Para comparar los datos recopilados con las definiciones de objetivos, se calcula un índice de rendimiento.

El índice de rendimiento de una clase de servicio es un único valor que indica si se pudo alcanzar el objetivo, si se superó o si no se logró. WLM modifica el acceso a las clases de servicio en función del índice de rendimiento alcanzado y su importancia. Para ello, utiliza los datos recopilados para proyectar la posibilidad y el resultado de un cambio. El cambio se ejecuta si la previsión indica que resulta beneficioso para el trabajo, de acuerdo con las expectativas definidas del cliente. WLM utiliza una base de datos con intervalos de entre 20 segundos y 20 minutos para contener una base de muestras estadísticamente relevante para sus cálculos. Asimismo, en un intervalo de decisión, se realiza un cambio en beneficio de una clase de servicio para mantener un sistema controlado y predecible.

WLM controla el acceso del trabajo a los procesadores del sistema, las unidades de E/S y el almacenamiento del sistema, además de iniciar y detener los procesos para la ejecución del trabajo. El acceso a los procesadores del sistema, por ejemplo, se controla mediante una prioridad de despacho que define una clasificación relativa entre las unidades de trabajo que desean ejecutarse. Se asigna la misma prioridad de despacho a todas las unidades de trabajo clasificadas en la misma clase de servicio. Como ya se ha indicado, la prioridad de despacho no es fija ni se deriva simplemente de la importancia de la clase de servicio. Varía en función del logro de objetivos, la utilización del sistema y la demanda del trabajo por parte de los procesadores del sistema. Existen mecanismos similares para controlar todos los demás recursos del sistema. Esta forma en que z/OS Workload Manager controla el acceso del trabajo a los recursos del sistema se denomina gestión de carga de trabajo orientada a objetivos y contrasta con la gestión de carga de trabajo basada en derechos de recursos, que define una relación mucho más estática sobre cómo el trabajo puede acceder a los recursos del sistema. La gestión de carga de trabajo basada en derechos de recursos se encuentra, por ejemplo, en sistemas operativos UNIX de mayor tamaño.

Una diferencia fundamental con respecto a los componentes de gestión de carga de trabajo en otros sistemas operativos es la estrecha colaboración entre z/OS Workload Manager y las principales aplicaciones, middleware y subsistemas que se ejecutan en z/OS. WLM ofrece interfaces que permiten a los subsistemas indicar a WLM cuándo comienza y finaliza una unidad de trabajo en el sistema, así como transmitir atributos de clasificación que el administrador del sistema puede utilizar para clasificar el trabajo. Además, WLM ofrece interfaces que permiten a los componentes de equilibrio de carga asignar las solicitudes de trabajo al sistema más adecuado en un clúster sysplex paralelo. Existe instrumentación adicional que ayuda a los gestores de bases de datos y recursos a señalar situaciones de contención a WLM, de modo que este pueda ayudar a gestionar el trabajo retrasado promoviendo el acceso al sistema que posee los bloqueos y pestillos de recursos.

Con el tiempo, z/OS Workload Manager se convirtió en el componente de control central para todos los aspectos relacionados con el rendimiento en el sistema operativo az/OS. En un clúster Parallel Sysplex, los componentes de z/OS Workload Manager trabajan conjuntamente para proporcionar una vista de imagen única de las aplicaciones que se ejecutan en el clúster. En un System z con múltiples particiones virtuales, z/OS WLM permite la interoperabilidad con el hipervisor LPAR para influir en la ponderación de las particiones de z/OS y controlar la cantidad de capacidad de CPU que pueden consumir las particiones lógicas.