Å velge et åpent lagringsoperativsystem

Det blir stadig mer vanlig å gå bort fra tradisjonelle, proprietære lagringsenheter, både NAS og SAN, og i stedet bruke hyllevare og installere et lagringsoperativsystem på det for det folk kaller “gjør-det-selv”-lagringsservere. Dette er selvfølgelig et misvisende begrep ettersom ingen kaller en vanlig filserver “gjør-det-selv” bare fordi du installerte Windows selv. Lagring har mye myte og legende rundt seg, og folk panikker ofte når de tenker på å installere Windows og kalle det NAS i stedet for å kalle det en filserver. Så hvis det gjør deg bedre til mote, bruk begreper som filserver eller lagringsserver i stedet for NAS og SAN – problem løst. Dette er en del av “åpen lagring”-bevegelsen – å flytte lagringssystemer fra proprietære til standardbaserte.

Å velge riktig operativsystem for en lagringsserver er viktig og ikke alltid like enkelt. Jeg jobber mye i dette rommet, og folk spør meg ofte hva jeg anbefaler, og anbefalingene varierer basert på scenariet og virker ofte forvirrende. Men faktorene er faktisk relativt enkle, hvis du bare kjenner begrensningene som skaper valgene og stiene i beslutningstreet.

Før vi velger et OS, må vi stoppe og vurdere hva behovene våre kommer til å være. Noen områder som må vurderes er: kapasitet, ytelse, enkel administrasjon, budsjett, tilkoblingsteknologi, kostnad og klyngebygging. Det er også to hovedkategorier av systemer vi vil vurdere: standard operativsystem eller lagringsapparat-operativsystem. Standard operativsystemene er Windows, Linux, Solaris og FreeBSD. Lagringsapparat-operativsystemene er FreeNAS, OpenFiler og NexentaStor. Det finnes andre i begge kategorier, men dette er de viktigste aktørene for øyeblikket.

Den første beslutningen som må tas er om du eller organisasjonen din er komfortabel med å støtte et normalt operativsystem i en lagringsserverrolle. Hvis du ser på NAS, spør deg rett og slett om du kunne administrere en filserver. Administrasjon av en blokklagringsserver (SAN) er litt mer kompleks eller i det minste uvanlig, så dette kan fremkalle en liten bekymring, men er egentlig i tråd med andre administrasjonsoppgaver. Hvis svaret er ja – at det å bruke normale operativsystemverktøy og grensesnitt er akseptabelt for deg – så eliminer “apparat”-kategorien med en gang. Apparat-tilnærmingen legger til kompleksitet og bremser utviklings- og støttesykluser, så med mindre nødvendig er den uønsket.

Lagringsapparat-operativsystemer eksisterer bare for å tilby en forhåndspakket, “enkel å bruke” tilgang til drift av en lagringsserver. I konseptet er dette fint, men det er reelle problemer med denne metoden. De største problemene kommer fra pakkeprosessen som trekker deg ett steg bort fra enterprise OS-leverandørene selv, noe som gjør systemet ditt mer skjørt, lenger bak på oppdateringer og funksjoner og mindre sikkert enn de tradisjonelle OS-motpartene. Det etterlater deg også i hendene på et svært lite selskap for OEM-nivå støtte når noe går galt, i stedet for hos en stor enterprise-leverandør med en massiv brukerbase og fellesskap. Applikatiseringsprosessen fjerner også funksjoner og alternativer fra systemene av nødvendighet. Til slutt taper du.

Apparater er fine fordi du får et praktisk webgrensesnitt som “hvem som helst” kan administrere lagringen din fra. I det minste i teorien. Men i virkeligheten er det to bekymringer. Den første er at det alltid er behov for å gå inn i selve operativsystemet og fikse ting en gang i blant. Å ha det tilpassede webgrensesnittet til apparatet gjør dette dramatisk vanskeligere enn normalt, så akkurat da du trenger apparat-naturen til systemet mest, har du det ikke. Den andre er at det å gjøre noe så kritisk som lagring tilgjengelig for “hvem som helst” å jobbe med er en skremmende tanke. Det er få deler av infrastrukturen din der du vil ha mer erfaring, planlegging og omhu enn i lagring. Å gjøre systemet vanskeligere å bruke er ikke alltid en dårlig ting.

