Linux บน IBM Z , Linux บน zSystemsหรือzLinuxเป็นคำเรียกโดยรวมของระบบปฏิบัติการLinux ที่คอมไพล์เพื่อใช้งานบน เมนเฟรมของ IBMโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซิร์ฟเวอร์ IBM Z , zSystems และLinuxONEคำอื่นๆ ที่มีความหมายเดียวกัน ได้แก่Linux/390 , Linux/390x เป็นต้น ระบบปฏิบัติการ Linuxสามรุ่นที่ได้รับการรับรองให้ใช้งานบนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ IBM Z ได้แก่Red Hat Enterprise Linux , SUSE Linux Enterprise ServerและUbuntu

Linux บน IBM Z มีต้นกำเนิดมาจากความพยายามแยกกันสองครั้งในการพอร์ต Linux ไปยัง เซิร์ฟเวอร์ System/390 ของ IBM ความพยายามครั้งแรกคือโครงการ "Bigfoot" ซึ่งพัฒนาโดยLinas Vepstasในช่วงปลายปี 1998 ถึงต้นปี 1999 เป็นการแจกจ่ายแบบอิสระและถูกยกเลิกไปแล้ว^{[ 1 ]} IBM ได้เผยแพร่ชุดแพตช์และส่วนเพิ่มเติมสำหรับเคอร์เนล Linux 2.2.13 เมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 1999 เพื่อเริ่มต้น Linux เวอร์ชันหลักบน IBM Z ในปัจจุบัน^{[ 2 ]}การประกาศผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการตามมาอย่างรวดเร็วในปี 2000 รวมถึง เอนจิ้น Integrated Facility for Linux (IFL) Think Blue Linuxเป็นการแจกจ่ายเมนเฟรมรุ่นแรกๆ ที่ประกอบด้วย แพ็กเกจ Red Hat เป็นหลัก ซึ่งเพิ่มเข้าไปในเคอร์เนลของ IBM ^{[ 3 ]}ผู้จัดจำหน่าย Linux เชิงพาณิชย์ได้เปิดตัวเวอร์ชันเมนเฟรมอย่างรวดเร็วหลังจากงานเคอร์เนลเริ่มต้น เมนเฟรมรุ่นแรกๆ ที่ได้รับการสนับสนุนโดยการแจกจ่าย Linux ระดับองค์กร ได้แก่System/390 G5, G6และMultiprise 3000 ^{[ 4 ]}

Karl-Heinz Strassemeyer ผู้จัดการของ IBM จาก Böblingen ในเยอรมนี เป็นผู้นำในการทำให้ Linux ทำงานบน S/390 ^{[ 5 ]}

ในช่วงเริ่มต้นของการมีส่วนร่วมของ IBM แพตช์ Linux สำหรับ S/390 ประกอบด้วย โมดูล ออบเจ็กต์โค้ดเท่านั้น (OCO) บางส่วน โดยไม่มีซอร์สโค้ด^{[ 6 ]}ไม่นานหลังจากนั้น IBM ได้แทนที่โมดูล OCO ด้วย โมดูลโอ เพนซอร์ส Linux บน IBM Z เป็นซอฟต์แวร์ฟรีภายใต้ใบอนุญาตสาธารณะทั่วไปของ GNU

ตามข้อมูลของ IBM ณ เดือนพฤษภาคม2549 ลูกค้ากว่า 1,700 รายใช้ Linux บนเมนเฟรมของตน ตัวอย่างเช่นNomura Securities , Home Depotและมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก^{[ 7 ]}

