So schützen Sie sich vor dem Daten-GAU: OpenZFS für OS X gegen schleichenden Datenverlust und Dateisystem-Katastrophen

Angesichts des hohen Alters von HFS+ und der vielen Altlasten in HFS+ Extended Journaled stehen viele Anwender vor dem Problem chronisch unzuverlässiger Datenbackups und schwindender Datenbestände. Eine kostenfreie Lösung namens OpenZFS verspricht, Abhilfe zu schaffen.

Die Frage, ob der Mac oder PC das „bessere“ System sei, stellt sich für in der Mediengestaltung nicht: Mediengestalter müssen beide Welten abdecken, denn Kunden kommen mal mit PC, mal mit Mac-Daten. Für Mediengestalter gilt es, nach Möglichkeit alle Auftraggeber willkommen zu heißen. Doch eines ist gewiß, Apple-Anwender sind an einem Wendepunkt angelangt, denn der bisherige Status Quo ist sicherlich nicht akzeptabel.

Insbesondere Mediengestalter müssen, wohl oder übel, im Laufe der Zeit Dutzende, vielleicht sogar Hunderte von Terabytes an Daten aufheben. Ein Kunde erwartet ganz selbstverständlich, dass der Dienstleister seine bisherigen Produktionsdaten auf CD, DVD oder Blu-ray vorliegen hat. Das Fehlen eines optischen Laufwerks zählt nicht zu den Vorteilen eines Macs. Die iCloud ist dafür sicherlich kein Ersatz.

Die Idee, den Kunden auf einen zeitraubenden Download aus der Apple iCloud zu vertrösten, hat sich in der Praxis aus offensichtlichen Gründen nicht bewährt. Erstens hat die iCloud Speicherlimits, gelegentliche Downtime und außerdem ist der Ansatz, den Kunden eine Stunde oder gar mehr auf den Download eines Archivs warten zu lassen, langfristig wohl kaum von Erfolg gekrönt. Der Alternativvorschlag, einzelne Dateien auf eine HFS+-Extended-formatierte Apple iCloud-Partition ablegen zu wollen, kann gerade für Mediengestalter mit den vielen Daten in einem Drama enden. Bei Apples iCloud kann es durchaus vorkommen, dass die Produktionsdaten zwar alle feinsäuberlich vorliegen, aber vom Bit-Rot (also schleichenden Datenverlusten) betroffen sind, sodass das Öffnen der betroffenen Dateien in InDesign, Photoshop etc. einfach sang- und klanglos scheitert.

• Wenn man Apple Care oder den Experten an der Apple Genius Bar nach handfesten Lösungen fragt, bekommt man oft nur ein müdes Schulterzucken. Doch auch wenn sich Apple zu einer Antwort bemühen sollte, dann bekommt man oft nichts praktisch Anwendbares zu hören, sondern lediglich belanglose Aussagen, die wie aus einer Apple-Broschüre bzw. von der Apple-Website entnommen klingen:
  Backups auf optischen Medien seien (laut Apple) unzeitgemäß, denn Apple habe ja optische Medien abgeschafft);
• Der Kauf von Musik im iTunes Store sei „oh so last century“, denn Apple-Kunden streamen ohnehin ihre Musik vorzugsweise On-Demand also auf Anfrage (und wenn sie den Wohnsitz in ein anderes Land verlegen, kaufen sie ihre Musik ja ohnehin neu);
• Das Sammeln von Filmen in digitaler Form sei sentimental, denn Filme würden fortan nur noch gemietet und Apple führe über das Vermieten Buch;
• Das Archivieren von E-Mails sei ebenfalls „oh so last century“. Nutzen Sie stattdessen doch Twitter in OS X El Capitan. Ja, Twitter.

Dabei steht und fällt jedes Dienstleistungsunternehmen mit der Verfügbarkeit seiner Kundendaten!

ZFS, ein Dateisystem, das seines Gleichen sucht (für OS X und Linux)

Bei ZFS handelt es sich um ein leistungsstarkes 128-Bit Dateisystem der Enterprise-Klasse, welches als Open-Source-Software vorliegt und unter dem Namen OpenZFS auf OS X portiert wurde. Sommit kommen Mac-Benutzer in den Genuß eines nahezu «unkaputbaren» Dateisystems.

