Aufbau derselben Umgebung mit Integration der Datenbank-Knoten in die HP-ProLiant-SL4540-Gen8-Server (Grafik: Red Hat)So dringlich ist das Problem, dass das Marktforschungsunternehmen Gartner 2014 eine neue Produktkategorie für entsprechende Lösungen definierte: EFSS (Enterprise File Share and Sync) heißen Lösungen, die den Dateiaustausch und die Dateisynchronisierung inner- und außerhalb von Unternehmen ermöglichen. Denn die Mitarbeiter nutzen »Box« oder »Dropbox« sowieso, seien sie unsicher oder nicht. Weil das auf die Dauer unvermeidlich Compliance-Probleme mit sich bringt, müssen sich IT-Administratoren etwas einfallen lassen. Dieses Etwas soll einerseits so einfach und günstig sein wie die Produkte aus der Public Cloud, andererseits aber der IT volle Kontrolle sichern. Dafür können IT-Leiter mittlerweile zwischen zahlreichen Produkten wählen – Gartner listet in seinem Magic Quadrant allein 20 auf.

Bei vielen Unternehmen schwindet mittlerweile der Drang zum proprietären Produkt. Auch im Bereich EFSS gibt es Open Source als Alternative. So hat Red Hat die Blaupause einer vollständigen, getesteten EFSS-Lösung im Programm, bei der Red Hat, HP und ownCloud zusammenarbeiten. Gartner listet Owncloud zwar nur unter den Nischenanbietern auf, doch könnte die offene Software-Strategie des Anbieters ihn zunehmend zur Alternative machen – immerhin war Owncloud der einzige Open-Source-Anbieter in der Gartner-Studie.

Owncloud trägt zu der Lösung seine, auf dem gleichnamigen Open-Source-Produkt basierende, aber Enterprise-taugliche Software bei. Von Red Hat kommt das Software-Defined-Storage-Produkt »Gluster Storage«. Red Hats Storage-Lösung basiert auf der Open-Source-Entwicklung Gluster und dem ebenfalls quelloffenen Filesystem »Gluster FS«. Die Server stammen von Hewlett-Packard. Owncloud bietet für sein Enterprise-taugliches EFSS-Produkt Lizenzen, Wartung und Support an. Es läuft entweder im eigenen Unternehmen, auf einem (virtuellen) eigenen Server beim Provider oder aber in der Cloud eines Dienstleisters, der einen EFSS-Service auf Owncloud-Basis implementiert hat, wie der Integrator und Cloudservice-Provider ACP. An der offenen Community owncloud.org beteiligen sich laut Owncloud 500 Entwickler weltweit. Eine Community-Lösung ist wie üblich kostenlos erhältlich.

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Spezialserver ersetzen Speicherlösungen

Aufbau der Red Hat-Testumgebung für die Open-Source-Implementierung eines Owncloud-EFSS-Systems mit MySQL-NDS-Cluster (Grafik: Red Hat).Die Hardware der EFSS-Blaupause besteht im Kern aus zwei Speicherknoten auf Basis des für Big-Data-Applikationen entwickelten Servers HP »ProLiant SL4540 Gen 8« und zwei »ProLiant DL380 G5« als MySQL-NDB-Cluster. Allerdings kann der MySQL-Cluster laut Red Hat in einem konsolidierten Aufbau ebenfalls in die SL4540-Server verlegt werden. In der getesteten Konfiguration stecken zwei weitere DL380-Maschinen, von denen der eine Last erzeugt und der andere Last verteilt. In der gesamten Architektur kommt kein dediziertes Speichersystem und auch kein Fibre-Channel vor – was Speicherherstellern wie EMC eigentlich die Haare zu Berge stellen sollte, deutet sich hier doch wieder einmal der Abschied von der proprietären Speicherlösung als Basis anspruchsvoller Applikationen an.

Welche Aufgaben übernehmen die Produkte nun im Einzelnen? Die Server SL4540 Gen8 unterstützen im Maximalausbau bis zu 540 Laufwerke und damit bis zu zwei PByte Speicher pro Rack. Für die getestete Owncloud-Anwendung verwendet Red-Hat-Server mit je zwei Rechenknoten, an die jeweils bis zu 25 Laufwerke pro Knoten angebunden sind. An jeden Server können hier also 50 Festplattenlaufwerke angeschlossen werden. Dabei arbeiten die Knoten jedes Servers aus Redundanzgründen elektrisch isoliert, teilen sich aber Kühl- und Stromversorgungeinheiten, was die Kosten senkt. Nach außen bietet das System 40 Gbit/s Bandbreite, nach innen 48 Gbit/s-SAS.

