Wybór Otwartego Systemu Operacyjnego do Pamięci Masowej

Coraz powszechniejsze staje się rezygnowanie z tradycyjnych, własnościowych urządzeń pamięci masowej – zarówno NAS, jak i SAN – i zamiast tego używanie gotowego sprzętu z zainstalowanym systemem operacyjnym do przechowywania danych, co wielu nazywa serwerami pamięci masowej “zrób to sam”. To oczywiście błędne określenie, bo nikt nie nazywa normalnego serwera plików “zrób to sam” tylko dlatego, że samemu zainstalował Windows. Wokół pamięci masowej krąży wiele mitów i legend, a ludzie często wpadają w panikę na myśl o instalowaniu Windows i nazywaniu tego NAS zamiast serwerem plików. Więc jeśli czujesz się lepiej, używaj terminów takich jak serwer plików lub serwer pamięci masowej zamiast NAS i SAN – problem rozwiązany. Jest to część ruchu “otwartej pamięci masowej” – przenoszenia systemów pamięci masowej z rozwiązań własnościowych do standardowych.

Wybór odpowiedniego systemu operacyjnego dla serwera pamięci masowej jest ważny i nie zawsze łatwy. Pracuję intensywnie w tej dziedzinie i ludzie często pytają mnie, co polecam. Rekomendacje różnią się w zależności od scenariusza i często wydają się mylące. Ale czynniki są naprawdę stosunkowo proste, jeśli znasz ograniczenia tworzące wybory i ścieżki w drzewie decyzyjnym.

Przed wyborem systemu operacyjnego musimy zatrzymać się i zastanowić, jakie będą nasze potrzeby. Niektóre obszary do rozważenia to: pojemność, wydajność, łatwość administracji, budżet, technologia połączeń, koszt i klastrowanie. Istnieją też dwie główne kategorie systemów do rozważenia: standardowy system operacyjny lub urządzeniowy system operacyjny do pamięci masowej. Standardowymi systemami operacyjnymi są Windows, Linux, Solaris i FreeBSD. Urządzeniowymi systemami operacyjnymi do pamięci masowej są FreeNAS, OpenFiler i NexentaStor. Istnieją inne w obu kategoriach, ale to są główni gracze w tej chwili.

Pierwsza decyzja dotyczy tego, czy ty lub twoja organizacja są gotowi wspierać normalny system operacyjny działający w roli serwera pamięci masowej. Jeśli rozważasz NAS, po prostu zapytaj siebie, czy mógłbyś administrować serwerem plików. Administrowanie serwerem blokowej pamięci masowej (SAN) jest nieco bardziej złożone lub przynajmniej niestandardowe, więc może to budzić pewne obawy, ale w rzeczywistości mieści się w zakresie innych zadań administracyjnych. Jeśli odpowiedź brzmi tak – że używanie normalnych narzędzi i interfejsów systemu operacyjnego jest dla ciebie akceptowalne – po prostu od razu wyklucz kategorię “urządzeń”. Podejście urządzeniowe dodaje złożoności i spowalnia cykle rozwoju i wsparcia, więc jeśli nie jest konieczne, jest niepożądane.

Urządzeniowe systemy operacyjne do pamięci masowej istnieją wyłącznie w celu zapewnienia gotowego, “łatwego w użyciu” widoku uruchamiania serwera pamięci masowej. Koncepcyjnie jest to miłe, ale z tą metodą wiążą się poważne problemy. Największe problemy wynikają z procesu pakietowania, który oddala cię o krok od samych dostawców korporacyjnych systemów operacyjnych, czyniąc twój system bardziej kruchym, bardziej opóźnionym w aktualizacjach i funkcjach oraz mniej bezpiecznym niż tradycyjne odpowiedniki systemów operacyjnych. Pozostawia cię też na łasce bardzo małej firmy w zakresie wsparcia na poziomie OEM, gdy coś pójdzie nie tak, zamiast z dużym korporacyjnym dostawcą z ogromną bazą użytkowników i społecznością. Proces tworzenia urządzenia z konieczności też usuwa funkcje i opcje z systemów. W końcu tracisz.

Urządzenia są miłe, bo otrzymujesz wygodny interfejs webowy, z którego “każdy” może administrować twoją pamięcią masową. Przynajmniej w teorii. Ale w rzeczywistości są dwie kwestie. Pierwsza jest taka, że zawsze co jakiś czas pojawia się potrzeba wejścia bezpośrednio do systemu operacyjnego i naprawienia czegoś. Niestandardowy interfejs webowy urządzenia znacznie to utrudnia, więc właśnie wtedy, gdy najbardziej potrzebujesz urządzeniowej natury systemu, jej nie masz. Druga kwestia polega na tym, że udostępnianie czegoś tak krytycznego jak pamięć masowa “każdemu” to przerażająca myśl. W infrastrukturze jest niewiele miejsc, gdzie chcesz, aby poświęcono więcej doświadczenia, planowania i staranności niż w pamięci masowej. Utrudnienie korzystania z systemu nie zawsze jest złą rzeczą.

