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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.
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.
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
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