Suchen

Unified Storage mit File, Block und Object Storage Optimierte, benutzerfreundliche Nutzung von Ceph-Clustern mit Croit

Autor / Redakteur: Michael Matzer / Dr. Jürgen Ehneß

Software-Defined Storage (SDS) entkoppelt die Storage-Verwaltung von der genutzten Hardware wie etwa Flash, Disk und NVMe. Die quelloffene Software Ceph erlaubt es, Unified Storage mit File, Block und Object Storage zu realisieren. Um sie benutzerfreundlicher zu machen, bietet die deutsche Firma Croit eine Managementkonsole mit einer eigenen Software-Lösung sowie Beratung an.

Firmen zum Thema

SDS entkoppelt Hardware und Software voneinander.
SDS entkoppelt Hardware und Software voneinander.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Viele Unternehmen erfahren ein starkes Datenwachstum und müssen diese Flut bewältigen. Dabei kommt vielerorts noch veraltete Hardware zum Einsatz: Server, Festplatten und Netzwerke. Mit der Einführung von Software-Defined Storage können diese Unternehmen die Software von der Hardware entkoppeln und einen virtuellen Pool an unterschiedlichsten Speichermedien nutzen. Als Storage-Typen können File (mit CephFS), Object (mit AWS S3) oder Block (mit Rados Block Device, kurz RBD) zum Einsatz gebracht werden.

Auf Basis von Commodity-Hardware wie SSDs, NVMes und modernen Festplatten eignet sich SDS ideal für herstellerunabhängige VM-Images, Data Lakes oder als Unified Storage. Es gibt keinen Vendor-Lock-in, was zum Beispiel für Organisationen im öffentlichen Sektor wie etwa Universitäten, die ein fixes Budget und strikte Compliance-Vorgaben beachten müssen, von Bedeutung ist.

SDS mit Ceph

Mit der quelloffenen SDS-Software Ceph lässt sich unter Linux eine sichere und skalierbare Storage-Infrastruktur realisieren, die sehr elastisch und flexibel ist. Ceph ist ausfallsicher aufgebaut; nach dem RAID-Prinzip werden hier Daten auf mehrere Nodes verteilt und repliziert. Auch Erasure Coding lässt sich realisieren. Damit ist im Vergleich zur Spiegelung von Daten eine vergleichbare Ausfallsicherheit bei niedrigerem Platzverbrauch möglich.

Bildergalerie

Der Einsatz von Ceph lohnt sich ab drei Speicherknoten, zu denen noch ein Managementknoten hinzukommt, der auch als VM ausgelegt sein kann. Nach oben kann die Kapazität theoretisch beliebig ausgebaut werden; Projekte erreichen oft einen mehrstelligen Petabyte-Bereich. Ceph funktioniert nach dem Scale-Out-Prinzip: Man hängt einfach einen weiteren Knoten in das Storage-Netzwerk und meldet ihn an. Mit Croit erfolgt dieses Prozedere bequem über eine komfortable grafische Benutzeroberfläche.

Dazu gehören etwa das Einrichten der OSDs (Object Storage Daemons), die Konfiguration der Datenverteilung in der CRUSH Map, das Anlegen eines Dateisystems (CephFS – Ceph File System), die Bereitstellung von Block Storage als RBD-Images für Virtualisierungslösungen, S3-Gateways für AWS-kompatiblen Object Store oder weitere Dienste wie NFS, SMB oder iSCSI. Über die CRUSH Map wird die Zugehörigkeit von Knoten zum Cluster bestimmt, aber auch, in welchem Brandabschnitt sich diese befinden. Der CRUSH-Algorithmus bestimmt, wo welche Daten abgelegt werden, und ändert die Verteilung nach Bedarf. Damit nimmt er dem Admin auch die Arbeit ab, sich um die Datenverteilung kümmern zu müssen. Ceph heilt und verwaltet sich selbst.

Bessere Ceph-Nutzung mit Croit

Die Open-Source-Variante von Ceph weist jedoch einige Nachteile für den Einsatz im Unternehmensumfeld auf, weiß Martin Verges, Managing Director der Firma Croit: „Der Administrationsaufwand für Ceph ist nicht zu unterschätzen, hier müssen Admins regelmäßig mehrere Stunden in das System investieren, Updates dauern oft ganze Nächte. Hinzu kommt, dass Inkompatibilitäten und die daraus resultierenden Fehler oft den Betrieb behindern.“ Croit hat es sich daher 2017 zum Ziel gesetzt, diese Einschränkungen von Ceph zu überwinden. Dabei basiert der Software-Defined Storage technisch komplett auf der Open-Source-Technologie von Ceph, ist also herstellerunabhängig und profitiert von der großen und aktiven Community.

