Von CW-Redakteur Wolfgang Herrmann

MÜNCHEN (COMPUTERWOCHE) - Noch vor einem Jahr als Hacker-Spielwiese für Web-Anwendungen belächelt, hat sich Linux auf dem Großrechner zur Konsolidierungsplattform für Unix- und NT-Server entwickelt. Großanwender wie Bayer oder Lufthansa Systems planen auch geschäftskritische Anwendungen unter dem Mainframe-Linux.

Die Geschichte vom Pinguin und dem Dinosaurier beginnt in Böblingen. Ende 1998 entwickelten zwei Programmierer im Forschungslabor von IBM den ersten Prototypen eines Linux-Systems, der nativ auf einem S/390-Großrechner lief. Damals konnte niemand ahnen, dass diese Kombination eines Tages Teile des digitalen Nervensystems der New York Stock Exchange steuern würde.

"Die Idee war, die S/390-Plattform für moderne Anwendungen zu öffnen", berichtet Karl-Heinz Strassemeyer, Distinguished Engineer im Böblinger Labor und seit 34 Jahren im Dienst von Big Blue. Wolfram Greis, Schweizer Unternehmensberater und Sprecher der Central Europe Computer Measurement Group (CECMG), beurteilt die Motive des Herstellers aus der Marketing-Perspektive: "Für IBM geht es vor allem darum, neue Kundenkreise zu erschließen, die sich mit klassischen Mainframe-Applikationen nicht ansprechen lassen."

Seit mehr als einem Jahr stehen Linux-Versionen für S/390 auf einigen Websites zur Verfügung. Zu den bekanntesten Anbietern gehören das nichtkommerzielle Projekt Debian, Suse Linux, Red Hat, Turbolinux und das US-amerikanische Marist College. Rund 3000 mal haben Interessenten die Software aus dem Netz geladen; etwa 250 Unternehmen weltweit entwickeln oder testen Linux auf dem Großrechner, schätzt die Giga Information Group.

Distributionen

Die erste kommerzielle Linux-Distribution für S/390-Großrechner (31 Bit) brachte die Nürnberger Suse Linux AG im Oktober 2000 auf den Markt; eine Betaversion für die 64-Bit-Architektur von IBMs "zSeries"-Mainframes ist verfügbar. Sie verwendet den Kernel 2.4 und die Library glibc 2.2.x. Marktreif soll die Software Ende des Jahres sein. Suse-Konkurrent Red Hat offeriert eigenen Angaben zufolge seit gut einem Jahr eine Betaversion für die 31-Bit-Rechner, allgemein verfügbar werde sie zum Jahresende sein. Einige Wochen später soll die 64-Bit-Version auf den Markt kommen.

Die im asiatisch-pazifischen Wirtschaftsraum stark vertretene Turbolinux hat bereits eine marktreife S/390-Distribution im Portfolio. Auf der Linuxworld in San Francisco kündigte das Unternehmen die Unterstützung der z-Series-Server an. Unter der Bezeichnung "Think Blue Linux" bietet auch das Stuttgarter Softwarehaus Millenux eine Linux-Version auf Basis von Red Hat an. Nicht kommerzielle Linux-Distributionen für IBM-Großrechner offerieren unter anderem das Projekt Debian und das US-amerikanische Marist College.

Das erste prominente Einsatzbeispiel lieferte die schwedische Telia im Dezember 2000. Der Telecom-Anbieter kündigte an, sein gesamtes ISP-Geschäft (Internet Service Provider) künftig auf einem S/390-Großrechner unter Linux abzuwickeln. Die dazu erforderlichen Web-Server installierte Telia in 1500 virtuellen Linux-Partitionen. Bis dato hatten dezentrale Sun-Server diese Funktion inne.

"Die Killerapplikation für Linux auf dem Mainframe sind Web-Services", glaubt CECMG-Sprecher Greis. Nach seiner Erfahrung ist das Kundeninteresse immens. "Fast alle großen Anwender, die ich kenne und die einen Mainframe im Haus haben, beschäftigen sich damit." Für Stacey Quandt von Giga steht ein anderer Aspekt im Vordergrund: "Eine der wichtigsten Funktionen von Linux im Unternehmen wird die einer Konsolidierungsplattform werden." Für diese These gibt es Belege. So geht es in fast allen der von IBM veröffentlichen Referenzinstallationen - unter anderem Korean Air, die venezolanische Banco Mercantil oder Telia - um die Konsolidierung dezentraler Unix- oder NT-Systeme.

