Att välja ett öppet lagringsoperativsystem

Det blir allt vanligare att avstå från traditionella, proprietära lagringsenheter, både NAS och SAN, och i stället använda standardhårdvara från hyllan och installera ett lagringsoperativsystem på den för att skapa vad många kallar “gör-det-själv”-lagringsservrar. Detta är förstås en felaktig benämning, eftersom ingen kallar en vanlig filserver för “gör-det-själv” bara för att man installerade Windows själv. Det florerar en hel del myter och legender kring lagring, och människor får ofta panik vid tanken på att installera Windows och kalla det NAS i stället för att kalla det en filserver. Så om det får dig att känna dig bättre till mods, använd termer som filserver eller lagringsserver i stället för NAS och SAN – problemet löst. Detta är en del av rörelsen för “öppen lagring” – att flytta lagringssystem från proprietärt till standard.

Att välja rätt operativsystem för en lagringsserver är viktigt och inte alltid så enkelt. Jag arbetar i hög grad inom detta område, och människor frågar mig ofta vad jag rekommenderar, och rekommendationerna varierar beroende på scenario och verkar ofta förvirrande. Men faktorerna är i själva verket relativt enkla, om man bara känner till de begränsningar som skapar valen och vägarna i beslutsträdet.

Innan vi väljer ett operativsystem måste vi stanna upp och överväga vilka behov vi kommer att ha. Några områden som behöver beaktas är: kapacitet, prestanda, enkel administration, budget, anslutningsteknik, kostnad och klustring. Det finns även två huvudkategorier av system som vi kommer att överväga: standardoperativsystem eller lagringsappliansens operativsystem. Standardoperativsystemen är Windows, Linux, Solaris och FreeBSD. Operativsystemen för lagringsapplianser är FreeNAS, OpenFiler och NexentaStor. Det finns andra inom båda kategorierna, men dessa är de huvudsakliga aktörerna för närvarande.

Det första beslutet som ska fattas är huruvida du eller din organisation känner dig bekväm med att stödja ett vanligt operativsystem som fungerar i rollen som lagringsserver. Om du tittar på NAS, fråga dig själv helt enkelt om du skulle kunna administrera en filserver. Att administrera en blocklagringsserver (SAN) är något mer komplext, eller åtminstone ovanligt, så detta kan framkalla en viss oro, men ligger egentligen i linje med andra administrationsuppgifter. Om svaret är ja, att det är acceptabelt för dig att använda vanliga operativsystemsverktyg och gränssnitt, uteslut då helt enkelt kategorin “applians” direkt. Appliansmetoden tillför komplexitet och bromsar utvecklings- och supportcyklerna, så om den inte är nödvändig är den oönskad.

Operativsystem för lagringsapplianser existerar enbart för att tillhandahålla en färdigpaketerad, “lättanvänd” vy in i driften av en lagringsserver. I teorin är detta trevligt, men det finns verkliga problem med denna metod. De största problemen kommer från paketeringsprocessen, som drar dig ett steg bort från själva företagsleverantörerna av operativsystem och gör ditt system mer ömtåligt, mer efter i uppdateringar och funktioner samt mindre säkert än de traditionella operativsystemsmotsvarigheterna. Det lämnar dig också utlämnad åt ett mycket litet företag för support på OEM-nivå när något går fel, i stället för åt en stor företagsleverantör med en enorm användarbas och gemenskap. Appliansifieringsprocessen tar dessutom av nödvändighet bort funktioner och alternativ från systemen. I slutändan förlorar du.

Applianser är trevliga eftersom du får ett bekvämt webbgränssnitt från vilket “vem som helst” kan administrera din lagring. Åtminstone i teorin. Men i verkligheten finns det två farhågor. Den första är att det alltid emellanåt finns ett behov av att gå ner i själva operativsystemet och åtgärda saker. Att ha appliansens anpassade webbgränssnitt gör detta dramatiskt svårare än normalt, så vid den tidpunkt då du som mest behöver systemets appliansnatur är det när du inte har den. Den andra är att tanken på att göra något så kritiskt som lagring tillgängligt för “vem som helst” att arbeta med är skräckinjagande. Det finns få delar av din infrastruktur där du vill att mer erfarenhet, planering och omsorg ska ägnas än åt lagring. Att göra systemet svårare att använda är inte alltid en dålig sak.

