Entwicklung einer skalierbaren Linux-basierten NAS-Lösung für Tandberg Data

Um im Wettbewerb mit etablierten Herstellern wie Netgear, QNAP, Buffalo und Synology zu bestehen, war ein zügiger Markteintritt für die neue BizNAS-Produktlinie von Tandberg Data essenziell. Die Anforderungen veränderten sich jedoch kontinuierlich während des Entwicklungsprozesses, während parallel diverse Hardware-Topologien von 4-Bay- bis zu 12-Bay-Systemen unterstützt werden mussten.

Das Projekt war technisch komplex und verband:

• Embedded Linux, den Linux-Kernel und Intel-Atom-Hardware;
• LVM, RAID, iSCSI und Netzwerkprotokolle;
• proprietäre RDX-Technologie;
• eine webbasierte Admin-GUI.

Zudem musste die Lösung industrielle Anforderungen an Verfügbarkeit und Datensicherheit erfüllen.

Eine weitere Herausforderung war die Teamkoordination. Das Projekt umfasste neun engagierte Teams in Asien, Europa und Nordamerika, die für Produktmanagement, Entwicklung und Qualitätssicherung zuständig waren.

Der Lösungsansatz von SaM Solutions

• Schneller Projektauftakt in vier Wochen Tandberg Data benötigte erfahrene Ingenieure ohne die Verzögerungen eines internen Rekrutierungsprozesses. SaM Solutions stellte innerhalb von nur vier Wochen ein dediziertes Team aus Linux-, Firmware- und GUI-Experten zusammen und setzte es ein.
• Fundierte Embedded- und System-Expertise Das Projekt erforderte tiefgehendes Know-how in C/C++, Embedded Linux, Kernel- und Treiberentwicklung sowie in Technologien wie LVM, mdadm, iSCSI und Netzwerkprotokollen. SaM Solutions lieferte diese Kompetenzen, um ein maßgeschneidertes Debian-basiertes System zu entwickeln und alle Kernkomponenten zu integrieren.
• Qualität als fester Bestandteil des Entwicklungsprozesses Für eine Datenspeicherlösung war Zuverlässigkeit unerlässlich. SaM Solutions setzte Test-Driven Development (TDD), eine klar definierte Definition of Done und eine automatisierte CI/CD-Pipeline mit Jenkins, täglichen Builds und Regressionstests ein, um Fehler frühzeitig zu erkennen.
• Agile Bereitstellung bei sich ändernden Anforderungen Das Team arbeitete in einwöchigen Sprints innerhalb von sechswöchigen Release-Zyklen, wodurch sich das Projekt bei sich ändernden Anforderungen schnell anpassen konnte.

SaM Solutions entwickelte einen modularen, Linux-basierten Software-Stack auf Basis von Debian GNU/Linux. Die Lösung steuerte sowohl die Hardware des Speichersystems – einschließlich Intel Atom, Festplatten-Arrays und USB 3.0 – als auch die zentralen Funktionen für den Endanwender.

Lösungsarchitektur

Low-Level-System und Firmware

• Entwicklung eines maßgeschneiderten Linux-Kernels und Initialisierungssystems.
• Integration von Software-RAID (mdadm), Logical Volume Management (LVM2) und AES-256-Verschlüsselung.
• Implementierung eines Dual-DOM-Wiederherstellungssystems für die automatische Systemwiederherstellung von einem sekundären Speicherchip im Fehlerfall.
• Unterstützung von Disk-Hot-Swap- und Hot-Spare-Funktionalität.

Modulare Middleware

• Entwicklung leichter Dienste mit Ruby/Sinatra, Bash, Python und Perl, um Low-Level-Systemwerkzeuge mit der Benutzeroberfläche zu verbinden.
• Integration wichtiger Netzwerkprotokolle und -dienste, darunter Samba/Winbind (SMB/CIFS), Netatalk (AFP), NFS, LIO (iSCSI Target), rsync, UPnP, Bonjour und LDAP.
• Integration von Backups auf RDX® QuikStor™-Kassetten, einschließlich automatischem Wechsel zur nächsten Kassette bei Erreichen der Kapazitätsgrenze (Cartridge Spanning) und Erkennung offline geschalteter Datenträger.

Webbasierte Administration und Benutzerfreundlichkeit

• Entwicklung einer responsive webbasierten Admin-GUI mit AJAX/jQuery und Sinatra, konzipiert für Administratoren mit geringer technischer Erfahrung nach dem Prinzip „Installation und Einrichtung in 15 Minuten“.
• Integrierte Schritt-für-Schritt-Konfigurationsassistenten, einschließlich eines RAID-Wizards.
• Systemstatusüberwachung mit SMART-Warnungen sowie Lüfter- und Temperaturüberwachung.
• Unterstützung von mehr als 10 Sprachen und vollständige Integration in Microsoft Active Directory.

Schneller Team-Ramp-up

SaM Solutions stellte innerhalb von vier Wochen ein dediziertes Projektteam zusammen. Dieses umfasste Entwickler mit Expertise in C/C++, Ruby, Python, Bash und dem Linux-Kernel sowie QA-Ingenieure.

Das Team von SaM Solutions übernahm die Kernsoftwareentwicklung, Fehlerbehebung und Unit-Tests sowie manuelle und automatisierte UI-Tests.

Schneller Team-Ramp-up

SaM Solutions stellte innerhalb von vier Wochen ein dediziertes Projektteam zusammen. Dieses umfasste Entwickler mit Expertise in C/C++, Ruby, Python, Bash und dem Linux-Kernel sowie QA-Ingenieure.

