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Genau wie bei RAID 1 kann man also eine defekte Festplatte einfach ersetzen, und das NAS sorgt dafür, dass die Integrität der Daten dann automatisch wiederhergestellt wird. Auch hier ist der Preis, dass sich die Speicherkapazität der beteiligten Festplatten nicht addiert. Stattdessen berechnet sich die Gesamtkapazität nach folgender Formel:

(Anzahl aller Festplatten – 1) × (Kapazität der kleinsten Festplatte)

Konkret: Bei drei 1-TByte-Festplatten erhält man mit RAID 5 effektiv 2 TByte nutzbaren Speicherplatz. Das ist aber selbst in der kleinsten Variante mit drei Festplatten noch effektiver als RAID 1, wo ja grundsätzlich nur die Hälfte der physikalischen Kapazität bereitsteht. Je mehr Festplatten man in einem RAID-5-Verbund einsetzt, desto größer wird der nutzbare Speicher in Relation zum Gesamtspeicher: Von fünf 1-TByte-Platten etwa kann man 4 TByte effektiv nutzen.

Plattenwechsel im Fall einer Störung

Wenn es zu einem Defekt einer Festplatte kommt, informiert Sie das NAS darüber beispielsweise per LED-Blinken, E-Mail etc. In einem solchen Fall ersetzen Sie die defekte Festplatte. Es muss sich nicht um ein baugleiches Modell handeln, aber sie sollte dieselbe Kapazität wie die ausgebaute haben, keinesfalls weniger, notfalls geht aber mehr. Abhängig vom NAS-Modell muss dieses für den ­Wechsel ausgeschaltet werden, oder der Tausch kann sogar im laufenden Betrieb erfolgen (HotSwap). Sicherer ist es aber immer, das NAS vorher herunterzufahren. Beim Neustart bemerkt das System, dass eine neue Festplatte eingebaut wurde. Es ­beginnt dann automatisch, die Daten zu rekonstruieren (außer bei RAID 0). Je nach Speicherkapazität kann dieser Vorgang aber einige Stunden dauern. Die Leistungsfähigkeit des NAS ist solange eingeschränkt.

Ab vier Festplatten im Verbund kann man mit RAID 6 zusätzliche Sicherheit ­schaffen. Das Prinzip ist das gleiche wie bei RAID 5, allerdings werden die Paritätsinforma­tionen für die Wiederherstellung jeweils auf zwei verschiedene Platten geschrieben. Dadurch bleiben die Daten selbst beim gleichzeitigen Ausfall zweier Festplatten erhalten. Das zielt vor allem auf den Wiederherstellungsprozess nach dem Austausch einer defekten Festplatte. Bei großen Datenträgern kann dieser einige Zeit dauern. Währenddessen sind die Daten sehr gefährdet, denn kommt es zu einem weiteren Defekt, bevor dieser Vorgang abgeschlossen ist, wären alle Daten verloren. Ein RAID 6 könnte auch einen solchen doppelten Ausfall verkraften.

Der Preis dafür ist allerdings auch ein geringeres nutzbares Speichervolumen in Bezug zur Gesamtkapazität:

(Anzahl aller Festplatten – 2) × (Kapazität der kleinsten Festplatte)

Konkret: Bei vier 1-TByte-Festplatten erhält man mit RAID 6 effektiv 2 TByte nutzbaren Speicherplatz. Besser wird die Quote, je mehr Festplatten man einsetzt: Bei fünf 1-TByte-Platten etwa kann man 3 TByte effektiv nutzen, bei sechs 1-TByte-Platten 4 TByte etc.

Ein RAID 10 ist ein RAID 0 (also Verteilen der Datenblöcke auf mehrere Laufwerke), bei dem diese Laufwerke jeweils aus einem RAID 1 (also zwei gespiegelten Laufwerken) bestehen. Es kombiniert den schnellen Zugriff eines RAID 0 mit der Redundanz eines RAID 1. Das tun RAID 5 bzw. 6 zwar auch, aber es gibt einen entscheidenden Unterschied: Kommt es bei RAID 5 bzw. 6 zu einer Störung, muss das defekte Laufwerk ersetzt und müssen die fehlenden Daten aus den Informationen der anderen Laufwerke rekonstruiert werden. Das dauert einige Zeit, und solange stehen die Daten nicht bereit. Bei einem RAID 10 hingegen ist selbst im Fall eines Defekts immer mindestens eine Kopie der Daten verfügbar.

