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Open Source ist für Storage eine ernsthafte Alternative

Wer Storage benötigt, muss nicht unbedingt kommerzielle Produkte kaufen. Open Source Lösungen sind leistungsstark. Wir geben eine Übersicht über wichtige Projekte.

Open Source Software ist ein positiver Treiber für ein Community-basierendes Softwareentwicklungsmodell. Am offensichtlichsten zeigt das Linux. Unterschiedliche Linux-Distributionen wurden als Cloud-Betriebssystem der Wahl und als Plattform für moderne Anwendungsentwickler ausgewählt.

Weiter oben im Stack verbreitet sich dieselbe Mentalität. Beispiele sind Container in Form von Docker und eine ganze Reihe von Datenbankplattformen für strukturiertes SQL, NoSQL und analytische Einsatzfelder. Nur Storage scheint hinter den übrigen Gebieten diesbezüglich zurückzubleiben. Oder gibt es Optionen für diejenigen, die auch bei Storage mit Open Source arbeiten würden?

Eine Definition von Open-Source-Technologie

Als erstes sollte man definieren, was überhaupt mit Open Source gemeint ist. Der Begriff impliziert, dass der Quellcode eines Produkts frei und offen verfügbar ist, um von allen Interessierten gelesen zu werden. Allerdings gibt es eine größere Spannbreite, die der Begriff umfasst.

Denn  die meisten Open-Source-Technologieprojekte stellen Code unter spezifischen Lizenzbedingungen zur Verfügung. Sie legen fest, wie der Code genutzt oder wiederverwendet werden kann, welche Quellenangaben gemacht werden müssen, wie man mit Patentrechten umgeht und welche Formen des kommerziellen Einsatzes verboten sind.

In der Regel legen Lizenzschemata wie GNUs Not Unix General Public License (GNU GPL) Urheberrechtsregeln fest. Diese gelten für ein Projekt, das es erfordert, dass der Code frei verfügbar und verwendbar ist.

Der damit produzierte Code soll keinen Einschränkungen unterliegen. Das bezeichnet man auch als Copylefting. Die jüngsten Erweiterungen von GPL 3.0 stellen das sicher. Patente, die als Ergebnis eines Projekts entwickelt wurden, stehen ebenfalls jedem zur freien Verwendung zur Verfügung.

Was bedeutet das für die Entwicklung von Storage Software? Tatsächlich unterscheidet sich die Entwicklung einer Storage-Plattform nicht von der irgendeiner anderen Software. Deshalb ist Open Source für Storage sehr sinnvoll. Denn sie erlaubt vielen, gemeinsam an einem komplexen Thema zu arbeiten und bildet eine dauerhafte hundertprozentige Garantie der Genauigkeit persistenter Daten.

Es lag nicht unbedingt sofort auf der Hand, Storage nach Open-Source-Modellen zu entwickeln, weil die meisten der frühen Shared-Storage-Plattformen auf proprietärer Hardware basierten.

Allerdings hat sich die Standardisierung von Servern und Speichermedien in den vergangenen 15 Jahren erheblich weiterentwickelt. Heute sind die Kosten niedrig und die Zuverlässigkeit ist hoch genug, um eine Storage-Plattform aus Standard-Komponenten auszubauen. Mit dem Aufkommen Software-definierter Storage (SDS) wurde Open Source Storage zu einem einzelnen Aspekt eines Marktes mit vielen kommerziellen Produkten.

Warum Open-Source-Storage ?

Warum sollte sich ein Endanwender für Open-Source-Storage-Technologie entscheiden? Weil Open Source Storage den Hard- und den Softwarekauf voneinander trennt, genau wie bei kommerziellen SDS-Produkten.

Dadurch kann man beim Hardwarekauf durch die Auswahl der Quelle, den Entwurf und den Aufbau des Designs Kosten- und Betriebsvorteile erreichen. Beispiele sind die Minimierung der Zahl der Hardwareplattformen, die unterstützt werden müssen.

Anbieter proprietärer Storage-Systeme kalkulierten bei ihrer Hardware meist eine große Handelsspanne. Als Hardwarekomponenten noch maßgeschneidert wurden, war das verständlich. In der heutigen Welt standardisierter Massenprodukte jedoch gilt das nicht mehr, es sei denn, der Aufschlag dient dazu, Testkosten und die Validierung von Konfigurationen zu finanzieren.

