News 17.04.2015, 11:08 Uhr

NAS-Strategie: Wann brauche ich welches RAID?

Wer ein NAS konfiguriert, sollte sich den Festplattenmodus gut überlegen. Denn was einmal aufgesetzt ist, kann nicht immer so schnell migriert werden.
Netzwerkspeicher von Herstellern wie Synology, Buffalo oder Qnap offerieren hinsichtlich Festplattenkonfigurationen ausgefeilte Möglichkeiten. Während man bei kleineren Modellen mit nur einem oder zwei Einschüben meist zwischen erhöhter Sicherheit und schnellerer Festplatten-Performance wählt, offerieren NAS-Systeme mit drei oder mehr Einschüben den besseren Kompromiss zwischen beidem. Im Folgenden zeigt Ihnen PCtipp, für welchen Anwender welche Speicherkonfiguration infrage kommt.
Bei der Konfiguration der NAS-Festplatten geht es um nichts anderes, als die Datenlast mehrerer Festplatten zu koordinieren und dabei gleichzeitig die Redundanz niedrig zu halten. Die Rede ist von sogenanntem RAID: RAID steht für Redundant Array of Independent Disks; zu Deutsch etwa: «redundante Anordnung unabhängiger Festplatten». So lassen sich Festplatten im Verbund (ausser bei RAID 0) für einen möglichst ausfallsicheren Betrieb konfigurieren.
Wichtig: Ein RAID allein schützt nicht vor Datenverlust, genauso wichtig sind regelmässige Updates des NAS-Betriebssystems.
Worauf es bei der Wahl des NAS-Systems und der richtigen Festplatte ankommt, erfahren Sie in dieser Übersicht. Sollten Sie zum ersten Mal ein NAS aufsetzen, empfiehlt sich zur anschliessenden Lektüre an diesen Artikel unsere Schritt-für-Schritt-Anleitung. Im Folgenden zeigen wir Ihnen die Vor- und Nachteile aller NAS-typischen Festplattenkonfigurationen auf.
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Die Cowboy-Strategie und JBOD

Die Cowboy-Strategie: einzelne Festplatten

Legen Sie eine Einzeldisk als ein «Volume» an, spricht man noch nicht von einem RAID. Hierbei nutzt der NAS die Festplatten als einzelne Laufwerke. Fällt aber eine der Platten aus, sind die Daten des betroffenen Laufwerks weg.
Der Einzeldiskmodus macht nur dann Sinn, wenn Sie etwa viele temporäre Dateien speichern, beispielsweise Multimediadateien, die Sie nicht mehr benutzen oder immer wieder überschreiben.
Einzelne Festplatten zu verwenden, macht meistens gar keinen Sinn. Für etwas hat man ja ein NAS
Quelle: Archiv

JBOD (ab zwei Festplatten)

Den JBOD-Modus offerieren noch viele NAS-Anbieter in ihrem Funktionsumfang. JBOD leitet sich vom englischen Terminus «just a bunch of disks» her, was so viel wie «ein Haufen Disks» bedeutet. Genau genommen macht der Modus auch nur das: Es werden einfach mehrere Festplatten beliebiger Kapazitätsgrössen zu einem Verbund geschaltet und als ein einziges Laufwerk behandelt. JBOD bietet aber keine Geschwindigkeitsvorteile, weil Dateien nicht blockweise über den Verbund verteilt werden. Der einzig wirkliche Vorteil von JBOD ist die Kapazitätsausnutzung aller beteiligter Festplatten. Fällt aber eine Festplatte komplett aus, hat man den Salat: Übrige Laufwerke lassen sich zwar mit hoher Wahrscheinlichkeit noch retten, der Verbund (das Array) stimmt dann aber nicht mehr.
Im NAS-Bereich macht JBOD keinen Sinn. Es sei denn, Sie brauchen kurzfristig für ein bestimmtes (temporäres) Projekt so viel Festplattenspeicher wie nur möglich, wenn es keine Rolle spielt, was Sie vorher auf den Disks drauf hatten.
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Salamitaktik und Kompakt-NAS-Strategie

Salamitaktik: RAID 0 (ab zwei Festplatten)