Auch deutsche Großanwender haben solche Projekte aufgesetzt. Für Lufthansa Systems (LHS) etwa, IT-Dienstleister des Luftfahrtkonzerns, ist Linux weit mehr als eine Spielwiese der Entwickler. "Wir versuchen, Kosten zu sparen, indem wir mehrere Web-Services auf einem Mainframe zusammenlegen", berichtet Frank Schwede, Systemprogrammierer für Großrechnersysteme und Projektverantwortlicher für Linux auf S/390. In zwei logischen Partitionen (LPARs) eines IBM-Mainframes hat LHS verschiedene Linux-Dienste installiert, darunter neben dem Apache-Web-Server auch File Services (Network File System, NFS) und Firewall-Server. Nach Prüfung der Wirtschaftlichkeit könnten die Dienste bis Ende des Jahres in den Produktivbetrieb gehen, so Schwede. Über Linux-Partitionen würden dann rund 2000 Anwender bedient.

Konsolidierung spart Kosten

Die Energie-Aktiengesellschaft Mitteldeutschland (EAM) ist schon einen Schritt weiter. Seit dem Frühjahr arbeiten Web-Server, Proxy-Server und Firewall unter Linux auf einem S/390-Rechner. Alle Web-Services laufen stabil, so die Erfahrung von IT-Leiter Harry Lammich. Die Ende 2000 begonnene Testphase im Kasseler Rechenzentrum habe die Linux-Installation ohne Probleme bestanden.

Mit der Konsolidierung von Web-Anwendungen sparen IT-Verantwortliche Kosten. Weil mehrere Systeme - sowohl Linux- als auch OS/390-basierend - parallel auf einer Maschine arbeiten, entfallen Netzkomponenten wie Switches, Router oder Kabel. Daneben vermindern sich die Verwaltungskosten, da der S/390-Administrator in der Regel auch die Linux-Partitionen überwacht. Die Vielzahl dezentraler Server in klassischen Client-Server-Installationen hat besonders in Großunternehmen zu einem gewaltigen Administrationsaufwand geführt.

Neben wirtschaftlichen Erwägungen führen die Open-Source-Protagonisten vor allem technische Argumente ins Feld. Mit Linux lassen sich die Eigenschaften von IBMs S/390- oder zSeries-Architektur auch für Open-Source-Software nutzen. Rechenleistung, Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit sind die Wichtigsten. Ein voll ausgebauter "z900"-Mainframe erreicht eine Verarbeitungsleistung von rund 2500 Mips (Million Instructions per Second). In einem Cluster (Parallel Sysplex) mit maximal 32 Rechnern steigt der Wert auf bis zu 80.000 Mips.

Marcus Kraft, Entwicklungsleiter für Suse Linux auf S/390 beim Nürnberger Linux-Distributor, hebt die "extreme I/O-Skalierbarkeit" der Rechner hervor, die insbesondere für die Transaktionsverarbeitung von Bedeutung ist. In den G7-Mainframes etwa lässt sich über vier Memory-Busse in den Hauptspeicher ein Durchsatz bis zu 27 GB/s erreichen.

Wichtiger als diese theoretischen Leistungswerte sind für IT-Leiter Qualitäten wie Verfügbarkeit und Sicherheit - Eigenschaften, die die Kombination von Linux und Großrechner bietet. Entscheidend dafür ist die Virtualisierbarkeit der Rechenboliden. So lässt sich jedes S/390-System in maximal 15 Partitionen aufteilen. Reichen diese nicht aus, besteht die Möglichkeit, über das Wirtsystem Virtual Machine (VM) mehrere tausend VM-Instanzen - und damit auch Linux-Systeme - nebeneinander zu betreiben. Die Anzahl der VM-Instanzen ist physikalisch unbegrenzt, erklärt S/390-Spezialist Strassemeyer. Fällt beispielsweise eine Linux-LPAR aus, aktiviert das System automatisch eine Backup-Partition. Diese verbraucht vor der Aktivierung keine CPU-Ressourcen, muss aber vom Administrator vor dem Systembetrieb definiert werden.

Sensibles Thema Sicherheit

Über die Unix System Services (gemäß den Posix-Spezifikationen) des OS/390-Betriebsystems ist es zwar schon seit längerem möglich, Unix-Anwendungen auf dem Mainframe zu fahren. Anwender nutzen diese Möglichkeit für Unix-Programme wie SAP R/3 oder Lotus Domino. "Viele haben aber berechtigte Hemmungen, damit auch eine direkte Verbindung ins Internet herzustellen", beobachtet Greis. "Für RZ-Leute, die nichts an ihr sicheres OS/390 heranlassen wollen, ist das auch eine psychologische Barriere."