ZFS glänzt mit der Fähigkeit zur Selbstheilung im laufenden Betrieb und eignet sich als eine Lösung zur Vorbeugung gegen schleichende Datenverluste.

Robust und leistungsstark

Ein einzelnes ZFS-Volume (ein so genannter Pool) kann mehrere physikalische Laufwerke umfassen; für den Administrator besteht zudem die Möglichkeit, zusätzlichen Festplattenspeicher im laufenden Betrieb hinzuzufügen, damit das Volume mit dem steigenden Bedarf mitwachsen kann.

ZFS rühmt sich in der Unix-Welt einer bemerkenswerten Robustheit. Anders als HFS-Extended schreibt ZFS niemals über bestehende Daten drüber. Dank eines Systems hierarchischer 256-Bit langer Prüfsummen kann ZFS die Integrität sämtlicher Daten zu jedem Zeitpunkt gewährleisten und eine fehlerfreie Datenaufbewahrung langfristig garantieren.

Schleichende Dateisystemschäden, die unter OS X aus Softwareabstürzen oder auch nur minimalen Hardwarefehlern resultieren können, gehören mit ZFS der Vergangenheit an. Vorbei ist es mit den fehlenden i-Nodes, den beschädigten B-Tree-Einträgen und den unstimmigen Prüfsummen, die sich bei HFS Extended nur selten reparieren lassen. Schluss mit den nicht enden wollenden Dateisystemreparaturen im Festplatten-Dienstprogramm. ZFS kann ein ZFS-Volume im laufenden Betrieb überprüfen und Fehler beheben, ohne einen laufenden Schreibvorgang zu unterbrechen.

Die hohe Zuverlässigkeit, die Platz sparende Datensicherung, die flotten Schreibzugriffe und andere moderne Features von ZFS fordern allerdings ihren Preis: ZFS benötigt tendenziell etwas mehr CPU-Leistung und mehr RAM-Speicher als ein übliches Dateisystem.

Dank einer Funktion namens Deduplizierung (kurz „dedup“) nutzt ZFS den verfügbaren Platz effizienter als ein gewöhnliches Dateisystem. ZFS erkennt Duplikate einzelner Datenblöcke noch während des Schreibvorgangs und speichert zusätzliche Instanzen eines bereits gesicherten Dateiblocks nur noch als Verweise auf das Original.

Der Fähigkeit zur Deduplizierung verdankt ZFS nebenbei die zum Teil extrem hohe Schreibleistung. Speichert man beispielsweise ein geändertes VMware- oder ein Parallels-Image bei aktivierter Deduplizierung erneut ab, sichert ZFS nur diejenigen Dateiblöcke, die sich von dem ersten Image unterscheiden. Eine mehrere Gigabyte große Datei wandert so möglicherweise in einem Bruchteil einer Sekunde auf die Festplatte.

Steve Jobs letzter Wunsch: ZFS für OS X sollte die Zukunft der Plattform sichern

Apple hat es sich ca. 2009 vorgenommen, das ZFS-Dateisystem in Mac OS X einzuführen, und spendierte Mac OS X 10.5 Leopard die Fähigkeit, ZFS-Volumens zu lesen.

Die Unterstützung von ZFS sollte eines der zentralen Features von Mac OS X 10.6 Snow Leopard Server werden. Apple rief sogar das ZFS-Projekt auf der Open-Source-Plattform Mac OS Forge ins Leben.

Doch bevor man die Portierung finalisieren konnte, entbrannte ein Patentstreit zwischen NetApp und dem damaligen ZFS-Besitzer Sun Microsystems (inzwischen ging Sun Microsystems in Oracle Corp. auf). Zu diesem Zeitpunkt war die Gesundheit von Steve Jobs, zwei Jahre vor seinem bedauenswert frühzeitigen Tod, bereits offenbar schon so stark angeschlagen, dass er seine Vision nicht mehr verwirklichen konnte. Apple stellte das ZFS-Projekt ein und warf die ganze Entwicklungsarbeit über Bord.

Tim Cook spart an der OS X-Entwicklung trotz leicht steigender R&D-Ausgaben

Tim Cook spielte in Apples Führungsetage de facto die erste Geige, und da er ja für die Technik nur herzlich wenig übrig hat, fiel Apples bisherige Entwicklungsarbeit den Kürzungen zum Opfer.