Das Team von SaM Solutions übernahm die Kernsoftwareentwicklung, Fehlerbehebung und Unit-Tests sowie manuelle und automatisierte UI-Tests.

Agile Entwicklung und Release-Zyklen

Die Entwicklung folgte regelmäßigen sechswöchigen Release-Zyklen:

• 4 Wochen Entwicklung: Vier einwöchige Sprints, die jeweils mit einem voll funktionsfähigen Product Build endeten.
• 2 Wochen Regression und Stabilisierung: Umfassendes Testen, Code Freeze und Fehlerbehebung vor dem finalen Release.

Qualität und Testautomatisierung

Um die Anhäufung technischer Schulden und kritischer Fehler vor dem finalen Release zu verhindern, verfolgte das Team einen Test-Driven-Development-Ansatz (TDD).

• Tests vor dem Code: Funktionalitäten wurden zuerst durch Testfälle und automatisierte Tests definiert. Die Entwickler implementierten den Produktcode anschließend gegen diese Tests.
• „Done is Done“-Prinzip: Eine Aufgabe oder Fehlerbehebung galt erst als abgeschlossen, wenn:
  • Testfälle geschrieben und validiert wurden;
  • manuelle Testszenarien erfolgreich durchlaufen wurden;
  • alle automatisierten Tests fehlerfrei bestanden wurden.

Kontinuierliche Integration und automatisierte Regressionstests

Das Team implementierte einen automatisierten CI/CD-Workflow, um die Produktqualität während der gesamten Entwicklung aufrechtzuerhalten:

• Tägliche Builds wurden mit Jenkins und pbuilder erstellt.
• Eine automatisierte tägliche Regressionssuite auf Basis von RSpec und Selenium lief jede Nacht durch.
• Alle Testfehlschläge wurden von den Entwicklern am folgenden Morgen vorrangig geprüft und behoben.

Dieser Ansatz ermöglichte es dem Team, Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben, was das Risiko kritischer Probleme beim finalen Release reduzierte.

Ergebnis und Funktionsumfang

Innerhalb eines engen Zeitrahmens entwickelte und lieferte SaM Solutions ein vollständiges, industrietaugliches Softwareprodukt von Grund auf aus, das für die Markteinführung bereit war:

• Voll ausgestatteter Firmware- und OS-Stack: Ein maßgeschneidertes Debian-GNU/Linux-basiertes System zur Unterstützung von Festplatten-Arrays (RAID 0, 1, 5, 6, Hot-Swap, Hot-Spare), XFS-Dateisystemen, logischen Volumen (LVM) und Snapshots.
• Benutzerfreundliche Admin-GUI: Eine webbasierte Benutzeroberfläche auf Basis von Sinatra und jQuery mit Schritt-für-Schritt-Konfigurationsassistenten, einschließlich eines RAID-Wizards, Systemressourcen- und SMART-Monitoring sowie Unterstützung für über 10 Sprachen.
• Vollständiger Enterprise-Protokoll-Stack: Kompatibilität mit Windows, Mac und Linux durch CIFS/SMB, AFP, NFS, iSCSI, WebDAV, FTP und rsync samt vollständiger Integration in Microsoft Active Directory.
• Dediziertes RDX®-QuikStor™-Modul: Spezielle Backup-Software, die Cartridge Spanning (automatisches Fortsetzen des Backups auf der nächsten Kassette bei Erreichen der Kapazitätsgrenze) sowie die Nachverfolgung offline geschalteter Kassetten unterstützt.
• Release-Roadmap von R1.0 bis R1.3: Eine Reihe von Produktversionen, die schrittweise bereitgestellt wurden – vom initialen Markteintritt über Dropbox-Synchronisation und Ereignisprotokollierung bis hin zur automatischen Systemwiederherstellung nach Ausfällen via Dual DOM Auto Repair.

Wichtigste Vorteile für Tandberg Data

• Einhaltung des anspruchsvollen Time-to-Market-Ziels: Tandberg Data konnte die BizNAS-Produktlinie wie geplant Mitte 2012 ankündigen und auf den Markt bringen und sich damit eine starke Position in einem wettbewerbsintensiven Umfeld neben Synology, QNAP und Netgear sichern.
• Ein einheitlicher Software-Stack für die gesamte Produktfamilie: Die Lösung unterstützte das gesamte BizNAS-Portfolio – von 4-Drive-Desktop-Systemen bis hin zu 12-Drive-2U-Rackmount-Servern.
• Zuverlässigkeit auf Enterprise-Niveau: TDD, eine klare Definition of Done und nächtliche automatisierte Regressionstests trugen dazu bei, eine hohe Firmware-Qualität sicherstellen – entscheidend für Geräte, die für die Speicherung von Unternehmensbackups verantwortlich sind.
• Wettbewerbsvorteil durch RDX: Die Integration des proprietären RDX-Standards mit nahtlosem Backup-Transfer zwischen Kassetten verlieh BizNAS Funktionen, die herkömmliche Consumer-NAS-Lösungen nicht boten.

Tandberg Data schätzte zudem die Flexibilität von SaM Solutions bei der Anpassung an sich ändernde Anforderungen ohne nennenswerte Verzögerungen sowie die Transparenz der Projektprozesse über neun verteilte Teams hinweg in verschiedenen Zeitzonen. Die Kombination aus klar definierten Verantwortlichkeiten, Jira und Jenkins sowie TDD-basierter Automatisierung sorgte für vollständige Visibilität des Projektfortschritts und trug dazu bei, die Kosten für die Fehlererkennung und -behebung in späteren Entwicklungsphasen zu senken.