Eine kurze Geschichte von OpenZFS und TrueNAS CORE®

Herkunft von ZFS

Das Zettabyte Filesystem (ZFS) ist ein skalierbares Dateisystem und ein Volume-Manager, den 2001 Matthew Ahrens und Jeff Bonwick während ihrer Arbeit für Sun Microsystems für das Betriebssystem Solaris entwickelt haben. Hauptziel war es, die Einschränkungen bestehender Dateisysteme zu überwinden, wie beispielsweise die Anzahl von zu hostenden Dateien zu erhöhen, die Speicherkapazität zu maximieren und mehrere Festplatten ohne zusätzliche Hardware zu verwalten.

ZFS bietet als skalierbares Dateisystem viele fortschrittliche Funktionen:

• Storage Pooling
• Umfassender Schutz vor Data Corruption
• Hohe Speicherkapazitäten zu verarbeiten
• Dateigrößen von bis zu 16 Exabyte
• Poolgrößen von 256 Billiarden Zettabytes
• Effiziente Inline-Datenkompression
• Copy-on-Write und Snapshots
• Kontinuierliche Integritätsprüfung und automatische Reparatur
• Native NFSv4–Zugriffssteuerung
• RAID-Z, das RAID-ähnliche Fähigkeiten bietet und die Volume-Management-Fähigkeiten des Dateisystems ergänzt.

Stand von OpenZFS und ZFS unter Linux

Ursprünglich war ZFS ein Closed-Source-System, aber 2005 öffnete Sun Microsystems den Quellcode seines Solaris-Betriebssystems (der die ZFS-Codebasis enthielt) unter einer GPL-Lizenz: Das OpenSolaris-Betriebssystem war damit geboren.

Ein paar Jahre später kaufte Oracle Sun und schloss so diesen Zugang wieder. Zu diesem Zeitpunkt war der Quellcode jedoch schon seit geraumer Zeit offen zugänglich. Die Entwickler spalteten OpenSolaris schnell ab, und führten darauf hin illumos als alternatives Betriebssystem ein. Der ZFS-Teil des Codes portierten sie damit erfolgreich auf mehrere Open-Source-Unix-basierte Betriebssystemplattformen wie FreeBSD und macOS.

Im Jahr 2013 rief eine Gruppe von Entwicklern das OpenZFS-Projekt ins Leben, um die Entwicklungsarbeit zu koordinieren und eine Fragmentierung des Codes zu vermeiden. Ihre Initiative machte ZFS in Unix-ähnlichen Systemen weithin verfügbar – insbesondere unter FreeBSD. Schließlich hatten diese Entwickler den stabilsten und funktionsreichsten Zweig des Codes gepflegt, was wiederum dazu führte, dass man OpenZFS als ZFS on FreeBSD (ZoF) bezeichnete.

Da ihnen die gleiche Code-Basis zu Grunde liegt, ähneln sich OpenZFS und das ursprüngliche ZFS sehr stark. Wegen dieser Ähnlichkeit bezeichnen die Anwender es deshalb schlicht als ZFS. Die proprietäre Version von ZFS existiert derzeit übrigens nur im Betriebssystem Solaris. Alle anderen Plattformen verwenden OpenZFS oder ZFS on Linux (ZoL). Also jene Linux-Portierung von OpenZFS, die 2013 erstmals veröffentlicht wurde. Das ist auch der Grund, warum auch ZoF und ZoL unter Open-Source-Enthusiasten gewöhnlich als ZFS bezeichnet wird.

OpenZFS und ZFS verschmelzen unter Linux

ZoF blieb lange der führende Open-Source-Zweig von ZFS. Aber die zunehmende Popularität von Linux und seine relativ größere Benutzer- und Entwicklerbasis führten schließlich dazu, dass ZoL mit ZoF gleichzog. Die ZoF-Entwickler hingegen waren langsamer dabei, neuere Funktionen in ihre Version zu importieren, da sie sich auf die Stabilität des Dateisystems konzentrierten. Dieser Unterschied im Entwicklungstempo führte schnell dazu, dass ZoL bezüglich Funktionsumfang der überlegene Zweig wurde. So hatte es bereits Persistent L2ARC und Sequential Resilvering integriert.