Der Preis dafür ist allerdings recht hoch: Man benötigt mindestens vier Festplatten, es muss immer eine gerade Anzahl von Platten vorhanden sein, und die nutzbare Kapazität ist stets nur die Hälfte des gesamten Speichervolumens aller verbauten Festplatten:

(Anzahl aller Festplatten / 2) × (Kapazität der kleinsten Festplatte)

RAID 50, auch als RAID 5+0 bezeichnet, fasst zwei oder mehr RAID-5-Verbunde per RAID 0 zu einem Speicher zusammen. Dafür werden mindestens sechs Platten benötigt (2 x 3). RAID 50 kombiniert die Redundanz und Ausfallsicherheit von RAID 5 mit den beschleunigten Lesezugriffen von RAID 0. Der Ausfall einer Festplatte kann jederzeit ohne Datenverlust kompensiert werden. Es können sogar mehrere Festplatten gleichzeitig ausfallen, solange diese nicht zum selben RAID-5-Verbund gehören. Nach einem Plattentausch kann die volle Datenintegrität schneller wiederhergestellt werden als bei einem reinen RAID 5. RAID 50 wird überwiegend im professionellen Bereich eingesetzt, wenn Datendurchsatz bei gleichzeitiger Ausfallsicherheit wichtig ist, etwa bei Datenbankanwendungen. Gesamtkapazität:

(Anzahl aller Festplatten – Anzahl der RAID-5-Verbunde) × (Kapazität der kleinsten Festplatte)

RAID 60, auch als RAID 6+0 bezeichnet, fasst zwei oder mehr RAID-6-Verbunde per RAID 0 zu einem Speicher zusammen. Dafür werden mindestens acht Platten benötigt (2 × 4). Im Vergleich zu RAID 50 ist RAID 60 ebenfalls schneller als eine reine RAID-6-Lösung. Gleichzeitig bietet es aber eine höhere Ausfallsicherheit, da jederzeit zwei beliebige Festplatten ausfallen können, ohne dass die Datenintegrität leidet. Es können sogar noch mehr Plattenausfälle kompensiert werden, solange maximal zwei Platten pro RAID-6-Verbund betroffen sind. Nach einem Plattentausch kann die volle Datenintegrität schneller wiederhergestellt werden als bei einem reinen RAID 6.

Der Preis für diese Sicherheit sind höhere Kosten, da pro RAID-6-Verbund eine zusätzliche Festplatte benötigt wird.

(Anzahl aller Festplatten – (Anzahl der RAID-6-Verbunde × 2)) × (Kapazität der ­kleinsten Festplatte)

Unter http://www.raid-calculator.comfinden Sie einen praktischen RAID-Rechner. Hier geben Sie an, wie viele Festplatten welcher Größe Sie zur Verfügung haben bzw. anschaffen möchten. Dann können Sie einen RAID-Typ auswählen und sich anzeigen lassen, wie viel Gesamtkapazität (Capacity) der Speicher hätte, ob sich ­Geschwindigkeitsvorteile (Speed gain) ergeben würden und wie viele Festplatten gleichzeitig ausfallen dürften (Fault tolerance).

Es lohnt sich, mit diesem Rechner ein wenig herumzuspielen, verschiedene RAID-­Typen auszuprobieren und alles auch mal für eine zusätzliche Festplatte durchzurechnen. So können Sie leicht feststellen, ob Sie für die moderate Investition in eine weitere Platte nicht deutliche Vorteile bei Speicherplatz und Geschwindigkeit oder Ausfallsicherheit erzielen können.

Mit dem Online-RAID-Rechner können Sie verschiedene RAID-Konfigurationen vergleichen.

1.3 Die richtigen Festplatten für das NAS

NAS-Geräte werden vom Hersteller prinzipiell ohne Festplatten verkauft. Es gibt zwar auf dem Markt immer auch Kombiangebote, bei denen NAS schon mit Festplatten fertig bestückt angeboten werden. Aber diese stammen immer von Händlern, die die Bestückung selbst vornehmen und sich den Aufwand durch einen Preisaufschlag entlohnen lassen.

SSD im NAS?

Wer auf Geschwindigkeit großen Wert legt, wird vielleicht auf die Idee ­kommen, Solid-State-Drive-Laufwerke in sein NAS einzubauen. Schließlich wird das auch für PCs als ultimativer Beschleuniger empfohlen (nicht zu Unrecht). Technisch ist das ohne Weiteres möglich, aber meist nicht sinnvoll. Bei einem NAS mit 1-GBit-Ethernet-Anschluss liefern selbst klassische NAS-Festplatten die Daten schnell genug, um diesen auszulasten. Von schnelleren SSDs würde man also nur in einem 10-GBit-Netzwerk profitieren. Und selbst da wäre der deutlich höhere Preis nur für spezielle Anwendungen mit vielen nicht-sequenziellen Zugriffen wie etwa Datenbanken gerechtfertigt. Wenn es im professionellen Bereich auf maximale Performance ankommt, werden durchaus schon SSDs in NAS-Systemen ­eingesetzt. Für den typischen Privatanwender oder Kleinunternehmer ist das Kosten-Nutzen-­Verhältnis aber vorläufig deutlich zu schlecht.