โดยค่าเริ่มต้นแล้ว IBM Z จำเป็นต้องใช้ การจำลองเสมือน (Virtualization ) ไม่มีตัวเลือกใดที่จะใช้งาน Linux บน IBM Z ได้โดยปราศจากการจำลองเสมือน (เฉพาะเมนเฟรม 64 บิตรุ่นแรกสุด คือ z900 และ z800 เท่านั้นที่มี "โหมดพื้นฐาน" ที่ไม่ใช้การจำลองเสมือน) การจำลองเสมือนระดับแรกนั้นจัดทำโดย Processor Resource and System Manager ( PR/SM ) เพื่อใช้งาน Logical Partitions (LPARs) หนึ่งหรือหลายตัว แต่ละ LPAR รองรับระบบปฏิบัติการที่หลากหลาย รวมถึง Linux บน IBM Z นอกจากนี้ ยังสามารถใช้งาน ไฮเปอร์ไวเซอร์ที่เรียกว่า z/VM เป็นการจำลองเสมือนระดับที่สองใน LPARs ได้ ซึ่งช่วยให้ LPAR สามารถใช้งานเครื่องเสมือน (VMs) ได้มากเท่าที่ทรัพยากรที่จัดสรรให้กับ LPAR นั้นรองรับได้KVMบน IBM Z เป็นอีกหนึ่งตัวเลือกของไฮเปอร์ไวเซอร์

เมื่อแอปพลิเคชัน Linux ใน LPAR เข้าถึงข้อมูลและแอปพลิเคชันใน LPAR อื่นๆ เช่นCICS , IBM Db2 , IMS , Linuxและระบบย่อยเมนเฟรมอื่นๆ ที่ทำงานบนเมนเฟรมทางกายภาพเดียวกัน แอปพลิเคชันเหล่านั้นสามารถใช้HiperSocketsซึ่งเป็นการ เชื่อมต่อ TCP/IP เฉพาะหน่วยความจำได้ เมื่อเปรียบเทียบกับ TCP/IP ผ่านตัวควบคุมอินเทอร์เฟซเครือข่าย มาตรฐาน (NIC หรือที่รู้จักกันในชื่อ Open System Adapters (OSA) ในเมนเฟรม) HiperSockets สามารถปรับปรุงการตอบสนองของผู้ใช้ปลายทาง (ลดความหน่วงของเครือข่ายและภาระการประมวลผล) ความปลอดภัย (เนื่องจากไม่มีการเชื่อมต่อเครือข่ายให้ดักฟัง) และความน่าเชื่อถือ (เนื่องจากไม่มีการเชื่อมต่อเครือข่ายให้สูญหาย) ^{[ 8 ]}

ในรุ่น zEC12, zBC12 และรุ่นต่อๆ มา แนวคิดของ HiperSocket ได้ขยายออกไปนอกขอบเขตของเครื่องคอมพิวเตอร์โดยใช้ ตัวแปลง RDMA over Converged Ethernet (RoCE) เพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างระบบที่มีความปลอดภัยและรวดเร็ว แอปพลิเคชันใน LPAR A ในระบบ A จึงสามารถใช้ HiperSockets เพื่อสื่อสารกับแอปพลิเคชันใน LPAR B ในระบบ B เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพ

นับตั้งแต่ Linux kernel เวอร์ชัน 4.1 ที่วางจำหน่ายในช่วงต้นปี 2015 เป็นต้นมา Linux บน IBM Z มีให้ใช้งานเฉพาะในรูปแบบระบบปฏิบัติการ64 บิต ที่เข้ากันได้กับเมนเฟรมสถาปัตยกรรม z/Architectureเท่านั้น ก่อนหน้านี้ Linux บน IBM Z ยังมีให้ใช้งานในรูปแบบระบบปฏิบัติการ32 บิต ที่ใช้การกำหนดแอดเดรส แบบ 31 บิตซึ่งเข้ากันได้กับเมนเฟรมรุ่นเก่าที่เปิดตัวก่อนรุ่น z900 ในช่วงปี 2000 อย่างไรก็ตาม Linux kernel 64 บิตรุ่นใหม่และ Linux บน IBM Z เวอร์ชัน 64 บิต ยังคงสามารถใช้งานร่วมกับแอปพลิเคชันที่คอมไพล์สำหรับ Linux บน IBM Z เวอร์ชัน 32 บิตได้ ในอดีต การกำหนดสถาปัตยกรรมของ Linux kernel จะใช้คำว่า "s390" และ "s390x" เพื่อแยกความแตกต่างระหว่าง Linux kernel 32 บิตและ 64 บิตบน IBM Z ตามลำดับ แต่ปัจจุบัน "s390" ยังหมายถึงสถาปัตยกรรมของ Linux บน IBM Z โดยทั่วไปอีกด้วย