Im Jahr 2019 war ZoL für viele führende Linux-Distributionen verfügbar und Mitte 2020 veröffentlichte Ubuntu – die beliebteste Linux-Distribution – die Version 20.04 LTS mit ZFS als Root-Dateisystem für das Betriebssystem.

Im Dezember 2020 und mit der Veröffentlichung von OpenZFS V2.0.0 gaben die Entwickler von ZoF bekannt, dass sie mit ZoL fusionieren und damit die jahrelange Trennung zwischen ZoL, ZoF und allen anderen Systemen beenden werden solle.

FreeNAS

Das FreeNAS-Projekt wurde im Jahr 2005 von iXsystems initiiert. Ursprünglich basierte es auf einer Mikro-Distribution von Linux. Im Jahr 2010 beschlossen die Entwickler, ihre Lösung auf FreeBSD umzustellen, um von dessen Stabilität und dem fortschrittlicheren ZFS-Code zu profitieren.

Trotz aller fortschrittlichen ZFS-Funktionen war es eine große Herausforderung, da es dieses System damals noch zu 100% kommandozeilenbasiert war. Dies führte zu einem eingeschränkten Nutzerkreis, da nur erfahrene Unix-Administratoren oder technisch versierte Enthusiasten das System benutzten. Diejenigen, die keine Kenntnisse in der Verwaltung von Unix-Shells hatten, blieben außen vor – eine unglückliche Situation.

Ein weiterer Stolperstein: ZFS war nach wie vor nur ein Dateisystem. Um einen Client mit einem ZFS-Server verbinden zu können und so Daten darauf zu speichern, fehlte immer noch ein gängiges Freigabeprotokoll. So mussten die Entwickler irgendwie NFS oder SMB auf diesem Server aktivieren, um ihn als Network Attached Storage (NAS) einsetzen zu können. Dieses Vorhaben geriet zu einer wahren Herausforderung, vor allem weil ZFS von den viel weniger populären Distributionen wie OpenSolaris übernommen wurde. 

Deshalb hoben die Verantwortlichen FreeNAS aus der Taufe: Die stabile, auf ZFS basierende Open-Source-NAS-Lösung schloss die bestehende Handhabungs-Lücke mit einem benutzerfreundlichen Web-GUI. iXsystems stellte übrigens früher schon zwei Versionen seiner beliebten NAS-Lösung bereit, wobei TrueNAS als die (kostenpflichtige) Unternehmensversion und FreeNAS die (kostenlose) Open-Source-Version galt. Die Konsequenz daraus: Beiden Versionen hatten eine getrennte Code-Basis und auch unterschiedliche ISO-Images zur Installation.

TrueNAS CORE – Wo ist FreeNAS geblieben?

Im März 2020 kündigte iXsystems an, sowohl FreeNAS als auch TrueNAS in einem einzigen Software-Image und Namen zu konsolidieren, womit TrueNAS übrig blieb.

Zwei Versionen TrueNAS:

• TrueNAS CORE: Sie beinhaltet die kostenlose Nutzung der Software mit uneingeschränktem Funktionsumfang und ohne Kapazitätsbegrenzung.
• TrueNAS Enterprise: Diese Version erfordert eine Lizenz, um erweiterte Funktionen wie etwa Hochverfügbarkeit aktivieren zu können.

Demnach ist TrueNAS CORE der neue Name für FreeNAS. Also dieselbe Software, die bereits bei Hunderttausenden von Anwendern bewährt im Einsatz ist und das Vertrauen vieler IT-Experten gewonnen hat. Richtig konfiguriert bietet TrueNAS ein robustes und sicheres Speicher-Backend für viele Anwendungen, die Administratoren für das SOHO bis zu Multi-Terabyte-Unternehmenspools eingesetzten. Mit TrueNAS erhalten Sie außerdem die neueste Version von OpenZFS, die überdies die neuesten Datei-System Funktionen, Updates und Patches enthält.

TrueNAS unterstützt Windows-, macOS- und Unix-Clients sowie verschiedene Virtualisierungshosts wie XenServer und VMware. Zudem profitieren die Nutzer von einer breiten Palette an Protokollen wie SMB, AFP, NFS, iSCSI, SSH, rsync und FTP/TFTP. Zu den fortschrittlichen TrueNAS-Funktionen gehören außerdem die vollständige Verschlüsselung der Laufwerke sowie eine Plug-in-Architektur für Software von Drittanbietern.