Jeśli potrzebujesz systemu urządzeniowego, przede wszystkim rozpatrujesz FreeNAS i OpenFiler. NexentaStor oferuje przekonujący produkt, ale nie jest dostępny w darmowej wersji, a koszty mogą być uciążliwe. Wersja dostępna do pobrania wydaje się być darmowa dla pierwszych 18 TB surowej pamięci masowej, ale licencja mówi inaczej, co rzadko czyni ją popularnym wyborem. (Koszt NexentaStor jest wystarczająco wysoki, że zakup w pełni wspieranego systemu Solaris byłby tańszy i zapewnia pełne wsparcie od oryginalnego dostawcy zamiast Nexenty, która w zasadzie przepakowuje stare wersje Solaris i ZFS. Nowszy kod i aktualizacje są dostępne taniej bezpośrednio od oryginalnego źródła.)

FreeNAS, poza klastrowaniem, jest preferowaną platformą pamięci masowej w pakiecie urządzeniowym. Ma szeroko chwalone środowisko plików ZFS, które zapewnia mu elastyczność i łatwość użycia brakujące w OpenFiler i innych alternatywach opartych na Linux. Posiada też działającą implementację iSCSI, więc można bezpiecznie używać FreeNAS zarówno jako NAS, jak i SAN. Wsparcie dla FreeNAS wydaje się rosnąć z regularnymi nowymi rozwiązaniami i zachowywanymi funkcjami. FreeNAS oferuje szeroki zakres funkcji i obsługiwanych protokołów. Wiadomo, że w przyszłości FreeNAS zyska też klastrowanie, ponieważ zostało to niedawno dodane do bazowego systemu operacyjnego FreeBSD. Jeśli tak, FreeNAS całkowicie wyeliminuje potrzebę OpenFiler na rynku. FreeNAS jest całkowicie darmowy.

OpenFiler nie ma niezawodnej implementacji iSCSI SAN (chyba że zapłacisz fortunę za zastąpienie tej części systemu działającym komponentem) i jest znacznie bardziej przestarzały niż jego konkurenci, ale oferuje pełną replikację blokową w czasie rzeczywistym, pozwalając mu działać w trybie klastrowym dla niezawodności. Problem polega na tym, że wygodny interfejs webowy urządzenia NAS nie obsługuje tego scenariusza, a jeśli chcesz to zrobić, musisz się pobrudzić w linii poleceń – naprawdę pobrudzić. To jest materiał na poziomie eksperta i każdy, kto jest w stanie nawet rozważać projekt przekształcenia OpenFiler w niezawodny klaster, będzie równie komfortowy, a prawdopodobnie znacznie bardziej komfortowy, budując cały klaster od zera na wybranej dystrybucji Linux. OpenFiler jest zbudowany na dość niepopularnym, a teraz całkowicie wycofanym rPath Linux, używającym systemu pakietowania Conary, które są niszowymi graczami – delikatnie mówiąc – w świecie Linux. Wsparcie dla rPath znajdziesz niewielu administratorów, a wiele pakietów i funkcji, do których możesz chcieć mieć dostęp, jest niedostępnych. Jedyna znacząca zaleta OpenFiler to dostępność DRBD do klastrowania, co jak wspomniano powyżej, jest bez sensu. Wsparcie dla OpenFiler zdaje się słabnąć: nowych funkcji nie ma, a w rzeczywistości kluczowe funkcje, jak AFP, zostały usunięte zamiast dodania nowych. OpenFiler jest darmowy, ale kluczowe funkcje, jak niezawodny iSCSI, nie są. Ostatnie raporty od użytkowników OpenFiler wskazują, że nawet pamięć masowa nie-iSCSI stała się niestabilna w najnowszym wydaniu i utrata danych jest częstym zjawiskiem. OpenFiler pozostaje bardzo popularny w świadomości tego segmentu branży, ale należy go całkowicie unikać.

Jeśli nie potrzebujesz urządzeniowego systemu operacyjnego do pamięci masowej, masz więcej i lepszych wyborów, ale znacznie bardziej złożone drzewo decyzyjne. W przeciwieństwie do rynku urządzeniowych systemów operacyjnych pełnego wybojów (NexentaStor ma niespodziewane koszty, OpenFiler pozornie wspiera iSCSI, ale powoduje utratę danych, funkcje są usuwane w nowych wersjach) wszystkie cztery wspomniane systemy operacyjne są niezwykle solidne i bogate w funkcje. Trzy z nich mają wsparcie OEM od dostawców, co może być głównym czynnikiem decydującym, a wszystkie mają świetne opcje wsparcia zewnętrznego, znacznie szersze niż to dostępne na rynku urządzeniowym.