Hvis du trenger apparat-systemet, ser du primært på FreeNAS og OpenFiler. NexentaStor tilbyr et overbevisende produkt, men det er ikke tilgjengelig i en gratis versjon, og kostnaden kan være tyngende. Den fritt nedlastbare versjonen ser ut til å være gratis for de første 18 TB rålagring, men lisensen sier noe annet, noe som gjør dette sjelden det populære valget. (Kostnaden for NexentaStor er høy nok til at det å kjøpe et fullt støttet Solaris-system ville være rimeligere og gir full støtte fra den opprinnelige leverandøren i stedet for Nexenta, som i hovedsak pakker om gamle versjoner av Solaris og ZFS. Mer moderne kode og oppdateringer er tilgjengelige rimeligere fra den opprinnelige kilden.)

FreeNAS, bortsett fra klyngebygging, er lagringsplattformen å foretrekke i en applikatisert pakke. Det har det mye omtalte ZFS-filsystemet som gir det fleksibilitet og brukervennlighet som mangler i OpenFiler og andre Linux-baserte alternativer. Det har også en fungerende iSCSI-implementering, så du kan trygt bruke FreeNAS som enten en NAS eller en SAN. Støtten for FreeNAS ser ut til å øke med jevnlige nye utviklinger og funksjoner som beholdes. FreeNAS tilbyr et stort utvalg av funksjoner og støttede protokoller. Det antas at klyngebygging vil komme til FreeNAS i fremtiden, ettersom dette nylig ble lagt til det underliggende FreeBSD-operativsystemet. Hvis det skjer, vil FreeNAS fullstendig eliminere behovet for OpenFiler på markedet. FreeNAS er helt gratis.

OpenFiler mangler en pålitelig iSCSI SAN-implementering (med mindre du betaler en formue for å få den delen av systemet erstattet med en fungerende komponent) og er langt mer utdatert enn sine konkurrenter, men tilbyr full bloknivå sanntidsreplikering som lar det operere i en klyngmodus for pålitelighet. Problemet her er at det praktiske webgrensesnittet til NAS-apparatet ikke dekker dette scenariet, og hvis du vil gjøre dette, må du ta i bruk kommandolinjen – svært grundig. Dette er ekspertnivå-stoff, og alle som er i stand til å vurdere et prosjekt for å gjøre OpenFiler til en pålitelig klynge, vil være like komfortable, og sannsynligvis langt mer komfortable, med å bygge hele klyngen fra bunnen av på sin Linux-distribusjon etter eget valg. OpenFiler er bygget på den heller upopulære, og nå fullstendig avviklede, rPath Linux ved hjelp av Conary-pakningssystemet, begge nisjeaktører, for å si det mildt, i Linux-verdenen. Du finner lite rPath-støtte fra andre administratorer, og mange pakker og funksjoner du kanskje ønsker tilgang til er utilgjengelige. OpenFileres eneste fordel av noen betydning er tilgjengeligheten av DRBD for klyngebygging, som som nevnt ovenfor er meningsløst. Støtten for OpenFiler ser ut til å avta, med ingen nye funksjoner og faktisk har viktige funksjoner som AFP blitt fjernet i stedet for at nye funksjoner er lagt til. OpenFiler er gratis, men viktige funksjoner, som pålitelig iSCSI, er det ikke. Nylige rapporter fra OpenFiler-brukere er at selv ikke-iSCSI-lagring har blitt ustabil i den nyeste versjonen og at tap av data er en regelmessig forekomst. OpenFiler forblir svært populær i bevisstheten til dette bransjesegmentet, men bør unngås fullstendig.

Hvis du ikke trenger å ha lagringsoperativsystemet ditt applikatisert, har du flere og bedre valg, men et langt mer komplekst beslutningstre. I motsetning til apparat-OS-markedet som er fylt med groper (NexentaStor har overraskende kostnader, OpenFiler ser ut til å støtte iSCSI men forårsaker datatap, funksjoner fjernes fra nye versjoner), er alle fire operativsystemene nevnt her ekstremt robuste og funksjonsrike. Tre av dem har OEM-leverandørstøtte, som kan være en avgjørende faktor, og alle har gode tredjeparts støttealternativer som er langt bredere enn det som er tilgjengelig for apparat-markedet.