Mit Hilfe logischer Partitionen ist es möglich, das Linux-System komplett von den Legacy-Anwendungen unter OS/390 abzuschotten. Mit "Websphere for Linux" stehen wichtige Web-Services wie Enterprise Java Beans (EJB), Corba 3.0 oder Java Server Pages zur Verfügung. Damit können Middle-Tier- und Backend-Anwendungen wie Transaktionsverarbeitung oder Datenbanken auf der gleichen Maschine gefahren werden.

Für die Verbindung von Linux-Programmen mit OS/390-Anwendungen bietet IBM Konnektoren an, die beispielsweise den Zugriff vom Apache-Web-Server auf die DB2-Datenbank erlauben. Ein Vorteil gegenüber dezentralen Systemen ist dabei die partitionsübergreifende Kommunikation über Hypersockets, die IBM im dritten oder vierten Quartal zur Verfügung stellen will. Mit der Software lässt sich ein "systeminternes TCP/IP-Netz" aufbauen, ohne dass physische Kabelverbindungen benötigt werden. Dabei würden Übertragungsraten mit Hauptspeichergeschwindigkeit - IBM spricht von mehreren GB/s - erreicht. Setzt eine Linux-LPAR einen TCP/IP-Request ab, wird dieser auf Maschinenebene abgefangen und beispielsweise in die DB2-Partition umgeleitet. Aus Sicht der Linux-Instanz verhält sich das System wie ein herkömmliches TCP/IP-Netz.

Anwendungen für das Mainframe-Linux gibt es mittlerweile reichlich. Im Dezember 2000 forderte IBM-Chef Louis Gerstner, sämtliche Hardware- und Softwareprodukte für Linux anzupassen. Neben herstellereigenen Anwendungen wie der Datenbank DB2 oder dem Websphere-Application-Server steht eine breite Softwarepalette von Drittanbietern zur Verfügung, darunter Oracle, CA, Software AG oder BMC. Eine aktuelle Liste veröffentlicht IBM.

Für Linux spricht darüber hinaus die einfache Portierbarkeit von Applikationen auf den Mainframe. Das Open-Source-System arbeitet mit dem in der Unix-Welt gebräuchlichen ASCII-Zeichenformat. Die in OS/390 integrierten Unix System Services verwenden hingegen das Format EBCDIC. "Die Portierung von Anwendungen im ASCII-Format gestaltet sich deshalb relativ schwierig, weil etwa Konvertierungsfilter eingesetzt werden müssen", erläutert Suse-Entwickler Kraft.

Praxisbeispiele

Linux auf dem Mainframe - jüngstes Beispiel ist eine Installation der Securities Industry Automation Corp. (SIAC), die für den IT-Betrieb der New York Stock Exchange (NYSE) verantwortlich zeichnet. SIAC portierte das E-Mail Programm "Artmail" für die Kommunikation mit Aktienbrokern auf einen z-Series-Mainframe unter einer Linux-Version von Red Hat. Artmail verarbeitet täglich zwischen 15 und 20 Milliarden Transaktionen und lief zuvor auf 180 Sun-Servern unter Solaris. Im Juli kündigte die Fluggesellschaft Korean Air an, Kernanwendungen wie das Fluplanauskunftsystem und die Buchhaltung künftig auf einem z-900-Großrechner unter Linux zu fahren. Einen Monat zuvor hatte der US-Wohnmobilhersteller Winnebago sein Messaging- und Collaboration-System "Binary Insight Server" unter Linux installiert. Die Konsolidierung auf den Großrechner habe ein vereinfachtes Management und Kosteneinsparungen bei Softwarelizenzen gebracht. Banco Mercantil, die größte Bank Venezuelas, konsoldierte mehr als 20 Windows-NT-Server auf einem Großrechner unter der Distribution "Suse Linux Enterprise Server for S/390".

Angesichts dieser Vorzüge erwägen Großanwender mittlerweile auch den Einsatz betriebswirtschaftlicher Kernanwendungen unter dem Mainframe-Linux. So plant Lufthansa Systems ein Pilotprojekt für den R/3-Applikations-Server unter S/390-Linux. Nach Prüfung der Wirtschaftlichkeit gegenüber anderen Plattformen sei ein Produktiveinsatz im nächsten Jahr denkbar, so Schwede. R/3 unter Linux könnte dann im Rahmen von ASP-Verträgen auch externen Kunden angeboten werden. Gegenwärtig arbeiten 15 R/3-Systeme mit DB2-Datenbanken unter OS/390 beim IT-Dienstleister der Lufthansa.