Open Source Storage-Plattformen gehen einen Schritt weiter. Sie beseitigen Kapitalaufwendungen für Storage-Software. Was übrig bleibt ist die Entscheidung, ob und wie viel man für Support bezahlt. Tatsächlich besteht das wichtigste Problem beim Einsatz von Open Source Storage-Software darin, Support vom Anbieter oder einem Value Added Reseller zu bekommen.

Da ist es gut, dass es Supportmodelle gibt. Red Hat zum Beispiel verdient prächtig an der Unterstützung seines eigenen Red Hat Enterprise Linux (RHEL). Es ist kommerziell erhältlich und wurde aus der Feodora-Distribution entwickelt. RHEL ist wiederum als Open-Source-Technologien in Distributionen wie CentOS erhältlich.

Open Source Storage ist genauso flexibel wie Standard-Speicherprodukte aus dem Handel. Man kann heute kommerziell unterstützte Versionen von Open-Source-Storage-Systemen in Produktionsumgebungen laufen lassen. So laufen Test und Entwicklung auf Storage, die vom eigenen Unternehmen unterstützt wird. Diese Herangehensweise senkt die Kosten erheblich, insbesondere, wenn unstrukturierte Daten skalierbare Objekt Storage benötigen.

Kriterien zur Produktauswahl

Es gibt auf dem Markt eine ganze Reihe von Angeboten für Objekt-, File- und Block-basierter Storage-Anforderungen. Einige Produkte nutzen nur ein Protokoll, andere mehrere, entweder durch Emulation oder Protokoll-Konnektoren

Object Stores

Die verbreitetsten Open Source Storage Angeboten gehören zur Kategorie Object Storage. Sie wird meist verwende, um gesicherte Daten kostengünstig zu speichern oder zu sichern.

Ceph ist ein Open Source Technologieprojekt, das 2007 begonnen wurde. Es entwickelte sich aus der Dissertation von Sage Weil. Wie die meisten Open-Source-Projekte ist es auf GitHub verfügbar und liegt unter Lesser GNU General Public License (LGPL), Version 2.1 Ceph skaliert horizontal und ist ein verteilter Objektspeicher. Man bezeichnet ihn als Reliable Autonomic Distributed Object Store (RADOS), auf Deutsch etwa zuverlässiger, autonomer, verteilter Objektspeicher. Ceph baut sich aus mehreren physischen oder virtuellen Knoten auf, die Storage, Metadaten-Services, API-Services und Cluster-Monitoring bereitstellen. Zusätzlich zu Objekten unterstützt Ceph auch Block- und Filedaten, ersteres durch das RADOS Block-Device, letzteres mittels Cehp FS, ein Filesystem-Gateway. 2014 kaufte Red Hat Inktank, ein Unternehmen, das Support für Ceph anbietet. Nun verkauft Red Hat eine kommerzielle Version von Ceph, die eher auf die Zuverlässigkeit und die Anforderungen von Unternehmen zugeschnitten ist.

OpenIO ist ein französisches Unternehmen, das einen Scale-Out-Object-Store entwickelt. Er soll eine Reihe von Anwendungen unterstützen. Dazu gehören Email, Backup und Archivierung. Teile der Software werden unter LGPL, Version e, lizenziert, andere unter Affero General Public License, Version 3. Obwohl OpenIO schon seit 2006 entwickelt wird, wurde der Quellcode erst 2012 offen gelegt. Anders als die meisten Open Source Storage-Angebote, unterstützt OpenIO sowohl x86 als auch ARM-Prozessorarchitekturen, die sogar in einem Cluster gemischt werden können.

Minio ist ein Object Store Server unter der Apache License, Version 2.0. Die Software ist leichtgewichtig und kann als Docker Container, auf MacOS Homebrew, Windows oder Linux laufen (x86 oder ARM). Minio verlässt sich beim Support auf die Community.

Der S3 Server wurde 2016 von Scality als Docker Container Image herausgebraucht und mittlerweile von 600.000 Nutzern heruntergeladen (Lizenz Apache 2.0). Als einfacher Object Store für einen Knoten erlaubt der S3 Server einfachen Zugriff auf einen Amazon Web Services Simple Storage Service API kompatiblen Object Store.Scality erwartet von Kunden mit höheren Ansprüchen, dass sie sich für die kommerzielle Software RING entscheiden.