Auf den Computer-Knoten der beiden Server laufen jeweils Apache 2.2.15, PHP 5.3, ein Owncloud-Anwendungsknoten Version 6.0.2 Enterprise Edition, ein Red-Hat-Gluster-Storage-Knoten und ein MySQL-NDB-Cluster-Knoten (MySQL 5.5). Die Serverknoten konsolidierten auch den angeschlossenen MySQL-NDB-Cluster. Er läuft in der getesteten Konfiguration auf zwei DL380-G5-Servern mit Intel »Xeon X5460«-Prozessor mit zweimal 8,1 GByte Arbeitsspeicher und acht 146 GByte-Festplatten mit RAID1+0. Der Load-Balancer und das lasterzeugende System hatten dieselbe Hardware wie die Systeme des MySQL-NDB-Clusters.

Software-definierter Speicher für unstrukturierte Daten

Aufteilung der Speicher-Ressourcen in den Servern durch Red Hat Gluster Storage (Grafik: Red Hat).Red Hat Gluster Storage ist eine softwaredefinierte Speicherlösung für unstrukturierte, oder halbstrukturierte Daten und Big-Data-Analytics. In dem Produkt steckt Gluster FS, ein offenes, sicheres und massiv skalierbares verteiltes Dateisystem. Damit können Anwender unterschiedliche Speicher- und Rechenressourcen zu einem virtualisierten, zentral verwalteten Hochleistungs-Speicherpool zusammenfassen. Speicher-Volumes werden unabhängig von der Hardware verwaltet und ändern ihre Kapazität durch einfaches Entfernen oder Hinzufügen von Speicher-Ressourcen. Sie skalieren bis in den PByte-Bereich. Es gibt keine Metadaten, stattdessen werden die Dateien algorithmisch im gesamten System verteilt. Deshalb entfallen Flaschenhälse. Gluster FS speichert Daten in nativen Formaten wie XFS. Sie bleiben so auch lesbar, wenn Red Hat Gluster Storage nicht verfügbar ist.

Als Hardware reichen der Software-Lösung Standard-Festplatten, als Verbindungstechnik Ethernet. Automatische Replikationsmechanismen sorgen für Datenschutz und Resilienz. Fällt Hardware aus, greifen Selbstheilungsmechanismen, die Daten nach der Wiederherstellung in den korrekten Status zurückbringen. Gluster ist POSIX (Portable Operating System Interface)-kompatibel und unterstützt CIFS, NFS und http. Die Lösung bietet neben File-Management auch verteiltes Speichermanagement, I/O-Scheduling, Software-RAID, synchrone und asynchrone Replikation. Sie arbeitet nicht im Betriebssystemkern, sondern auf der Anwenderebene und ist daher leichter aktualisierbar.

40.000 Concurrent getestet

Red Hat und seine Partner haben das System erfolgreich mit einer Last von 40.000 gleichzeitigen Anwendern getestet. Dabei ging man von 1,2 Desktop-Clients pro Anwender im gleichzeitigen Gebrauch aus. Zusätzlich wurde vorausgesetzt, dass jeder Anwender einmal pro Stunde mit einem mobilen Endgerät die Dateiliste prüft. In den Servern steckten lediglich Festplatten, keine SSDs, zum Einsatz, weil Gluster Storage diese nicht unterstützte. In der Testumgebung wurden 25 2-TByte-HDDs mit 7.200 U/min verwendet. Zwei zusätzliche 500-GByte-SATA-Festplatten mit derselben Drehgeschwindigkeit waren für die Betriebsumgebung reserviert. Konfiguriert wurden die Server mit dem HP »Smart Array Controller B120i«. Mit HP »Array Configuration Utility« wurden dann die Festplatten pro Knoten in zwei logische Festplatten pro Knoten aufgeteilt. Jeder Knoten erhielt zwölf HDDs mit einem logischen Volumen von 18.2 TByte RAID-6-Speicher. Eine Disk diente als Ersatz. Die Verschlüsselung war für Owncloud deaktiviert. Aktiviert waren Owncloud-Anwendungen wie Files löschen, Wizard, Bildbetrachter, API bereitstellen, Dateien gemeinsam nutzen, Texteditor, Migration von Userkonten und Owncloud-Instanzen sowie Versionskontrolle. Geprüft wurde das Platzieren eines Files auf dem Owncloud-Server, das Auslesen von kleinen Textfiles oder Owncloud-Ordnern, der Up- und Download von Files.

Fazit

Das Interesse an der Implementierung ist laut Red Hat groß. Das sollte etablierte Speicheranbieter aufwecken, denn durch Markterfolge in der Vergangenheit ist mitnichten eine ebenso erfolgreiche Zukunft garantiert. EMC auf der weltweiten Tagung EMC World in Las Vegas neues zu Software-defined Storage verkündet. Schrittweise soll die eigene Produktpalette von der Hardware getrennt werden. Erste zaghafte Schritte in die Open-Source-Welt zeigen, in welche Richtung es in Zukunft gehen könnte.