S/390-Programierer Schwede kann sich auch Anwendungen wie Customer-Relationship-Management (CRM) oder Supply-Chain-Management (SCM) unter Linux vorstellen. Wenn die Kunden dies wünschten, wäre es denkbar, auch solche Systeme über VM und logische Partitionen zur Verfügung zu stellen.

Zur CeBIT 2001 hat SAP die Portierung des Mysap-Application-Server auf Linux für IBMs zSeries angekündigt. Bezüglich der Anzahl interessierter Kunden gibt man sich in Walldorf noch zugeknöpft. Man registriere ein "steigendes Kundeninteresse für Linux", so ein Sprecher. Gemeinsam mit IBM hat SAP ein Early-Support-Programm mit sechs weltweit ausgewählten Kunden gestartet. Diese testen den R/3 Application Server unter Linux vor der allgemeinen Verfügbarkeit. Als einen der ersten deutschen Anwender präsentierte Big Blue die Bayer AG. Der Chemiekonzern will unter anderem das HR-Modul (Human Resources) unter dem Open-Source-Betriebsystem einsetzen. Jörg Ludwig, bei IBM verantwortlich für Linux-Marketing und Sales Support in Zentraleuropa, rechnet für Ende dieses Jahres oder Anfang 2002 mit der allgemeinen Verfügbarkeit der SAP-Software für das Großrechner-Linux.

Support ist entscheidend

SAP-Kunde ist auch der Energieversorger EAM. In Kassel sind neun R/3-Module installiert; Kernanwendung ist SAPs Branchenlösung "Industrial Solutions for Utilities" (ISU). Damit bewältigt EAM die Energieabrechnungen von rund 750.000 Kunden. Bisher läuft das System auf zwei RS/6000-SP2-Servern (jetzt "pSeries") von IBM unter dem Unix-Derivat AIX. Anfang nächsten Jahres will IT-Leiter Lammich mit dem Testbetrieb von R/3 unter Linux auf S/390 beginnen. Eine Plattformentscheidung stehe Ende 2002 oder Anfang 2003 an.

"Wir verlassen uns auf keinen Fall auf Herstelleraussagen", begründet Lammich die lange Testphase. In der SAP-Anwendung bilde EAM mehr als 90 Prozent seiner Geschäftsprozesse ab. Entscheidend für die Plattformauswahl ist für ihn die Unterstützung durch die Anbieter: "Der Support muss aus einer Hand kommen." Dies müsse IBM gewährleisten. Bisher arbeite man noch mit zwei Unternehmen als Ansprechpartnern.

Mangelndes Vertrauen in Linux und Open-Source-Software im Allgemeinen führen Kritiker häufig ins Feld, wenn es um strategische IT-Entscheidungen geht. "Diese Frage wird insbesondere von großen Kunden aufgeworfen, die höchste Anforderungen an die Systemsicherheit stellen", konzediert IBM-Manager Ludwig. Man biete hier die bewährten Verträge Support- und Comfort-Line an. Zudem unterhalte sein Unternehmen Allianzen mit den vier größten Linux-Distributoren Red Hat, Suse, Caldera und Turbolinux. Diese deckten 70 bis 75 Prozent des kommerziellen Marktes ab.

Individuelle Serviceverträge

Für Support-Verträge im S/390-Umfeld gibt es keinen Standard, sondern individuelle Angebote, erklärt Suse-Techniker Kraft. "Der Kunde kann wählen, ob er mit dem Distributor oder mit IBM einen Vertrag abschließt." Die Pflege des Betriebssystem mit den jeweils aktuellen Patches komme in jedem Fall direkt von Suse. Über Unterverträge sei sichergestellt, dass Unternehmen einen Ansprechpartner für alle Themen erhalten.

"Es gibt keine scharfe Trennlinie", sagt auch Ludwig. "An manchen Stellen befinden wir uns im Wettbewerb mit den Distributoren." Letztlich entscheide der Kunde, von wem er den Service beziehen will. Wie diese Entscheidung im Einzelfall ausfällt, dürften die IBM-Vertriebsleute mit den bewährten Mitteln beeinflussen. Das Umsatzband für die Linux-Companies ist deshalb relativ schmal. Ob die finanziell ohnehin mager ausgestatteten Distributoren davon leben können, muss sich erst noch weisen. Ludwig gibt sich diesbezüglich optimistisch: "Der Markt ist derartig groß, dass es keinerlei Konflikte gibt."