Den første beslutningen er om Windows-eksklusive funksjoner, særlig NTFS ACL-er, er nødvendig. Det er vanlig at nye NAS-brukere blir overrasket når SMB-protokollen ikke gir all den granulære filsystemkontrollen de er vant til i Windows. Dette skyldes at disse kontrollene faktisk håndteres av filsystemet, ikke nettverksprotokollen, og Windows alene tilbyr disse via NTFS. Så hvis den granulære Windows-filkontrollen er nødvendig, er Windows ditt eneste alternativ.

De tre andre kandidatene – Linux, Solaris og FreeBSD – deler grunnleggende muligheter med det bemerkelsesverdige unntaket av klyngebygging. Alle har god programvare-RAID, alle har kraftige og robuste filsystemer, alle har kraftig logisk volumhåndtering, og alle tilbyr en rekke NAS- og SAN-tilkoblingsalternativer. Mange versjoner av Linux og FreeBSD er tilgjengelige helt gratis. Solaris, selv om det er gratis for testing, er ikke tilgjengelig gratis for produksjonsbruk.

Den største differensiereren mellom disse tre OS-alternativene er klyngebygging. Linux har hatt DRBD lenge nå, og dette er en robust filsystemklyngeteknologi. FreeBSD har nylig (fra og med 9.0) lagt til HAST for å tjene samme formål. Så i teorien har FreeBSD de samme klyngealternativene som Linux, men dette er mye nyere og mye mindre kjent. Solaris mangler filsystemklyngebygging i basis-OS-et og krever kommersielle tillegg for å håndtere dette på dette tidspunktet.

Solaris og FreeBSD deler det kraftige og veltestede ZFS-filsystemet. ZFS er ekstremt kraftig og fleksibelt og har lenge vært det viktigste salgsargumentet for disse plattformene. Linux' støtte for filsystemer er mer komplisert. Nesten alle Linux-distribusjoner (vi bryr oss primært om RHEL/CentOS, Oracle Unbreakable Linux, Suse/OpenSuse og Ubuntu her) støtter EXT4, som er kraftig og raskt, men mangler noen av de virkelig fine ZFS-funksjonene. Linux adopterer imidlertid raskt BtrFS, som er svært konkurransedyktig med ZFS, men er umodent og for øyeblikket bare tilgjengelig i Suse og Oracle Linux-distribusjoner. Vi forventer å se det fra de andre snart for produksjonsbruk, men på dette tidspunktet er det fortsatt eksperimentelt.

Bortsett fra klyngebygging vil valget av OS blant disse tre sannsynligvis primært avhenge av erfaring og komfort. Solaris er generelt kjent for å gi best gjennomstrømming og FreeBSD det verste. Men alle tre er ganske nær hverandre. Når BtrFS er bredt tilgjengelig og stabilt på Linux, vil Linux sannsynligvis bli standardvalget slik det har vært tidligere.

Uten ekstern påvirkning er min anbefaling for lagringsplattform FreeBSD og deretter Linux, med Solaris eliminert på grunnlag av at det sjelden er noen som ser etter kommersiell støtte, og det dermed utelukkes automatisk. Dette er basert nesten utelukkende på tilgjengeligheten av Copy-on-Write-filsystemer og forutsetter ingen klyngebygging, noe som ikke er vanlig. Hvis klyngebygging er nødvendig, da Linux først, deretter FreeBSD, og Solaris er igjen utelukket.

Linux og FreeBSD nærmer seg hverandre raskt i funksjonalitet. Etter hvert som BtrFS modnes på Linux og HAST modnes på FreeBSD, ser de ut til å møtes på midten, med valget som knapt noe mer enn et myntkast.

Det finnes ikke ett enkelt, enkelt svar. Å velge et lagrings-OS handler om å balansere utallige faktorer fra ytelse, ressurser, funksjoner, støtte, stabilitet osv. Det er noen faktorer som kan brukes til å utelukke mange kandidater, og det å kjenne disse harde avgrenserne er avgjørende. Å vite nøyaktig hvordan du planlegger å bruke systemet og hvilke faktorer som er viktige for deg er viktig i å sile gjennom de tilgjengelige alternativene.

Selv etter at du har valgt en plattform, er det mange beslutninger å ta. Noen plattformer inkluderer flere filsystemer. Det er SAN og NAS. Det er flere SAN- og NAS-protokoller. Det er nettverksbonding (eller teaming, Windows-verdenen). Det er Multipathing. Det er snapshots, volumer, RAID. Listen fortsetter og fortsetter.