Open Source im professionellen Einsatz
Linux-Magazin 12/2016
© jakobradlgruber, 123RF

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Im Test: Free NAS als Alternative zu kommerziellen Angeboten

Speicherbauten

Wer ein NAS für zu Hause oder das Büro braucht, greift oft zu fertigen Lösungen, etwa von Synology oder Qnap. Dabei böte sich auch das freie Free NAS an, das auf Free BSD basiert. Doch kann es mithalten?

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In Zeiten stetigen Datenwachstums sind NAS-Speicher beliebt: Unter einheitlicher Oberfläche bieten Geräte etwa von Qnap, Synology oder Western Digital viele Funktionen (Abbildung 1). Regelmäßig kommen sie als Ziel für Backups oder für Dateien zum Einsatz, die allen Kolleginnen und Kollegen zur Verfügung stehen sollen. Durch die Vielzahl an Protokollen, die ein gängiges NAS-System beherrscht (etwa CIFS, AFP, I-SCSI und NFS), eignen sie sich für diese Aufgabe gut.

Abbildung 1: Hersteller wie Synology oder QNAP bieten auch fertige High-End-NAS-Geräte an. Mit Free NAS lässt sich vergleichbare Funktionalität aber auch mit Hardware von der Stange erreichen.

Hinzu kommt, dass die Bedienung der klassischen NAS-Vertreter ausgesprochen einfach ist: In das Gehäuse steckt der Anwender einfach Festplatten, die er dann per grafischer Oberfläche zu einem Raid-Verbund zusammenschließt. Dann fehlen nur noch ein Dateisystem und eine Netzwerkanbindung – schon lässt sich der Speicher nutzen.

Allerdings ist bei klassischen NAS-Geräten längst nicht alles Gold, was glänzt. Die Probleme gehen schon bei der Hardware-Ausstattung los: Die CPU ist oft nicht sonderlich leistungsstark, das RAM spärlich ausgebaut. Beides tut gerade dann weh, wenn viele Clients gleichzeitig auf ein Gerät zugreifen. Wer mehr Rumms haben will, greift zu den Profi-Serien der Anbieter und langt dafür entsprechend tief in die Tasche.

Doch auch ein Eigenbau mit frei gewählter Hardware kann die größten Modelle etablierter Anbieter in Sachen CPU-Leistung und RAM leicht überbieten. Das ist unter anderem wichtig, weil etwa Netatalk, das unter Linux Apples AFP-Protokoll implementiert, sich quasi nach Belieben an der CPU-Leistung bedient. Obendrein sind klassische NAS-Geräte auch Blackboxes: Zwar werkelt unter der Haube ein Linux, doch das ist so stark beschränkt, dass sich alle administrativen Aufgaben nur über das (oft langsame) GUI erledigen lassen.

In Sachen Upgrades und Updates ist man dem Hersteller und deren Vorstellung von Produktlebenszyklen ohnehin komplett ausgeliefert. Kein Wunder, dass NAS-Appliances vielen Admins ein Dorn im Auge sind. An diese Admins richtet sich Free NAS: Das Betriebssystem tritt an, um auf Basis freier Software und mit Hardware von der Stange ein NAS-System als Eigenbau zu ermöglichen. Der folgende Artikel stellt Free NAS vor und prüft, inwieweit es sich tatsächlich als Alternative zu gängigen NAS-Geräten eignet.

Unter der Haube: Free BSD

Weil die meisten NAS-Geräte auf Linux basieren, liegt diese Vermutung auch bei Free NAS nahe. Sie wird jedoch enttäuscht: Free NAS beruht im Kern auf der freien Unix-Variante Free BSD. Das ist kein Beinbruch: Wer Free BSD bisher noch nicht genutzt hat, bekommt mit Free NAS ein Webinterface, um die zentralen Funktionen der Software zu steuern. Wer bereits Erfahrung im Umgang mit Free BSD hat, kann Free NAS auch auf der Kommandozeile administrieren. Das Lernen fällt gar nicht schwer: Wer Linux auf der Kommandozeile nutzen kann, den wird auch Free BSD nicht vor unlösbare Aufgaben stellen.