Linux ทำงานบน CP (Central Processor) เมนเฟรมมาตรฐานทั่วไป รวมถึง IFL ( Integrated Facility for Linux ) ด้วย IFL เป็นโปรเซสเซอร์เมนเฟรมที่ออกแบบมาเพื่อรัน Linux โดยเฉพาะ ไม่ว่าจะรันโดยตรงหรือผ่านไฮเปอร์ไวเซอร์ (z/VM หรือ KVM บน IBM Z) ไมโครโค้ดจำกัดไม่ให้ IFL รันเวิร์กโหลดแบบ "ดั้งเดิม" เช่นz/OSแต่มีลักษณะทางกายภาพเหมือนกับโปรเซสเซอร์ IBM Z อื่นๆ โดยทั่วไปแล้ว IFL จะมีราคาถูกกว่า CP ในการจัดหาจาก IBM ^{[ 9 ]}

Linux บน IBM Z ให้ความยืดหยุ่นในการใช้งาน Linux พร้อมข้อดีของฮาร์ดแวร์เมนเฟรมที่ทนต่อความผิดพลาดได้ซึ่งสามารถรองรับการทำงาน I/O มากกว่า 90,000 ครั้งต่อวินาที^{[ 10 ]}และมีเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) ^{[ 11 ]}ที่วัดได้เป็นทศวรรษ^{[ 12 ]}การใช้เวอร์ชวลไลเซชันช่วยให้สามารถรวมเซิร์ฟเวอร์ขนาดเล็กจำนวนมากเข้าไว้ในเมนเฟรมเดียว ทำให้ได้รับประโยชน์จากการรวมศูนย์และการลดต้นทุน ในขณะที่ยังคงอนุญาตให้มีเซิร์ฟเวอร์เฉพาะทาง การรวมเวอร์ชวลไลเซชันเต็มรูปแบบของฮาร์ดแวร์เข้า กับคอนเทนเนอร์ เครื่องเสมือน น้ำหนักเบา ที่รัน Linux แยกต่างหาก (คล้ายกับแนวคิดของDocker ) ส่งผลให้แพลตฟอร์มรองรับเซิร์ฟเวอร์เสมือนได้มากกว่าแพลตฟอร์มอื่น ๆ ในพื้นที่เดียว^{[ 13 ]}ซึ่งยังสามารถลดต้นทุนการดำเนินงานได้อีกด้วย ประหยัดได้มากขึ้นจากการลดความต้องการพื้นที่ พลังงาน การระบายความร้อนฮาร์ดแวร์เครือข่ายและโครงสร้างพื้นฐาน อื่น ๆ ที่จำเป็นในการสนับสนุนศูนย์ข้อมูล

เมนเฟรมของ IBM อนุญาตให้ใช้ขั้นตอนการประมวลผลที่ซ้ำซ้อนและการตรวจสอบความสมบูรณ์ได้อย่างโปร่งใส ซึ่งมีความสำคัญต่อแอปพลิเคชันที่สำคัญในอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น การธนาคาร โดยทั่วไปแล้วเมนเฟรมจะอนุญาตให้เปลี่ยนฮาร์ดแวร์ได้ขณะทำงาน เช่น โปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ IBM Z ให้ความทนทานต่อความผิดพลาดสำหรับส่วนประกอบหลักทั้งหมด รวมถึงโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ การเชื่อมต่อ I/O แหล่งจ่ายไฟ เส้นทางช่องสัญญาณ การ์ดเครือข่าย และอื่นๆ ผ่านการตรวจสอบภายใน ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจะถูกตรวจพบ และส่วนประกอบที่มีปัญหาจะได้รับการออกแบบให้สามารถสลับได้โดยไม่ทำให้ธุรกรรมล้มเหลว^{[ 14 ]}ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวที่เกิดขึ้นได้ยากเฟิร์มแวร์จะเปิดใช้งานส่วนประกอบสำรองโดยอัตโนมัติ ปิดใช้งานส่วนประกอบที่ล้มเหลว และแจ้งให้ IBM ส่งตัวแทนบริการมา ซึ่งโปร่งใสต่อระบบปฏิบัติการ ทำให้สามารถซ่อมแซมตามปกติได้โดยไม่ต้องปิดระบบ อุตสาหกรรมหลายแห่งยังคงพึ่งพาเมนเฟรมอยู่ เนื่องจากถือว่าเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในแง่ของความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย หรือต้นทุน^{[ 12 ]}

