Een Open Opslagbesturingssysteem Kiezen

Het wordt steeds gebruikelijker om af te zien van traditionele, propriëtaire opslagapparaten, zowel NAS als SAN, en in plaats daarvan standaardhardware te gebruiken en daarop een opslagbesturingssysteem te installeren voor wat velen “doe-het-zelf”-opslagservers noemen. Dit is uiteraard een misvatting, aangezien niemand een normale fileserver “doe-het-zelf” noemt alleen maar omdat je Windows zelf hebt geïnstalleerd. Rond opslag hangt veel mythe en legende, en mensen raken vaak in paniek wanneer zij eraan denken Windows te installeren en het NAS te noemen in plaats van het een fileserver te noemen. Dus, als u zich daar beter bij voelt, gebruik termen als fileserver of opslagserver in plaats van NAS en SAN – probleem opgelost. Dit maakt deel uit van de “open storage”-beweging – het verplaatsen van opslagsystemen van propriëtair naar standaard.

Het kiezen van het juiste besturingssysteem voor een opslagserver is belangrijk en niet altijd even gemakkelijk. Ik werk uitgebreid in dit vakgebied en mensen vragen mij vaak wat ik aanbeveel, en de aanbevelingen variëren, afhankelijk van het scenario, en lijken vaak verwarrend. Maar de factoren zijn eigenlijk relatief eenvoudig, als je gewoon de beperkingen kent die de keuzes en paden in de beslisboom creëren.

Voordat we een OS kiezen moeten we stilstaan en overwegen wat onze behoeften zullen zijn. Enkele gebieden die overwogen moeten worden zijn: capaciteit, prestaties, beheergemak, budget, verbindingstechnologie, kosten en clustering. Er zijn ook twee hoofdcategorieën van systemen die we zullen overwegen, een standaardbesturingssysteem of een opslagappliance-besturingssysteem. De standaardbesturingssystemen zijn Windows, Linux, Solaris en FreeBSD. De opslagappliance-besturingssystemen zijn FreeNAS, OpenFiler en NexentaStor. Er zijn er nog meer in beide categorieën, maar dit zijn momenteel de voornaamste spelers.

De eerste beslissing die genomen moet worden is of u of uw organisatie er al dan niet comfortabel mee is om een normaal besturingssysteem te ondersteunen dat in een opslagserverrol opereert. Als u naar NAS kijkt, vraag uzelf dan simpelweg af of u een fileserver zou kunnen beheren. Het beheren van een blokopslagserver (SAN) is iets complexer of, op zijn minst, ongebruikelijker, dus dit kan een kleine hoeveelheid zorg met zich meebrengen, maar ligt eigenlijk in lijn met andere beheertaken. Als het antwoord ja is, dat het gebruik van normale besturingssysteemtools en -interfaces voor u acceptabel is, sluit dan de categorie “appliance” direct uit. De appliance-aanpak voegt complexiteit toe en vertraagt ontwikkelings- en ondersteuningscycli, dus tenzij noodzakelijk is dit onwenselijk.

Opslagappliance-besturingssystemen bestaan uitsluitend om een voorverpakte, “gebruiksvriendelijke” blik te bieden op het draaien van een opslagserver. In concept is dit fijn, maar er zijn werkelijke problemen met deze methode. De grootste problemen komen voort uit het verpakkingsproces, dat u een stap weg trekt van de enterprise-OS-leveranciers zelf, waardoor uw systeem kwetsbaarder, verder achter met updates en functies en minder veilig wordt dan de traditionele OS-tegenhangers. Het laat u ook overgeleverd aan een zeer klein bedrijf voor OEM-niveau-ondersteuning wanneer er iets misgaat, in plaats van aan een grote enterprise-leverancier met een enorme gebruikersbasis en gemeenschap. Het appliance-proces ontdoet de systemen ook noodgedwongen van functies en opties. Uiteindelijk verliest u.

Appliances zijn fijn omdat je een handige webinterface krijgt van waaruit “iedereen” je opslag kan beheren. Althans in theorie. Maar in werkelijkheid zijn er twee zorgen. De eerste is dat er altijd een noodzaak is om zo nu en dan in het besturingssysteem zelf te duiken en zaken te repareren. Het hebben van de aangepaste webinterface van de appliance maakt dit dramatisch lastiger dan normaal, dus op het moment dat je de appliance-aard van het systeem het meest nodig hebt, is het moment waarop je hem niet hebt. De tweede is dat het beschikbaar maken van iets zo kritieks als opslag voor “iedereen” om aan te werken een angstaanjagende gedachte is. Er zijn weinig onderdelen van je infrastructuur waar je meer ervaring, planning en zorg wilt zien dan bij opslag. Het lastiger maken van het systeem in gebruik is niet altijd een slechte zaak.