Der RAID-0-Modus verbindet Festplatten zu einem logischen Laufwerk und stellt die Performance in den Vordergrund. Festplatten gleicher Kapazitätsgrösse sind für den Anwendungsfall die Regel. Die Dateien werden blockweise über mindestens zwei Festplatten verteilt.
RAID 0 und RAID 1: Zwischen diesen beiden Konfigurationen wählt man in der Regel auf kleinen NAS-Systemen
Quelle: Synology
Die Laufwerke arbeiten dann parallel, was Zugriffe erhöht. Der Vorteil von RAID 0 liegt daher einerseits in der Performance. Andererseits macht sich RAID 0 die volle Kapazität der beteiligten Laufwerke zunutze. Das grosse ABER: Fällt eine Festplatte aus, hat man keine Redundanz, was beim Ausfall eines Laufwerks den sicheren Verlust aller Daten zur Folge hat.
Ein RAID 0 im NAS-Betrieb macht z.B. für Anwendungen wie Videoschnitt Sinn, respektive überall da, wo schnelle Zugriffszeiten auf Arbeitsdateien gefragt sind. Hinsichtlich Datensicherheit will ein RAID 0 gut überlegt sein, denn die NAS-Prozessoren und Chipsätze wurden in den letzten fünf Jahren immer besser und HDD-Kapazitäten in 6-TB-Dimensionen werden bald bezahlbar: Während man im 2010 noch gut und gerne auf langsamen 2-Bay-Kisten ein RAID 0 aufgegleist hat, merkt man den Performance-Gewinn heutzutage in kleineren NAS-Systemen weniger. Der eigentliche Bremsklotz ist schlussendlich immer noch die Netzwerk-Performance.

Die Kompakt-NAS-Strategie: RAID 1 (ab zwei Festplatten)

Bei einem RAID 1 steht der Schutz der Daten im Vordergrund. Man spricht vom sogenannten «Mirorring», da die Dateien vom einen Laufwerk zum anderen gespiegelt werden. Das kommt den Verbraucher jedoch teuer zu stehen: Hat man zweimal 2 TB eingebaut, sind effektiv nur 2 TB von 4 TB nutzbar. Der Lesezugriff ist zudem abhängig von der langsamsten Festplatte. Aktuelle RAID-Controller gegenwärtiger NAS-Systeme verteilen die Last jedoch auf eine sehr ausgeklügelte Weise. Der Vorteil: Fällt eine Festplatte aus, kann man die Daten durch ein neues Laufwerk wieder zurückspiegeln.
Für kleine NAS-Systeme (mit zwei Einschüben) macht RAID 1 in der Regel Sinn. Bei grösseren NAS-Systemen wählt man andere Konfigurationen.
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Die Profi-NAS-Strategie

Die Profi-NAS-Strategie: RAID 5 (ab drei Festplatten)

Ein RAID 5 ist das «bessere RAID 1» für NAS-Systeme mit mindestens drei Platteneinschüben. Im Unterschied zu RAID 1 werden die gespiegelten Informationen und die vorhandene Kapazität besser verteilt. Von Vorteil werden in einem RAID-5-Level Festplatten gleicher Kapazität eingesetzt, es geht aber auch mit verschiedenen Plattengrössen.
Die Formel zur Kapazitätsberechnung bei RAID 5 lautet:
(Anzahl der Festplatten - 1) x (Kapazität der kleinsten Festplatte)
Beispiel: Hat man eine Konfiguration bestehend aus 500 GB, 1 x 1 TB und 2 TB, berechnet sich die verfügbare Kapazität wie folgt:
Verfügbare Festplatten: (3 minus 1) = 2; kleinste Festplatte = 500 GB
⇒ verfügbarer Speicher: 2 x 500 GB = 1 TB
Also stehen uns bei dieser Konfiguration 1 TB Speicher zur Verfügung, macht ca. 28 Prozent.
RAID 5 ist in der Regel in NAS mit mehr als drei Einschüben sinnvoll
Quelle: Qnap
Ergo machen unterschiedliche Kapazitäten in einem RAID 5 nicht viel Sinn. Hält man dagegen drei 4-TB-Festplatten bereit, ergibt das 8 TB an nutzbarer Kapazität. Das entspricht ca. 66 Prozent.
Der grosse Vorteil von RAID 5: Fällt eine Festplatte im Betrieb aus, kann man immer noch mit reduzierter Geschwindigkeit auf die Platten zugreifen, da die gespiegelten Informationen noch vorhanden sind. Es empfiehlt sich, so schnell wie möglich eine neue Platte einzusetzen. RAID 5 ist somit eine gute Allround-Wahl für Ausfallsicherheit und optimale Kapazitätsausnutzung in NAS-Systemen mit drei und mehr Laufwerken.
Einziger Nachteil von RAID 5: Ist einmal eine Platte ausgefallen, kann das Wiederaufsetzen mit einer neuen Platte sehr viel Zeit (mehrere Stunden) beanspruchen. Man darf maximal eine Festplatte verlieren, sollte dann aber schnell reagieren. Sind zwei Platten betroffen, ist es um die Daten geschehen.
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Weniger häufige NAS-RAID-Modi