เช่นเดียวกับลินุกซ์เวอร์ชันอื่นๆ ลินุกซ์บน IBM Z อยู่ภายใต้ สัญญาอนุญาต ซอฟต์แวร์เสรี GPL ซอร์สโค้ดทั้งหมดของลินุกซ์บน IBM Z มีให้ใช้งานจากหลายฝ่ายโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายและเท่าเทียมกัน และการสนับสนุนด้านสถาปัตยกรรมเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามหลักในการพัฒนาเคอร์เนลลินุกซ์ IBM ได้มอบหมายโปรแกรมเมอร์หลายคนให้เข้าร่วมในความพยายามของชุมชน แต่ IBM ไม่ใช่ผู้เข้าร่วมเพียงรายเดียว

แม้ว่าจะไม่มีอุปสรรคใดๆ ในการใช้งาน Linux บนระบบ IBM Z บนระบบ IBM z แต่ IBM จะทำการทดสอบ Linux บนระบบ IBM Z สามระบบโดยเฉพาะเป็นประจำ ได้แก่Red ^{Hat [} 15 ] ^{SUSE [} 16 ^{]และตั้งแต่}ปี 2015 เป็นต้นมาUbuntu LinuxของCanonical [ ^{17 ] Linux}บนระบบ IBM Z ที่น่าสนใจอื่นๆ ได้แก่Debian (ต้นทางสำหรับ Ubuntu) ^{[ 18 ]} Fedora (ต้นทางสำหรับ RHEL) ^{[ 19 ] Slackware [} 20 ] ^{CentOS Stream} , Alpine Linux ^{[ 21 ]}และGentoo ^{[ 22} ]

ซอฟต์แวร์ฟรีหรือโอเพนซอร์สเกือบทุกแพ็กเกจที่มีให้ใช้งานสำหรับ Linux โดยทั่วไปมีให้ใช้งานสำหรับ Linux บน IBM Z รวมถึงApache HTTP Server , Samba , JBoss , PostgreSQL , MySQL , PHP , ภาษาโปรแกรม Python , Concurrent Versions System (CVS), GNU Compiler Collection (GCC), LLVM , PerlและRust ^{[ 23 ]}และอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 24 ]}

Red Hat และ SUSE ให้การสนับสนุนหลักสำหรับระบบปฏิบัติการ Linux บน IBM Z ^{[ 25 ] [ 26 ]}ในปี 2015 Canonical ประกาศแผนการที่จะให้การสนับสนุนอย่างเป็นทางการสำหรับระบบปฏิบัติการของตน โดยเริ่มตั้งแต่ต้นปี 2016 IBM Global Servicesยังเสนอสัญญาการสนับสนุน รวมถึงการให้บริการตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อ สัปดาห์ ^{[ 27 ]}แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ Linux มาตรฐานบางรายการมีให้ใช้งานในรูปแบบที่คอมไพล์ไว้ล่วงหน้าแล้ว รวมถึงแพ็กเกจซอฟต์แวร์องค์กรแบบปิดแหล่งที่มาที่เป็นที่นิยม เช่น^WebSphere [ 28 ^{] ฐาน}ข้อมูลและแอปพลิ เคชัน IBM Db2 ^{[ 29 ]}และOracle ^{[ 30 ]} , SAP R/3 , SAP ERP [ ^{31 ] และ} Java Developer's Kit (JDK) ของ IBM ^{[ 32 ]}เป็นต้น