Swift ist der Object Store des Projektes Open Stack. Der Scale-out node-basierte Object Store läuft auf Standard Servern. Swift ist außerdem ein Protokoll für den Datenzugriff und wird von einer Reihe von Anbietern von Objekt Storage unterstützt. SwiftStack bietet kommerziellen Support und entwickelt das Projekt weiter.

File Storage

Lustre ist ein paralleles Dateisystem, das vor allem für High Performance Computing (HPC) genutzt wird. Die Lizenz ist GPL 2. Lustre läuft auf Linux und wird von Open Scalable File Systems verwaltet. Bis Mai 2017 bot Intel kommerzielle Unterstützung für Lustre. Mittlerweile ist dieses Angebot allerdings anscheinend eingestellt worden. In die Bresche springen Anbieter wie DataDirect Networks, die Unterstützung ihrer Hardware Bundle bieten.

FreeNAS ist eine mehr als zehn Jahre alte Open Source Storage Appliance. Die Software fußt auf dem OSS Zettabyte File System (ZFS). IXSystems bietet kommerziellen Support mit einer Hardware Appliance namens TrueNAS.  

GlusterFS oder Gluster File System ist ein Scale-out Dateisystem, das auch von Red Hat kommerzielle verfügbar ist. Red Hat hat die ursprüngliche Entwicklungsfirma Gluster 2011 übernommen. Lizenz ist GPL 3. Gluster FS konsolidiert Storage Ressourcen aus verschiedenen Servern oder Knoten in ein einziges paralleles Dateisystem. Gluster FS ist einfach zu implementieren und nutzt eine verteilte Metadaten-Architektur. Es ist besonders geeignet für große Archive.

Block Storage 

Cinder ist ein Teil des OpenStack Projektes und speichert auf Block-Basis virtuelle Instanzen. Cinder führt eine Reihe von Aufgaben in OpenStack-Umgebungen aus. In erster Linie ist es ein Stück Middleware, das Anwendungsschnittstellen (Application Programming Interfaces APIs) zur Verfügung stellt, mit denen durch den Einsatz der Cinder Client-Software Volumes erzeugt werden. 

OpenEBS ist ein Open Source Projekt, das Block-basierten Speicher für Anwendungen auf Containern bereitstellt. OpenEBS ist in der Programmiersprache Go geschrieben und nutzt die Lizenz Apache 2.0. Offiziell ist OpenEBS noch im Beta-Stadium, wird aber bereits produktiv eingesetzt.

Portworx ist ein Scale-out Projekt auf der Basis von Container-Speicher. Das Unternehmen Portworx bietet auch eine kommerzielle Version PX-Enterprise sowie eine kostenfreie Developer Version namens PX-Developer. Die Developer Version ist nur begrenzt skalierbar und hat keine graphische Benutzeroberfläche. Die Software kann in der Public Cloud ausgerollt werden.

Der Gemeinschaft zurückgeben

Bei Open Source geht es darum, dass die Nutzer der Community etwas zurückgeben. Jeder kann zu der Entwicklung der erwähnten Plattformen beitragen. Bei großen Unternehmen macht es Sinn, einige Entwickler mit dem Development von Open Source zu beauftragen. So können diese Personen auch internen Support für OSS geben. Ein aktiver Einsatz in langfristigen Projekten, etwa für Backup und Archiv, verringert die Risiken, die bei der Insolvenz eines kommerziellen Anbieters drohen.

Bauen Sie es selbst

Statt ein kommerzielles oder OSS Produkt zu nutzen, können Sie auch Ihr eigenes Projekt aufsetzen. Dafür gibt es Komponenten wie Linux iSCSI Target oder SMB on Linux. Damit können Sie File und Block Services für Ihre Speicherinfrastruktur aufsetzen, vor allem in Verbindung mit dem Dateisystem ZFS. Das ist aber nichts für schwache Nerven, denn erhalten Sie keinerlei Unterstützung, es sei denn aus der Entwickler Community.  

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Nächste Schritte

Wie können Sie Windows mit Ceph Storage verbinden?

So verbinden Sie Container und traditionelle Storage-Arrays

Vier Tipps für die Implementierung von Swift Object Store

Artikel wurde zuletzt im November 2017 aktualisiert

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