Weniger häufige NAS-RAID-Modi

RAID 5 + Spare: Will man bei einem RAID 5 das Wiederaufsetzen bei einem Ausfall beschleunigen, wählt man eine zusätzliche (blanke) Festplatte als Reserve. Fällt eine Disk aus, stellt sich das System von selber wieder her.
RAID 6 ist vergleichbar mit RAID 5. Im Unterschied zu RAID 5 dürfen zwei Festplatten ausfallen, ohne dass Daten verloren gehen, weil die Paritätsinformationen doppelt verteilt werden. Die Kapazitätausnutzungsrate liegt zwischen 50 und 99 Prozent. Dazu brauchts dann aber schon mindestens vier HDDs.
RAID 10 und RAID 01: Aufbauend auf RAID 0 und RAID 1 gibt es noch die RAID-Levels RAID 10 und RAID 01. RAID 01 verteilt zuerst die Daten (wie im RAID 0), danach wird der daraus resultierende Bereich zusätzlich gespiegelt (wie bei RAID 1). Im Fall von RAID 10 wird ein Array zuerst gespiegelt und dann verteilt. RAID 10 gilt gegenüber RAID 01 als ausfallsicherer. Dafür brauchts mindestens vier Festplatten, RAID 01 geht auch mit drei Festplatten. In beiden Fällen sind aber nur 50 Prozent der Gesamtkapazität nutzbar.
RAID-Level 2, 3 und 4 spielen heutzutage kaum noch eine Rolle. Bei diesen RAIDs werden Dateien Byte- oder Bit-weise verteilt. Daneben gibt es noch andere herstellerspezifische Software-RAIDs wie z.B. Synology Hybrid RAID (SHR). SHR gestattet Redundanz und lässt den User verschiedene Festplatten zusammenwürfeln. Will man also Platten nach und nach ins NAS einfügen und unterschiedliche Grössen einsetzen, kann man davon Gebrauch machen. Wir raten aber von solchen Exprimenten ab, erst recht, wenn Sie von Grund auf ein NAS mit mehreren (grossen) Festplatten einrichten. In diesem Fall greift man besser zu gängigen RAIDs. Denn bei einer Migration oder einem Neuaufsetzen ist dann unter Umständen das Chaos perfekt.
Anzahl HDDs 2 2 3+ 4 4 beliebig
Speichernutzen 100 Prozent 50 Prozent 67 bis 99,9 Prozent 50 bis 99,8 Prozent 50 Prozent 100 Prozent
HDDs, die ausfallen dürfen 0 1 1 2 1 pro Untergruppe 0
Anzahl HDDs 2 2 3+ 4 4 beliebig
Speichernutzen 100 Prozent 50 Prozent 67 bis 99,9 Prozent 50 bis 99,8 Prozent 50 Prozent 100 Prozent
HDDs, die ausfallen dürfen 0 1 1 2 1 pro Untergruppe 0

Fazit

Wer ein kleines NAS (mit 2 Laufwerken) sein Eigen nennt, wählt am besten RAID 1 für hohe Ausfallsicherheit. Wer ein grösseres NAS-System mit drei oder mehr Laufwerkseinschüben im Einsatz hat, wählt im Idealfall RAID 5 für optimale Kapazitätsausnutzung und Sicherheit. Dabei wählt man am besten immer HDDs mit möglichst hoher Speicherkapazität. Denn eine spätere Migration zu einem anderen RAID oder NAS ist oft mit Umwegen verbunden.