IBM มีแหล่งข้อมูลสำหรับนักพัฒนาที่ต้องการกำหนดเป้าหมายไปที่ Linux สำหรับ z:

• Linux Test Drive เป็นโปรแกรมฟรีที่ให้ใช้งาน Linux บนเครื่องเสมือน IBM Z เพียงเครื่องเดียวเป็นเวลา 30 วัน^{[ 33 ]}
• IBM Systems Application Advantage for Linux ( Chiphopper ) เป็นโปรแกรมสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อช่วยให้นักพัฒนาสามารถเขียนและเผยแพร่ซอฟต์แวร์ Linux ข้ามแพลตฟอร์มได้^{[ 34 ]}
• โปรแกรม Community Development System for Linux on IBM Z (CDSL) เป็นแพลตฟอร์มสำหรับจัดหา แพลตฟอร์มให้กับนักพัฒนา โอเพนซอร์สเพื่อพอร์ตไปยัง Linux บน System z ^{[ 35 ]}
• โปรแกรมการพัฒนา Linux ระยะไกล ซึ่งเป็นโปรแกรมสนับสนุนนักพัฒนาแบบขยายที่มีค่าธรรมเนียม^{[ 36 ]}

Linux บน IBM Z รองรับUnicodeและASCIIเช่นเดียวกับการแจกจ่าย Linux อื่นๆ—ไม่ใช่ระบบปฏิบัติการที่ใช้EBCDIC ^{[ 37 ]}อย่างไรก็ตาม เพื่อความสะดวก Linux สามารถอ่านพารามิเตอร์เคอร์เนลในรูปแบบ EBCDIC ได้ z/VM ใช้ประโยชน์จากความสามารถนี้

การพอร์ตแอปพลิเคชัน Linux ไปยัง Linux บน IBM Z นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้แก่ลำดับไบต์ (Linux บน IBM Z เป็นแบบ big-endian) และการพึ่งพาไลบรารีที่ไม่สามารถพอร์ตได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากไม่มีซอร์สโค้ด^{[ 38 ]}โปรแกรมสามารถคอมไพล์ข้ามแพลตฟอร์มไปยังไบนารี z/Architecture บนระบบ Linux ที่ไม่ใช่เมนเฟรม ได้อย่างง่ายดาย ^{[ 39 ]}

• การเปรียบเทียบระบบปฏิบัติการ Linux
• คอนเทนเนอร์บริการที่ปลอดภัยของ IBM
• OpenSolaris สำหรับ System z
• ลินุกซ์บนพาวเวอร์
• บริการระบบ UNIX
• zIIP
• zAAP
• z/TPF
• z/VSE

• ระบบปฏิบัติการ Linux บนเมนเฟรม IBM Z
• ไอบีเอ็ม ลินุกซ์วัน
• โครงการเมนเฟรมแบบเปิด
• เอกสารเกี่ยวกับ Linux บน IBM Z และ LinuxONE
• ลินุกซ์บน z/VM
• เว็บไซต์นักพัฒนาLinux บน IBM Z
• เว็บไซต์Linux สำหรับ S/390 และ zSeries
• วิกิชุมชน Linux สำหรับ S/390 และ zSeries บนWayback Machine (เก็บถาวรเมื่อ 7 สิงหาคม 2023)
• linux-390รายชื่อผู้ใช้
• linux-s390รายชื่อผู้รับจดหมายสำหรับการพัฒนาเคอร์เนล
• ความรู้ทางเทคนิคเกี่ยวกับเอกสารIBM Redbooks สำหรับ Linux บน IBM Z
• คู่มือการสร้างเวอร์ชวลไลเซชันสำหรับ Linux บน IBM Z และ LinuxONEครอบคลุม Red Hat Enterprise Linux (REL), SUSE Linux Enterprise Server (SLES) และ Ubuntu Server
• การพอร์ต GCC ไปยังแพลตฟอร์ม IBM S/390