Om du är i behov av appliansystemet är det främst FreeNAS och OpenFiler du tittar på. NexentaStor erbjuder en attraktiv produkt, men den finns inte tillgänglig i en gratisversion, och kostnaden kan vara betungande. Den fritt nedladdningsbara versionen verkar vara gratis för de första 18 TB rålagring, men licensen anger något annat, vilket gör detta till ett sällan populärt val. (Kostnaden för NexentaStor är hög nog att inköp av ett fullt supporterat Solaris-system skulle bli mindre kostsamt och tillhandahåller full support från den ursprungliga leverantören i stället för från Nexenta, som i grunden ompaketerar gamla versioner av Solaris och ZFS. Modernare kod och uppdateringar finns tillgängliga billigare från den ursprungliga källan.)

FreeNAS är, klustring undantaget, den lagringsplattform man väljer i ett appliansifierat paket. Den har det mycket omtalade filsystemet ZFS, vilket ger den en flexibilitet och användarvänlighet som saknas i OpenFiler och andra Linux-baserade alternativ. Den har också en fungerande iSCSI-implementering, så du kan använda FreeNAS säkert antingen som ett NAS eller ett SAN. Supporten för FreeNAS verkar öka, med nya utvecklingar som görs regelbundet och funktioner som behålls. FreeNAS erbjuder ett stort utbud av funktioner och stödda protokoll. Man tror att klustring kommer att komma till FreeNAS i framtiden, eftersom detta nyligen har lagts till i det underliggande operativsystemet FreeBSD. Om så blir fallet kommer FreeNAS att helt eliminera behovet av OpenFiler på marknaden. FreeNAS är helt gratis.

OpenFiler saknar en pålitlig iSCSI-SAN-implementering (om du inte betalar en förmögenhet för att få den delen av systemet utbytt mot en fungerande komponent) och är långt mer föråldrad än sina konkurrenter, men erbjuder fullständig realtidsreplikering på blocknivå, vilket gör att den kan fungera i ett klustrat läge för tillförlitlighet. Problemet här är att NAS-appliansens behändiga webbgränssnitt inte hanterar detta scenario, och om du vill göra detta kommer du att behöva smutsa ner händerna på kommandoraden, mycket smutsiga händer faktiskt. Detta är material på expertnivå, och vem som helst som ens är kapabel att överväga ett projekt för att göra OpenFiler till ett pålitligt kluster kommer att vara precis lika bekväm, och sannolikt långt bekvämare, med att bygga hela klustret från grunden på sin Linux-distribution efter eget val. OpenFiler är byggt på det tämligen impopulära, och numera helt nedlagda, rPath Linux med paketeringssystemet Conary, två teknologier som båda är nischaktörer, milt uttryckt, i Linux-världen. Du kommer att finna föga rPath-stöd från andra administratörer, och många paket och funktioner som du kanske önskar tillgång till är otillgängliga. OpenFilers enda fördel av någon betydelse är tillgången till DRBD för klustring, vilket, som angetts ovan, är ologiskt. Supporten för OpenFiler tycks avta, med nya funktioner som är obefintliga, och faktiskt har nyckelfunktioner som AFP slopats snarare än att nya funktioner har lagts till. OpenFiler är gratis, men nyckelfunktioner, som pålitlig iSCSI, är det inte. Färska rapporter från OpenFiler-användare gör gällande att även icke-iSCSI-lagring har blivit instabil i den senaste utgåvan och att dataförlust är ett återkommande fenomen. OpenFiler förblir mycket populär i denna branschsegments medvetande, men bör undvikas helt.

Om du inte behöver ha ditt lagringsoperativsystem appliansifierat står du kvar med fler och bättre val, men ett långt mer komplext beslutsträd. Till skillnad från appliansoperativsystemsmarknaden, som är fylld av fallgropar (NexentaStor har dolda kostnader, OpenFiler verkar stödja iSCSI men orsakar dataförlust, funktioner avlägsnas från nya versioner), är samtliga fyra operativsystem som nämns här ytterst robusta och funktionsrika. Tre av dem har OEM-leverantörsstöd, vilket kan vara en avgörande faktor, och alla har utmärkta alternativ för tredjepartsstöd som är långt bredare än vad som finns tillgängligt för appliansmarknaden.