Die Open-Source-Gemeinschaft rettete kurzerhand den Mac-Port von ZFS auf Mirror-Servern. Don Brady, der bei Apple für die Modernisierung von HFS/HFS+ und dann als leitender Ingenieur und Architekt für die ZFS-Entwicklung verantwortlich zeichnete, verliess Apple, gründete Tens Complement LLC und nahm das Schicksal des ZFS-Dateisystems auf dem Mac im Projekt ZEVO in die eigenen Hände. Das Resultat war eine Mac-Portierung von Oracle ZFS mit der Eleganz und Bedienungsfreundlichkeit einer echten Apple-Software.

Als ehemaliger Vorsitzender des IBM-Vorstandes und als Vizepräsident von Compaq hatte er sich als Sales-Channel-Experte einen Namen gemacht, indem er mit spitzem Bleistift die Kosten gesenkt, die Gewinnmargen noch oben gepusht und die Kosten nach unten drückte.

Tim Cooks 12 Jahre als IBMs nordamerikanischer Direktor der Vertriebsabteilung haben ihn zum respektierten Experten in Unternehmenskennzahlen- und Gewinnmargen aufsteigen lassen. Doch die gelungene Fusion von chicem Design und wegweisender Technik, die Steve Jobs einst weltberühmt und vor allem erfolgreich gemacht hatte, ist Tim Cook eher fremd.

Tim Cook ist die Personifizierung einer typischen IBM-Führungskraft. Heute ist der Balaue Riese aber schwer angeschlagen; die Ansätze aus der Vergangenheit haben sich nicht bewährt. Die aktuelle Geschäftsführerin von IBM, Ginni Rometty, hat schon zwei Mal versucht, mit dem Verkauf des Tafelsilbers an Lenovo (die PC- und PC-x86-Server-Linie) den angeschlagenen traditionsreichen Konzern über die Runden zu bringen. Eine Vision für die Zukunft hat sie nicht.

Noch drei Jahre nach dem frühzeitigen Abschied von Steve Jobs war Apples Produktpipeline immer noch massgeblich von seinen visionären Ideen geprägt. Erst in 2015 kam mit dem iPad Pro ein reines Tim Cook-Produkt auf den Markt. Der iPad Pro ist zwar technisch wie auch optisch edel, doch es entstand offenbar an den Bedürfnissen seiner Zielgruppe vorbei und floppte; Microsofts Surface Pro 4 geht inzwischen weg wie warme Semmeln.

Den Misserfolg des iPad Pros kann Tim Cook durch ein revidiertes neues Modell ausbügeln. Apples Verzicht auf das von Steve Jobs avisierte ZFS war dagegen eine monumentale Fehlentscheidung, die sich nicht ohne Weiteres rückgängig machen lässt, denn sie hat ja bereits vielen Mediengestaltern den irreversiblen Verlust ihrer wertvollen Daten «beschert». Für Tim Cook hatte die Datensicherheit seiner professionellen Anwender offenbar nicht genug Relevanz, denn es gab genug Zeit, um die Integration von ZFS nachzuholen.
Den Mediengestaltern bleibt nichts anderes übrig ausser am Dateisystem selbst Hand anzulegen.

Mittlerweile wurde ZEVO durch eine quelloffene Alternative namens OpenZFS on OS X abgelöst.

Voraussetzungen für OpenZFS on OS X

ZFS wurde ursprünglich von Sun Microsystems als ein Dateisystem für Unternehmen erfunden und kam mit der Übernahme von Sun zu Oracle, dem Spezialisten für Datenbanken, Unternehmenssoftware und der berühmten Entwicklungssprache Java.

OpenZFS on OS X unterstützt OS X von Mountain Lion bis hin zu El Capitan und damit jedes gängige OS X-Betriebssystem:

• El Capitan (OS X 10.11)
• Yosemite (OS X 10.10)
• Mavericks (OS X 10.9)
• Mountain Lion (OS X 10.8)

OpenZFS können Sie unter der Adresse:

https://openzfsonosx.org/

kostenfrei herunterladen.

Installation von OpenZFS on OS X auf El Capitan

Die Installation geht dank des OS X-Installers ganz leicht per Doppelklick von statten. Achten Sie unbedingt darauf, die richtige Edition des Installers für Ihr Betriebssystem zu verwenden. Für die Installation des Dateisystems OpenZFS kommen Festplatten beliebiger Grösse in Frage. Das Bootlaufwerk und einzelne Partitionen eigenen sich aber nicht für die Installation von OpenZFS. OS X kann von ZFS nicht booten und nimmt immer eine ganze Festplatte/ein ganzes SSD in Beschlag.