Autor(in) Simon Gröflin



Kommentare
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gucky62
17.04.2015
Im Artikel wird leider ein Punkt nicht wirklich erwähnt, der von vielen Leuten vergessen wird, oder falsch verstanden wird. Ein RAID (egal welcher RAID Level) ersetzt niemals ein Backup. RAID Systeme erhöhen unr die Betriebssicherheit, nicht die Datensicherheit. Das ist leider vielel Usern in Keiner weise bewusst, oder wird bewusst ignoriert. Es wäre vielleicht sinnvoll den Artikel noch entsprechend zu ergänzen. Die meisten preiswerten NAS Systeme arbeiten in der Regel mit Software basierenden RAIS Sets. Die vorhanden RAID Kontroller unterstützen zwar das RAID, es handelt sich aber in den meisten Fällen - vor allem bei preiswerten NAS - nur um eine mehr oder weniger starke Hardware Unterstützung. Ein voller Hardware RAID-Controller, wie er im professionellen Server Umfeld eingesetzt wird kostet nicht umsonst deutlich mehr. Dafür handeln diese so ziemlich das gesamte RAID selbst. (Natürlcih am Schluss auch via Firmware). Bei den verbreiteten Linux basierenden NAS Systemen nutzt man of das Linux Software Raid. Gruss Daniel

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Laredo
23.04.2015
Danke für den Hinweis, aber ... Im Artikel wird leider ein Punkt nicht wirklich erwähnt, der von vielen Leuten vergessen wird, oder falsch verstanden wird. Ein RAID (egal welcher RAID Level) ersetzt niemals ein Backup. RAID Systeme erhöhen unr die Betriebssicherheit, nicht die Datensicherheit. Hallo Daniel Danke für den Hinweis, aber ... was soll man denn als Datensicherheit zusätzlich zu einem NAS benutzen? Bin mir am überlegen, ob ich mir ein DS415+ zulegen soll, denn mittlerweile stehen neben meinem PC ein paar externe WDs mit 2-3 TB herum. Ein DS 415 mit 4x4TB und einem RAID5 war ich eigentlich der Meinung, damit recht gut unterwegs zu sein ... mfg Laredo

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POGO 1104
23.04.2015
....was soll man denn als Datensicherheit zusätzlich zu einem NAS benutzen?....Damit ist ganz einfach gemeint, dass die Daten auf dem NAS irgendwo auf einem zusätzlichen, unabhängigen Speichermedium periodisch gesichert werden sollen/müssen. Nochmals, gaaaaanz ausführlich, um ein weitverbreitetes Missverständnis auszuräumen: Ein RAID - egal welches (ausg. 0), erhöht nur die Datenverfügbarkeit - nicht aber die Datensicherheit ! Ein RAID nützt dir, wenn eine der Platten des RAID-Verbundes abschmiert oder das Zeitliche segnet - die Daten bleiben dann weiterhin verfügbar durch die verbleibende(n), Platte(n) im RAID Ein RAID nützt dir nichts, wenn absichtlich oder unabsichtlich oder durch einen Virus oder sonst einen amoklaufenden Prozess Daten auf dem RAID-NAS gelöscht werden. "Dank" RAID sind die Daten innert Sekundenbruchteilen durch alle Platten quer gelöscht ! Auch ein Verlust des gesamten NAS (Diebstahl, Brand, Wasser, Hardwareschaden) bringt deine Daten nicht zurück - In beiden Fällen hilft dann nur ein "zeitlich und räumlich" getrenntes Datenbackup (Datensicherheit) Noch Fragen? Bitte! Gruess, POGO 1104

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Laredo
23.04.2015
Hallo Pogo thx für Deine ausführliche Antwort. Aber anscheinend habe ich meine Frage nicht genug präzise formuliert. Mein jetziges Datenvolumen beträgt in etwa 6-8 TB (Fotos, Musik, Filme). Deshalb auch 4x4 TB mit RAID5. Dass ich ein zusätzliches, unabhängiges Speichermedium brauche, auf welchem die Daten periodisch gesichert müssen ... das habe ich nun verinnerlicht ;-) Meine Frage zielte aber eher darauf ab, was man für ein zusätzliches Speichermedium ins Auge fassen sollte ... eine zweites NAS etwa? Den PC mit zusätzlichen Platten aufzurüsten macht ja auch keinen Sinn, denn mit einem Virus sind auch dessen Platten futsch. Für eine diesbezügliche Antwort wäre ich Dir/Euch dankbar. MfG Laredo

