FreeNAS è un sistema operativo open source basato su FreeBSD, il cui sviluppo è iniziato nel 2005 ad opera di Oliver Cochard-Labbè e la cui funzione principale è trasformare in un NAS (Network Attached Storage) il pc o server su cui viene installato. Il sistema è stato inoltre sviluppato in modo da richiedere un uso limitato di risorse hardware (storage a parte) per poter funzionare in modo fluido anche su macchine datate o con prestazioni limitate.

Lo sviluppo di FreeNAS è proseguito negli anni, fino a raggiungere l’attuale versione 9.3 stabile (nel 2014 è stato anche dismesso il supporto al file system UFS a 32 bit) e 10 “Alpha”. Da segnalare nel corso del 2009, l’interesse da parte di iXsystems (società che si occupa di server e soluzioni di storage) di intervenire sul progetto FreeNAS per evitare che – in seguito all’abbandono da parte del project leader di allora – il sistema venisse migrato su base Debian perdendo inoltre il supporto a ZFS. Dopo una importante operazione di revisione e aggiornamento da parte del team di iXsystems, a maggio del 2011 viene rilasciato FreeNAS 8.0.

Freenas è basato sulla implementazione OpenZFS del file system Sun (poi Oracle) chiamato ZFS. Sfrutta dunque tutta la base di codice di questo progetto per gestire volumi, dischi e device ZFS.

Funzionalià

La presenza di ZFS alla base del sistema permette di utilizzare importanti funzionalità di protezione dei dati come la creazione di snapshot schedulati, la protezione dei volumi tramite cifratura e la replica sia locale che remota. FreeNAS permette inoltre di condividere lo storage in rete utilizzando differenti protocolli come NFS, iSCSI Apple AFP e Common Internet File System (CIFS) di Microsoft, con una gestione completa e granulare dei permessi di accesso. A questo proposito è presente la possibilità di creare utenti e gruppi personalizzati. Per l’utilizzo in ambienti dove sono presenti domini o sistemi di autenticazione centralizzata, FreeNAS prevede la configurazione con Active Directory, LDAP, NIS, NT4 e Kerberos.

Con FreeNAS è possibile schedulare i test S.M.A.R.T per la verifica dello stato dei dischi – fondamentale vista la natura e l’utilizzo principale di queso sistema operativo – ed è presente la funzionalità di notifica tramite email in caso di eventi significativi come fail dei dischi, avvisi sullo stato SMART e presenza di aggiornamenti disponibili.

Numerosi sono anche i plugin supportati: come ad esempio OwnCloud, Plex media server, BitTorrent (Sync) e bacula: tuttavia l’utilizzo dei plugin prevede un ulteriore grado di difficoltà nella configurazione in quanto porta all’attivazione delle Jail, ovvero un ambiente autonomo e isolato per l’implementazione di software aggiuntivi (una sorta di Container), completamente gestito tramite command line interna.

Installazione e interfaccia

freenas cli

L’installazione è composta da pochi semplici passaggi e, una volta terminata, mette a disposizione una schermata con un menu a scelta multipla. Da qui è possibile accedere alle funzionalità base e procedere alla configurazione iniziale della rete.

Nel momento in cui alla macchina FreeNAS viene assegnato un indirizzo IP (da sottolineare che FreeNAS prevede anche il supporto alle VLAN), si può procedere con la configurazione è tramite l’interfaccia Web (raggiungibile anche tramite protocollo HTTPS).

freenas web

E' così possibile intervenire su praticamente ogni aspetto di FreeNAS: le funzionalità sono molte ed è necessario un minimo di ambientazione prima di riuscire a muoversi agilmente tra tutte. Il menu superiore e quello di sinistra permettono di navigare nelle medesime funzioni, anche se l’organizzazione ad albero della colonna laterale permette di raggiungere direttamente le voci di menu più granulari.

Dall’area di gestione dello storage si può vedere lo stato dei volumi, crearne di nuovi e importare volumi con file system compatibili provenienti da altri sistemi. Quest'ultima procedura è particolarmente semplice quando si usa ZFS poichè tutte le informazioni sui volumi anche basati su più dischi sono leggibili dai dischi stessi. 

freenas disk hp

Durante la fase di setup dello storage è bene prendere nota del numero seriale dei vari dischi e della loro rispettiva posizione a livello di bay sull’host, questo perché in caso di malfunzionamenti o problemi SMART, FreeNAS identifica i volumi tramite il loro numero seriale (da qui la necessità di conoscere l’associazione device-bay). Si perde infatti la comodità di gestione nativa dell'hardware offerta abitualmente dai controller Raid.