Det första beslutet är huruvida funktioner som enbart finns i Windows, särskilt NTFS-ACL:er, behövs. Det är vanligt att nya NAS-användare blir överraskade när SMB-protokollet inte tillhandahåller all den granulära filsystemskontroll som de är vana vid i Windows. Detta beror på att dessa kontroller i själva verket hanteras av filsystemet, inte av nätverksprotokollet, och Windows ensamt tillhandahåller dessa via NTFS. Så om denna granulära Windows-filkontroll behövs är Windows ditt enda alternativ.

De övriga tre deltagarna, Linux, Solaris och FreeBSD, delar alla grundläggande förmågor med det anmärkningsvärda undantaget klustring. Alla har bra mjukvaru-RAID, alla har kraftfulla och robusta filsystem, alla har kraftfull logisk volymhantering, och alla tillhandahåller en mängd olika NAS- och SAN-anslutningsalternativ. Många versioner av Linux och FreeBSD finns tillgängliga helt gratis. Solaris, även om det är gratis för testning, finns inte tillgängligt gratis för produktionsbruk.

Den största särskiljaren mellan dessa tre operativsystemsalternativ är klustring. Linux har haft DRBD under lång tid nu, och detta är en robust teknik för filsystemsklustring. FreeBSD har nyligen (från och med 9.0) lagt till HAST för att tjäna samma syfte. Så i teorin har FreeBSD samma klustringsalternativ som Linux, men detta är mycket nyare och mycket mindre välkänt. Solaris saknar filsystemsklustring i basoperativsystemet och kräver kommersiella tillägg för att hantera detta i nuläget.

Solaris och FreeBSD delar det kraftfulla och beprövade filsystemet ZFS. ZFS är ytterst kraftfullt och flexibelt och har länge varit den viktigaste säljpunkten för dessa plattformar. Linux stöd för filsystem är mer invecklat. Nästan varje Linux-distribution (vi bryr oss här huvudsakligen om RHEL/CentOS, Oracle Unbreakable Linux, Suse/OpenSuse och Ubuntu) stöder EXT4, som är kraftfullt och snabbt men saknar några av de riktigt fina ZFS-funktionerna. Linux håller dock snabbt på att anamma BtrFS, som är mycket konkurrenskraftigt med ZFS men är i sin linda och för närvarande endast tillgängligt i Suse- och Oracle Linux-distributioner. Vi förväntar oss att se det från de övriga snart för produktionsbruk, men i nuläget är det fortfarande experimentellt.

Klustring undantaget kommer valet av operativsystem bland dessa tre sannolikt främst att avgöras av erfarenhet och bekvämlighet. Solaris är allmänt känt för att tillhandahålla den bästa genomströmningen och FreeBSD den sämsta. Men alla tre ligger ganska nära. När BtrFS väl är allmänt tillgängligt och stabilt på Linux kommer Linux sannolikt att bli det de facto-valet, så som det har varit tidigare.

Utan extern påverkan är min rekommendation för lagringsplattform FreeBSD och därefter Linux, med Solaris eliminerat på grundval av att det sällan är någon som söker kommersiell support, och därför utesluts det automatiskt. Detta bygger nästan uteslutande på tillgången till Copy-on-Write-filsystem och förutsätter ingen klustring, vilket inte är vanligt. Om klustring behövs är det Linux först, sedan FreeBSD, och Solaris utesluts, återigen.

Linux och FreeBSD närmar sig snabbt varandra i funktionalitet. Allteftersom BtrFS mognar på Linux och HAST mognar på FreeBSD tycks de mötas på mitten, där valet blir föga mer än en slump.

Det finns inget enskilt, enkelt svar. Att välja ett lagringsoperativsystem handlar helt om att balansera otaliga faktorer från prestanda, resurser, funktioner, support, stabilitet och så vidare. Det finns några faktorer som kan användas för att utesluta många kandidater, och att känna till dessa hårda avgränsare är nyckeln. Att veta exakt hur du planerar att använda systemet och vilka faktorer som är viktiga för dig är avgörande när man rensar bland de tillgängliga alternativen.

Även när du väl har valt en plattform finns det många beslut att fatta. Vissa plattformar inkluderar flera filsystem. Det finns SAN och NAS. Det finns flera SAN- och NAS-protokoll. Det finns nätverksbondning (eller teaming, i Windows-världen). Det finns Multipathing. Det finns ögonblicksbilder, volymer, RAID. Listan fortsätter i all oändlighet.