Croit verbindet eine einfache und benutzerfreundliche Lösung für das Management und Deployment von Ceph mit einigen Zusatzfunktionen. Im Netzwerk lassen sich damit über die Benutzeroberfläche Nodes starten und stoppen, wobei der Zugriff per Shell natürlich auch weiterhin möglich ist. Der Managementknoten wird als Docker-Container bereitgestellt, zum Booten eines Nodes kommt PXE Boot zum Einsatz. Dank der Container-Technologie können Unternehmen die Software praktisch in jeder Linux-Umgebung auf Knopfdruck bereitstellen, egal, ob auf einem „echten“ Server oder einer VM. Die Konfiguration erfolgt über ein Management-Tool, das einen Großteil der erforderlichen Aufgaben automatisiert. „Ceph erfordert viel Konfigurationsarbeit“, so Verges, „wohingegen sich mit Croit ein Ceph-Cluster in einer halben Stunde realisieren lässt.“ Croit kümmert sich um Updates und Upgrades, die als geprüftes OS-Image bereitgestellt und in einem Rolling Reboot im Cluster aktiviert werden. Der Kunde muss sich dabei auch nicht um den Test der verschiedenen Open-Source-Komponenten im Zusammenspiel kümmern.

Laut Verges werden die Cluster auch auf Performance optimiert. Doch welche Leistung konkret gebraucht wird, ist von Kunde zu Kunde unterschiedlich. Wichtige Aspekte für jeden Nutzer, aber besonders für Organisationen mit fixem oder begrenztem Budget sind: der Speicherverbrauch und die real nutzbare Speicherkapazität, die Latenzzeit (in Millisekunden) sowie IOPS (IO/s) und Datendurchsatz (MB/s).

„Da keine separaten Festplatten für das Betriebssystem nötig sind, steht Anwendern mehr Platz im Server für Nutzdaten zur Verfügung“, so Verges. „Je nach Einsatzgebiet (und Budget) lassen sich durch den Einsatz geeigneter Komponenten wie etwa schneller NVMes die IO-Leistung steigern oder mit den passenden Protokollen die Performance für den Client optimieren.“ Die Belange der Datensicherheit werden bei Ceph jederzeit bereits mit den Bordmitteln berücksichtigt. Croit macht auch hier das Management und den Einsatz einfacher und bietet zusätzlich die Möglichkeit, Festplatten vollständig zu verschlüsseln. Statistiken und Logfiles werden zentral gespeichert und dargestellt, können aber auch über Standardschnittstellen wie Grafana bereitgestellt werden.

Über die integrierte Rest-API können Kunden eigene Software einfach anbinden; im Gegensatz zum „reinen“ Ceph lassen sich auch Protokolle wie iSCSI an RBD Images, NFS per Gateway an das CephFS-Filesystem oder SMB leicht ankoppeln. SSDs und NVMes werden ebenso erkannt wie klassische Festplatten, Speicher und CPU. Croit unterstützt alle gängigen Protokolle, weshalb die gleichzeitige Nutzung des Storage-Clusters für virtuelle Server, private Clouds, Big Data, S3/Swift-Applikationen, iSCSI, Unix/Linux NFS oder Windows SMB möglich ist. „Die Erweiterung um zusätzliche Open-Source-Komponenten macht Croit zu einer ganzheitlichen Unified-Storage-Lösung“, so Verges.

Das Preismodell

30 Tage lang dürfen Interessenten kostenfrei alle Funktionen der Enterprise-Lizenz testen. Danach können sie die Lizenz erwerben oder die Funktionen der kostenlosen Community Edition weiternutzen. „Unser in vier Kategorien unterteiltes Lizenz- und Preismodell basiert auf OSDs (Object Storage Daemons) in Ceph, also Festplatten oder SSDs“, erläutert Andy Muthmann, Leiter Marketing und Vertrieb. „Es ist fair und transparent, versteckte Kosten gibt es nicht.“

Bildergalerie

Es sind Lizenzangebote mit inkludiertem Support verfügbar, für andere kann ein gesonderter Support-Vertrag verhandelt werden. Gerade vor dem Hintergrund rasch wachsender Datenmengen ist ein Aspekt besonders interessant: Durch das degressive Preismodell sinkt der Preis pro Festplatte – je mehr Festplatten dem Cluster hinzugefügt werden, desto günstiger wird der Preis pro Einheit. Ein Preis-Leistungs-Verhältnis anzugeben, ist Muthmann zufolge schwierig, weil jeder Kunde ein anderes Set-up und einen individuellen Use Case aufweise.

So sind zum Beispiel HDD- und NVMe-Cluster in den Kosten sehr unterschiedlich; das Verhältnis von Leistung zu Preis lässt sich daher am besten pro OSD und Cluster messen. „Ein HDD-Cluster, bestehend aus Hardware, der Croit-Software und Support für 36 Monate mit einem Petabyte Nutzdaten, ist bereits ab 75.000 Euro realisierbar. Vergleichbare Lösungen anderer Marktteilnehmer liegen oft deutlich über diesem Wert“, so Muthmann.

„Croit ist mit Ceph zukunftssicher aufgestellt; die Technologie wird durch die aktive Open-Source-Community ständig weiterentwickelt und durch die unabhängige Ceph Foundation unterstützt“, erläutert Muthmann. Aktuell verzeichnet das Unternehmen laut Alexander Noé aus dem Business Development auch großes Interesse von Systemintegratoren und Systemhäusern weltweit, die ihren Kunden den Zugang zu der Lösung ermöglichen wollen.

(ID:46957430)

Über den Autor