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Telaran
23.04.2015
Meine Frage zielte aber eher darauf ab, was man für ein zusätzliches Speichermedium ins Auge fassen sollte ... eine zweites NAS etwa? Es gibt keine Patentlösung, sondern muss immer selber bewertet und entschieden werden. Grundsätzliche Frage Bei einem Backup muss man sich immer auch die Frage stellen: Was muss ich wirklich sichern. Natürlich habe ich eine Film und Musik-Sammlung, welche ich damals mühselig digitalisiert habe und der Verlust wäre hoch. Andererseits bekomme ich fast alles nun im Internet. Es macht für mich also wenig Sinn, dass ich meine Musik/Video Sammlung sichere. Die wenigen Ausnahmen kann ich aus dem Keller holen und nochmal digitalisieren. Bei Photos, Dokumente, Mails und Software (mit entsprechenden Lizenzschlüsseln) sieht es wieder heikler aus. Das sichere ich. Ich kann also schon alleine mit einer Prioritätenliste die Datenmenge sehr gut einschränken. Grundsätzliches Dilemma Der Zwischenfall mit dem "Ransomware" Auf Synology Disk hat mich selber zum Nachdenken gebracht und bisher habe ich keine zufriedenstellende Lösung gefunden. Warum? Weil eine solcher "Verschlüsselungsvirus" kann durchaus über mehrere Wochen laufen (und somit diverse Backups unbrauchbar machen) und kann auch schlimmstenfalls angehängte USB Disks verseuchen. Auch könnte es ein Zweitgerät infizieren, dass nur im internen Netz läuft (nach aussen nicht erreichbar). Zweites NAS Bei Synology ist das Sichern zwischen zwei Diskstations sehr einfach realisiert und somit durchaus eine Überlegung wert. Ein Vorteil wäre, dass man das 2. NAS räumlich woanders hinstellen könnte (vielleicht sogar z.B. bei den Eltern und via VPN Verbindung dann eine Sicherung macht) Das Problem hierbei sind die Kosten. Schliesslich ist ein zweites NAS nicht günstiger und Strom ist nicht gratis. Externe Festplatten Externe Festplatten klingen schon mal nach einem guten Ansatz: Kostengünstig, unkompliziert. Auch hier lässt sich einfach sichern. Der Haken ist aber, dass diese während der Sicherung am Gerät angehängt sein müssen und schon kann die Faulheit gewinnen und die Festplatte hängt immer am NAS (das war es dann mit der "räumlichen" Trennung) Weiter gibt es noch keine 12 TB Externe Festplatten :) Cloud Dienstleister Es gibt neuerdings Cloud-Backup Lösungen, welche teilweise direkt mit einem NAS kombiniert/verknüpft werden kann. Hier ist aber der Haken sicher Preis/Speicherplatz. Auch Datenschutz ist nicht 100% gewährleistet. Weite Backup-Weisheit Ein Backup, dass man nicht getestet hat, ist keines ;) Das soll bedeutet, dass man durchaus regelmässig schauen sollte, ob überhaupt die Daten gesichert werden und wiederhergestellt werden können. Randnotiz Ich selber habe mein altes NAS zu einem Backup-NAS umfunktioniert und sichere zusätzlich auch Daten auf eine externe Festplatte. Als ich noch kein Ersatz-NAS hatte, begnügte ich mich mit zwei USB Festplatten, welche ich regelmässig gewechselt habe.

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gucky62
23.04.2015
Randnotiz Ich selber habe mein altes NAS zu einem Backup-NAS umfunktioniert und sichere zusätzlich auch Daten auf eine externe Festplatte. Als ich noch kein Ersatz-NAS hatte, begnügte ich mich mit zwei USB Festplatten, welche ich regelmässig gewechselt habe. Wie Du scheibst, es gibt keine Patentlösung. ALs Backup Lösung kann so ziemlich jedes auf dem Makr verfügbare Lösung genutzt werden. Das kann ein Tape-Backup sein. Hat zwar die notwenidge Kapazität (z.Bsp. LTO 6), ist aber im Privaten Umfeld etwas arg teuer. Wenn es um Kapazität, Zuverlässigkeit und Kosten geht, jedoch ungeschlagen. DVD ist vorbei Selbst BD Disks sind etwas arg klein. Ich habe dasselbe gemacht Altes NAS als Backup Lösung konfiguriert. Das läuft einmal pro Woche an, synchronisert die Daten vom produktiven NAS und fährt dann weider runter. Dies vollautomatisch. Sporadisch machen ich dann noch manuelle Backups auf externe USB (USB 3) Disks. Bei wichtigen Daten wie Fotos, Dokumente und Lizenzschlüssel gibt es auch noch zusätzlich ab und zu einen BD Disk. Auf diese Art erreiche ich auch eine Art Mehrgenerationen Konzept. Und ich war schon froh darum. Das Grundkonzept läuft so nun schon seit > 10 Jahren udn hat seine Tauglichkeit schon einigemale bewiesen. Gruss Daniel