In FreeNAS i Pool (o zpool) di Zfs vengono chiamati volumi, mentre i vdev vengono chiamati device. Nella creazione di un volume si possono selezionare i device che lo compongono a partire dai dischi disponibili. L'unico modo per estendere un volume dopo che è stato creato, come da specifiche Zfs, è aggiungerci altri device. Ogni device può essere configurato in modalità Stripe, Mirror, Raidz1, Raidz2 e Raidz3. Per comprendere queste modalità vi rimandiamo all'articolo su ZFS. Si possono naturalmente implementare anche dischi spare e si possono utilizzare uno o più dischi (tipicamente SSD) per L2Arc e ZIL, così da migliorare le prestazioni in lettura e scrittura. Una volta creato il nuovo volume è possibile visualizzarne lo stato, gestirne i permessi, modificarne le impostazioni e creare dentro di esso un nuovo zvol o un nuovo dataset. I dataset sono equivalenti a un file system nel file system e vengono viste come sottocartelle con una gestione autonoma per quel che riguarda i permessi, la compressione, la deduplica e la gestione delle quote.

Gli ZVOL invece sono equivalenti a un volume raw e autonomo, utilizzabile ad esempio come dispositivo iSCSI da agganciare a macchine virtuali via rete.

La sezione storage permette anche di configurare gli Snapshot, i task di replica e lo Scrub dei dati (un processo implementato dallo stesso ZFS che periodicamente analizza i dati e verifica l’integrità, correggendo se possibile gli errori rilevati).

freenas vmwaresnapFreeNAS offre anche una integrazione con VMware per la creazione degli snapshot: è infatti presente una apposita funzione che permette di indicare al sistema l’host ESXi e il relativo datastore su cui applicarli (FreeNAS infatti non può essere a conoscenza a priori di quale sia la sua istanza nella lista dei datastore agganciati a ESXi). FreeNAS provvede anche a creare snapshot coerenti per ogni macchina virtuale accesa, prima di procedere con quello complessivo del datastore. Con la versione 9.3 del sistema, si è arrivati a un supporto completo alle VMware VAAI: API specifiche per il corretto coordinamento dei due tipi di snapshot.

L’area dell’interfaccia che si occupa del reporting è piuttosto estesa e permette di visualizzare l’uso istantaneo e nel tempo delle risorse (CPU, rete, memoria, cache ZFS etc.)

freenas report hp

Considerazioni

FreeNAS è sicuramente un prodotto interessante sia per soluzioni di laboratorio o domestiche, che in ambienti di produzione, dove è in grado di offrire funzionalità avanzate unite ad una elevata affidabilità. La presenza di una società commerciale come iXsystems dietro allo sviluppo del sistema è una ulteriore garanzia, oltre che una valida risorsa in caso di necessità di supporto tecnico. Il prodotto è pensato esclusivamente per un uso su hardware fisico, anche se può essere installato senza difficoltà in macchina virtuale. iXsystems ne sconsiglia comunque caldamente l'uso in qualsiasi modalità che non sia bare metal (direttamente sull'hardware).

Tra le poche cose che hanno destato qualche perplessità c'è la frequentissima disponibilità di aggiornamenti (una volta ogni settimana o due). Questo è naturalmente positivo, ma - dal momento che richiede ogni volta un riavvio - è a nostro parere certamente fastidioso per un dispositivo di produzione che svolge il ruolo di storage. 

L'autore

Lorenzo Bedin e Filippo Moriggia

Filippo Moriggia

Dopo 10 anni di esperienza nel settore del giornalismo tecnico collaborando con PC Professionale, Panorama e altre testate del gruppo Mondadori, Filippo Moriggia ha fondato Guru Advisor, il sito italiano di riferimento per professionisti del settore IT, system integrator e managed service provider.
E’ laureato in Ingegneria delle Telecomunicazioni e svolge attività di libero professionista come consulente presso aziende e studi professionali. Si occupa in particolare di software, virtualizzazione, reti e sicurezza. E’ certificato VMware VCA for Data Center Virtualization.

Lorenzo Bedin

Laureato in Ingegneria delle Telecomunicazioni, svolge l'attività di libero professionista come consulente IT dopo un periodo di formazione e esperienza in azienda nel ruolo di sistemista Windows e Linux. Si occupa di soluzioni hardware, siti web e virtualizzazione, con precedenti esperienze nell'ambito delle pubblicazioni Web.

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