Als u behoefte heeft aan het appliance-systeem, dan kijkt u voornamelijk naar FreeNAS en OpenFiler. NexentaStor biedt een aantrekkelijk product, maar het is niet beschikbaar in een gratis versie en de kosten kunnen bezwarend zijn. De vrij te downloaden versie lijkt gratis te zijn voor de eerste 18TB aan ruwe opslag, maar de licentie stelt anders, waardoor dit zelden de populaire keuze is. (De kosten van NexentaStor zijn hoog genoeg dat het aanschaffen van een volledig ondersteund Solaris-systeem minder kostbaar zou zijn en volledige ondersteuning biedt van de oorspronkelijke leverancier in plaats van van Nexenta, dat in wezen oude versies van Solaris en ZFS herverpakt. Modernere code en updates zijn goedkoper verkrijgbaar bij de oorspronkelijke bron.)

FreeNAS is, clustering daargelaten, het opslagplatform bij uitstek in een appliance-verpakking. Het heeft het veelgeprezen ZFS-bestandssysteem dat het flexibiliteit en gebruiksgemak geeft die OpenFiler en andere Linux-gebaseerde alternatieven ontberen. Het heeft ook een werkende iSCSI-implementatie, zodat je FreeNAS veilig kunt gebruiken als NAS of als SAN. De ondersteuning voor FreeNAS lijkt toe te nemen, met regelmatig nieuwe ontwikkelingen en het behoud van functies. FreeNAS biedt een groot scala aan functies en ondersteunde protocollen. Men gelooft dat clustering in de toekomst ook naar FreeNAS zal komen, aangezien dit recentelijk aan het onderliggende FreeBSD-besturingssysteem is toegevoegd. Als dat zo is, zal FreeNAS de noodzaak voor OpenFiler in de markt volledig elimineren. FreeNAS is volledig gratis.

OpenFiler ontbeert een betrouwbare iSCSI-SAN-implementatie (tenzij je een fortuin betaalt om dat deel van het systeem te laten vervangen door een werkende component) en is veel meer verouderd dan zijn concurrenten, maar biedt wel volledige realtime replicatie op blokniveau, waardoor het in een clustermodus kan opereren voor betrouwbaarheid. Het probleem hier is dat de handige webinterface van de NAS-appliance dit scenario niet ondersteunt, en als je dit wilt doen zul je je handen vuil moeten maken op de commandoregel, zeer vuil zelfs. Dit is materie op expertniveau, en iedereen die zelfs maar in staat is een project te overwegen om OpenFiler tot een betrouwbaar cluster te maken, zal zich net zo comfortabel, en waarschijnlijk veel comfortabeler, voelen bij het bouwen van het hele cluster vanaf de grond op de Linux-distributie van zijn keuze. OpenFiler is gebouwd op het tamelijk impopulaire, en inmiddels volledig stopgezette, rPath Linux dat gebruikmaakt van het Conary-verpakkingssysteem, beide op zijn zachtst gezegd nichespelers in de Linux-wereld. Je zult weinig rPath-ondersteuning vinden van andere beheerders, en veel pakketten en functies waartoe je mogelijk toegang wenst zijn niet beschikbaar. OpenFilers enige voordeel van enige betekenis is de beschikbaarheid van DRBD voor clustering, wat, zoals hierboven gesteld, onzinnig is. De ondersteuning voor OpenFiler lijkt af te nemen, met nieuwe functies die niet bestaan en, in feite, zijn sleutelfuncties zoals AFP geschrapt in plaats van dat er nieuwe functies zijn toegevoegd. OpenFiler is gratis, maar sleutelfuncties, zoals betrouwbare iSCSI, zijn dat niet. Recente meldingen van OpenFiler-gebruikers zijn dat zelfs niet-iSCSI-opslag in de nieuwste release instabiel is geworden en dat gegevensverlies een regelmatig voorkomend verschijnsel is. OpenFiler blijft zeer populair in de mindshare van dit branchesegment, maar zou volledig vermeden moeten worden.

Als u uw opslagbesturingssysteem niet in een appliance hoeft te hebben, dan blijven er meer en betere keuzes over, maar een veel complexere beslisboom. Anders dan de appliance-OS-markt die vol kuilen zit (NexentaStor heeft verrassingskosten, OpenFiler lijkt iSCSI te ondersteunen maar veroorzaakt gegevensverlies, functies worden uit nieuwe versies verwijderd), zijn alle vier hier genoemde besturingssystemen uiterst robuust en rijk aan functies. Drie ervan hebben OEM-leveranciersondersteuning, wat een belangrijke doorslaggevende factor kan zijn, en alle hebben uitstekende ondersteuningsopties van derden, veel breder dan wat beschikbaar is voor de appliance-markt.