Die Installation verläuft meist absolut reibungslos und ohne jegliche Komplikationen. Die praktisch einzige Ausnahme kommt dann vor, wenn bereits eine ältere ZFS-Version installiert sein sollte.

Wenn Sie eine alte Version von OpenZFS vorliegen haben genügt es, die betroffenen Volumes unzumounten, damit der neue Installer zu Werke schreiten kann (im Beispiel DigitalMasters):

sudo zpool export DigitalMasters

Benutzer von ZEVO müssen das Dateisystem erst deinstallieren und zwar mit dem ZEVO-Installer. Keine Sorge, Ihre Daten bleiben erhalten; nur der Dateisystemtreiber wird entfernt. OpenZFS kann dann Ihre Daten problemlos wieder einlesen.

OpenZFS on OS X, das selbstheilende Dateisystem

Mediengestalter können dank OpenZFS ihre unternehmenskritischen Daten auf internen oder externen Laufwerken speichern und die Gewißheit haben, dass die Integrität des Dateisystems immer gewährleistet bleibt.

Bei Apples mitgeliefertem Dateisystem «HFS+ Extended Journaled» können scheinbar tadellose Daten sich u.a. mit sogenannten kaputten B-Trees (und ähnlichen Defekten) unangekündigt verabschieden. Manch ein Mediengestalter hat damit schon viele TBytes an Daten (Fotos, Photoshop- und InDesign-Dateien) unwiederbringlich verloren. Reparaturversuche von Laufwerken, die mit HFS+ Extended Journaled formatiert wurden, verlaufen meist erfolglos. Mit etwas Glück bekommt man eine Warnmeldung, die einen auffordert, schnell noch die übrig gebliebenen Daten zu retten. Wenn es aber beim HFS+ Extended Journaled-Dateisystem zum GAU gekommen ist, dann ist meist von den Datensätzen ohnehin nicht viel mehr zu sehen.

Abschließend sei festzuhalten, dass sich Apple HFS seit OS 8.0 nur kosmetisch geändert hat:

• HFS bis Mac OS 8.0
• HFS+ ab Mac OS 8.1
• HFS+ Extended Journaled wurde mit Mac OS X Server v10.2.2 eingeführt

An der Sicherheit der Daten hat sich seitdem aber leider fast gar nichts geändert.

Linus Torvalds, der Erfinder von Linux, vertritt die Meinung, HFS+ sei möglicherweise das schlechteste Dateisystem der IT-Geschichte (Originalzitat: HFS+ is probably the worst file-system ever). Wer schon einmal mit ansehen musste, wie seine ganze Apple Aperture-Bibliothek mit zahllosen nicht zu ersetzenden Fotos, oder wichtige Kundendaten aus InDesign, Illustrator oder Photoshop im Nichts verpufften, wird diese bittere Erfahrung niemals vergessen.

Apple-Anwendern passiert auch heute noch oft, dass sich das HFS+ Extended Journaled-Dateisystem auf dem MacBook verabschiedet, bevor sie eine Sicherheitskopie dieser Daten anlegen konnten. Auch Time Machine-Backups können schon mal ohne jegliche Vorwarnung aufhören, zu funktionieren.

Warum es Sinn macht, auf das quelloffene, kostenlose OpenZFS on OS X-Dateisystem umzustellen, leuchtet da jedem ein.

Vor dem Daten-GAU gilt: vorbeugen!

Wer unternehmenskritische Daten auf OS X in der Version Mountain Lion bis einschliesslich El Capitan aufbewahrt, sollte unbedingt das quelloffene Open-Source-Dateisystem OpenZFS einsetzen. Als positiver Nebeneffekt sind die auf ZFS gesicherten Daten auch unter anderem auf Linux (OpenSolaris, illumos distributions, OpenIndiana, FreeBSD, Mac OS X Server 10.5 und NetBSD) zugänglich. Hinter ZFS steckt Oracle, ein Softwareunternehmen, welches für die Programmiersprache Java bekannt ist und Softwareprodukte liefert, auf die viele Kreditkartenunternehmen, Banken, Versicherungen, und andere Finanzinstitute vertrauen.