Pierwsza decyzja dotyczy tego, czy potrzebne są funkcje wyłącznie systemu Windows, zwłaszcza listy ACL systemu NTFS. Nowi użytkownicy NAS często są zaskoczeni, gdy protokół SMB nie zapewnia całej ziarnistej kontroli systemu plików, do której są przyzwyczajeni w Windows. Wynika to z tego, że te kontrole są faktycznie obsługiwane przez system plików, a nie przez protokół sieciowy, i Windows jako jedyny zapewnia je przez NTFS. Jeśli ta ziarnista kontrola plików Windows jest potrzebna, Windows jest jedyną opcją.

Trzy pozostałe kandydatury – Linux, Solaris i FreeBSD – mają podstawowe możliwości z godnym uwagi wyjątkiem klastrowania. Wszystkie mają dobry programowy RAID, wszystkie mają wydajne i solidne systemy plików, wszystkie mają potężne zarządzanie woluminami logicznymi i wszystkie oferują wiele opcji połączeń NAS i SAN. Wiele wersji Linux i FreeBSD jest dostępnych całkowicie za darmo. Solaris, choć darmowy do testów, nie jest dostępny za darmo do użytku produkcyjnego.

Największą różnicą między tymi trzema opcjami systemów operacyjnych jest klastrowanie. Linux ma DRBD od dawna i jest to solidna technologia klastrowania systemu plików. FreeBSD niedawno (od wersji 9.0) dodał HAST do tego samego celu. Więc teoretycznie FreeBSD ma te same opcje klastrowania co Linux, ale jest to znacznie nowsze i znacznie mniej znane. Solaris nie ma klastrowania systemu plików w podstawowym systemie operacyjnym i wymaga komercyjnych dodatków do obsługi tego na ten moment.

Solaris i FreeBSD współdzielą potężny i sprawdzony w boju system plików ZFS. ZFS jest niezwykle wydajny i elastyczny, i od dawna jest kluczową zaletą tych platform. Wsparcie Linux dla systemów plików jest bardziej zawiłe. Niemal każda dystrybucja Linux (interesują nas głównie RHEL/CentOS, Oracle Unbreakable Linux, Suse/OpenSuse i Ubuntu) obsługuje EXT4, który jest wydajny i szybki, ale brakuje mu niektórych naprawdę dobrych funkcji ZFS. Jednak Linux szybko adoptuje BtrFS, który jest bardzo konkurencyjny z ZFS, ale jest jeszcze wczesny i obecnie dostępny tylko w dystrybucjach Suse i Oracle Linux. Spodziewamy się wkrótce zobaczyć go w pozostałych dystrybucjach do użytku produkcyjnego, ale w tej chwili jest nadal eksperymentalny.

Poza klastrowaniem, wybór systemu operacyjnego spośród tych trzech będzie prawdopodobnie wynikał przede wszystkim z doświadczenia i komfortu. Solaris jest ogólnie znany z zapewniania najlepszej przepustowości, a FreeBSD najgorszej. Ale wszystkie trzy są dość bliskie. Gdy BtrFS będzie powszechnie dostępny i stabilny na Linux, Linux prawdopodobnie stanie się de facto wyborem, jak to było w przeszłości.

Bez zewnętrznych czynników moja rekomendacja dla platformy pamięci masowej to FreeBSD, a następnie Linux, z Solaris wykluczonym ze względu na to, że rzadko ktoś szuka komercyjnego wsparcia i dlatego jest automatycznie wykluczany. Opiera się to niemal całkowicie na dostępności systemów plików Copy-on-Write i zakładając brak klastrowania, które nie jest powszechne. Jeśli potrzebne jest klastrowanie, Linux jest pierwszy, następnie FreeBSD, a Solaris jest znów wykluczony.

Linux i FreeBSD szybko się do siebie zbliżają pod względem funkcjonalności. W miarę jak BtrFS dojrzewa na Linux, a HAST dojrzewa na FreeBSD, wydaje się, że spotykają się w połowie drogi, a wybór staje się niemal rzutem monetą.

Nie ma jednej, prostej odpowiedzi. Wybór systemu operacyjnego do pamięci masowej polega na wyważeniu niezliczonych czynników: wydajności, zasobów, funkcji, wsparcia, stabilności itp. Istnieje kilka czynników, które można wykorzystać do wykluczenia wielu kandydatów, a znajomość tych twardych ograniczeń jest kluczowa. Znajomość dokładnego sposobu planowanego użycia systemu i tego, które czynniki są dla ciebie ważne, jest ważna w przesiewaniu dostępnych opcji.

Nawet po wyborze platformy pozostaje wiele decyzji do podjęcia. Niektóre platformy obejmują wiele systemów plików. Jest SAN i NAS. Jest wiele protokołów SAN i NAS. Jest network bonding (lub teaming, jak to się nazywa w świecie Windows). Jest Multipathing. Są snapshoty, woluminy, RAID. Lista jest długa.