De eerste beslissing is of Windows-only functies, met name NTFS-ACL's, al dan niet nodig zijn. Het is gebruikelijk dat nieuwe NAS-gebruikers verrast zijn wanneer het SMB-protocol niet alle granulaire bestandssysteemcontrole biedt waaraan zij in Windows gewend zijn. Dit komt doordat die controles eigenlijk worden afgehandeld door het bestandssysteem, niet door het netwerkprotocol, en Windows als enige deze biedt via NTFS. Dus als die granulaire Windows-bestandscontrole nodig is, is Windows uw enige optie.

De andere drie deelnemers, Linux, Solaris en FreeBSD, delen allemaal basismogelijkheden met de opvallende uitzondering van clustering. Alle hebben goede software-RAID, alle hebben krachtige en robuuste bestandssystemen, alle hebben krachtig logical volume management en alle bieden een verscheidenheid aan NAS- en SAN-verbindingsopties. Veel versies van Linux en FreeBSD zijn volledig gratis verkrijgbaar. Solaris, hoewel gratis voor testdoeleinden, is niet gratis verkrijgbaar voor productiegebruik.

De grootste onderscheidende factor tussen deze drie OS-opties is clustering. Linux heeft al lange tijd DRBD, en dit is een robuuste technologie voor bestandssysteemclustering. FreeBSD heeft recentelijk (vanaf 9.0) HAST toegevoegd om hetzelfde doel te dienen. Dus in theorie heeft FreeBSD dezelfde clusteringopties als Linux, maar dit is veel nieuwer en veel minder bekend. Solaris ontbeert bestandssysteemclustering in het basis-OS en vereist op dit moment commerciële add-ons om dit af te handelen.

Solaris en FreeBSD delen het krachtige en in de praktijk beproefde ZFS-bestandssysteem. ZFS is uiterst krachtig en flexibel en is al lange tijd het belangrijkste verkoopargument van deze platforms. De ondersteuning van Linux voor bestandssystemen is ingewikkelder. Vrijwel elke Linux-distributie (we geven hier voornamelijk om RHEL/CentOS, Oracle Unbreakable Linux, Suse/OpenSuse en Ubuntu) ondersteunt EXT4, dat krachtig en snel is maar enkele van de werkelijk fijne ZFS-functies ontbeert. Linux adopteert echter snel BtrFS, dat zeer competitief is met ZFS maar pril is en momenteel alleen beschikbaar is in de Suse- en Oracle Linux-distributies. We verwachten het binnenkort ook van de anderen te zien voor productiegebruik, maar op dit moment is het nog experimenteel.

Clustering daargelaten zal de keuze van OS uit deze drie waarschijnlijk voornamelijk neerkomen op ervaring en comfort. Solaris staat over het algemeen bekend om het bieden van de beste doorvoer en FreeBSD om de slechtste. Maar alle drie liggen behoorlijk dicht bij elkaar. Zodra BtrFS breed beschikbaar en stabiel is op Linux, zal Linux waarschijnlijk de de facto keuze worden, zoals het in het verleden is geweest.

Zonder externe invloed is mijn aanbeveling voor een opslagplatform FreeBSD en daarna Linux, waarbij Solaris afvalt op grond van het feit dat zelden iemand op zoek is naar commerciële ondersteuning en het daarom automatisch wordt uitgesloten. Dit is vrijwel volledig gebaseerd op de beschikbaarheid van Copy-on-Write-bestandssystemen en uitgaande van geen clustering, wat niet gebruikelijk is. Als clustering nodig is, dan eerst Linux en dan FreeBSD, en valt Solaris wederom af.

Linux en FreeBSD naderen elkaar snel in functionaliteit. Naarmate BtrFS volwassen wordt op Linux en HAST volwassen wordt op FreeBSD, lijken zij elkaar in het midden te ontmoeten, waarbij de keuze weinig meer is dan een muntworp.

Er is geen enkel, eenvoudig antwoord. Het kiezen van een opslag-OS draait helemaal om het afwegen van talloze factoren, van prestaties, middelen, functies, ondersteuning, stabiliteit, enzovoort. Er zijn enkele factoren die gebruikt kunnen worden om veel kandidaten uit te sluiten, en het kennen van deze harde begrenzingen is essentieel. Precies weten hoe u van plan bent het systeem te gebruiken en welke factoren voor u belangrijk zijn, is belangrijk bij het wieden door de beschikbare opties.

Zelfs nadat u een platform hebt gekozen, zijn er nog veel beslissingen te nemen. Sommige platforms bevatten meerdere bestandssystemen. Er is SAN en NAS. Er zijn meerdere SAN- en NAS-protocollen. Er is network bonding (of teaming, in de Windows-wereld.) Er is Multipathing. Er zijn snapshots, volumes, RAID. De lijst gaat maar door.