Die Free-BSD-Version, auf der Free NAS basiert, lässt sich an der Version von Free NAS ablesen: Free NAS 9.10 war zu Redaktionsschluss die aktuelle stabile Revision und gründet sich auf Free BSD 9. Eine Beta von Free NAS 10 gibt es auf der Free-NAS-Website [1] ebenfalls; ihr liegt das frische Free BSD 10 zugrunde – die Entwickler rechnen damit, dass Free NAS 10 in absehbarer Zeit die Reife für den produktiven Einsatz erreicht.

Für den Admin ergibt sich aus der Free-NAS-Versionsnummer indirekt auch die Information, welche Hardware das System unterstützt. Die komplette Liste der von Free BSD 9 unterstützten Geräte findet sich unter [2], für Free BSD 10 ist sie unter [3] verfügbar. Bevor ein Admin sich ans Werk macht und Hardware für den Betrieb mit Free NAS 9 oder 10 bestellt, sollte er dort nachsehen.

ZFS sorgt für Performance und Datensicherheit

Klassische Linux-SANs kombinieren verschiedene Funktionen des Linux-Kerns. Free NAS hingegen wickelt den größten Teil seiner Aufgaben direkt auf der Dateisystem-Ebene ab – ZFS sei Dank. Die Free NAS-Entwickler lassen in ihrer Produktvorstellung keinen Zweifel daran, dass sie das bereits seit einigen Jahren in Free BSD integrierte ZFS für eines ihrer wichtigsten Features halten.

Tatsächlich gilt ZFS unter Experten als ein sehr reifes Dateisystem – vielleicht sogar als eines der ausgereiftesten überhaupt. Man wird bei Canonical jedenfalls seine Gründe haben, diverse juristische Winkelzüge zu vollführen, um das eigentlich mit der GPL-Lizenz des Linux-Kerns inkompatible ZFS trotzdem als Bestandteil von Ubuntu ausliefern zu können. So oder so gilt: ZFS ist für Free NAS ein riesiger Vorteil.

Das Beispiel der Redundanz auf der Datenträger-Ebene macht das deutlich: Unter Linux löst man das Problem bei mehr als zwei Festplatten entweder mittels der Software-Raid-Implementation im Linux-Kern und nutzt Raid 5. Oder man steckt in den Server einen teuren Controller mit Batterie oder mit Flashpuffer, der die Datenträger-Redundanz dann auf der Hardware abbildet und zum System hin eine einzelne Festplatte exponiert. Bei ZFS ist das aber unnötig: Raid-Z ist der in ZFS integrierte Raid-Treiber, der redundante Festplattenverbünde direkt in das Dateisystem integriert.

Weil ZFS ein Copy-on-Write-Dateisystem ist, fällt das klassische Write-Hole-Phänomen von Raid 5 und anderen Raid-Verbünden ersatzlos weg. Im Falle eines Stromausfalls lässt sich das ZFS-Dateisystem problemlos wieder in einen konsistenten Zustand versetzen. Denn auch in diesem Fall gehen keine Daten verloren, wie es bei einem typischen Raid der Fall wäre, wenn während des Schreibens plötzlich der Strom ausfällt – und kein batteriegepufferter Speicher aushilft.

Hinzu kommt, dass die Free-BSD-Entwickler bei der Integration von ZFS viel Wert auf Performance gelegt haben. ZFS geht ohnehin flott zu Werke, und durch den Einsatz von schnellem Flashspeicher für das ZFS-Intent-Log lässt sich die Dateisystem-Performance weiter erhöhen. Wobei das im Free-NAS-Kontext stark davon abhängt, wie der Nutzer auf die Daten zugreift.

Wer etwa AFP für sein Setup braucht, gewinnt durch ein separates Intent-Log keinen Vorteil – denn AFP nutzt synchrone Schreibvorgänge nur für spezifische Applikationen. Um aus einem separaten Intent-Log Vorteile zu ziehen, sind aber gerade synchrone Schreibvorgänge zwingende Voraussetzung.

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