Wolfram Gieseke - Die ultimative Synology NAS Bibel

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 das 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 Falle 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)

Bei diesem RAID-Level handelt es sich um eine neuere Variante, die vor allem bei der Verwendung von SSDs anstelle klassischer Magnetfestplatten zum Einsatz kommt. Das Prinzip ähnelt dem von RAID 5, allerdings berücksichtigt er eine Besonderheit von SSDs. Klassische Festplatten haben mechanische Bauteile, die immer einer geringen Fertigungstoleranz unterliegen. Dadurch ist es sehr unwahrscheinlich, dass selbst zwei gleiche Modelle bei der sehr symmetrischen Belastung, wie sie bei RAID 5 auftritt, zur selben Zeit ausfallen. Bei den rein elektronischen Bauteilen von SSDs sieht das ganz anders aus. Bei der sehr symmetrischen Beanspruchung in einem RAID-5-Verbund ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei baugleiche SSDs zum selben Zeitpunkt oder zumindest in einem sehr engen Zeitraum ausfallen, wesentlich höher.

RAID F1 begegnet dieser Besonderheit mit einem anderen Algorithmus beim Verteilen der Daten, der die Paritätsinformationen nicht genau symmetrisch verteilt, sondern auf eine der Platten etwas mehr Paritätsdaten schreibt als auf die anderen. Durch die abweichende Belastung würde diese Platte – wenn überhaupt – eher früher oder später als die anderen ausfallen. Der für einen RAID-5-Verbund fatale zeitgleiche Ausfall zweier Speicher wird dadurch unwahrscheinlicher. Ansonsten gelten dieselben Regeln wie bei RAID 5. Dieser Modus ist also nur interessant, wenn man SSDs in seinem NAS einsetzt.

Neben den offiziellen RAID-Leveln bieten die meisten Synology NAS zusätzlich selbst entwickelte Synology-Hybrid-RAID-Varianten an: SHR entspricht RAID 5, kann also den Ausfall einer Festplatte kompensieren, SHR-2 entspricht RAID 6 und kann den Ausfall zweier Festplatten gleichzeitig kompensieren.

Der wesentliche Unterschied der SHR-Modi zu den klassischen RAID-Leveln ist die Einteilung des verfügbaren Speichers. Bei RAID gilt, dass die kleinste eingebaute Festplatte letztlich das nutzbare Gesamtvolumen bestimmt, weshalb es nicht sinnvoll ist, Festplatten verschiedener Größe zu kombinieren. SHR bzw. SHR-2 unterteilen die verwendeten Festplatten aber intern in kleinere Einheiten und vermeiden so »Verschnitt«. Wenn Sie z. B. 1-TByte- und 2-TByte-Festplatten kombinieren, unterteilt SHR die 2-TByte-Platten jeweils in zwei 1 TByte große Bereiche. Jeweils einer davon wird für die Redundanz mit der 1-TByte-Festplatte verwendet. Aus den beiden »übrigen« 1-TByte-Bereichen wird ein weiterer 1 TByte großer Speicher mit Redundanz gebildet.

Im Vergleich:

Die Zielgruppe für SHR sind Benutzer, die mit Begriffen wie RAID-Leveln nichts anfangen können und ihr NAS vielleicht auch ohne langes Nachdenken und Planen schnell mit vorhandenen Festplatten bestücken und in Betrieb nehmen wollen. In solchen Fällen sind SHR oder SHR-2 gute Lösungen, da sie dem Benutzer die meisten Entscheidungen und Schritte abnehmen und die Festplatten quasi automatisch passend einrichten. Auch die spätere Erweiterbarkeit durch das Einsetzen größerer Fest­platten mit anschließender Rekonstruktion der Daten auf der neuen Festplatte spricht für SHR.

Einziger möglicher Minuspunkt: Wenn Sie Festplatten mit einem Standard-RAID-­Level verwenden, können Sie diese im Fall eines Defekts am NAS selbst in ein beliebiges anderes NAS stecken, das diesen RAID-Level unterstützt. Die Daten sind dann direkt wieder zugänglich. Wenn Sie SHR verwenden, klappt dies nur bei Geräten von Synology. NAS anderer Hersteller können mit SHR nichts anfangen und ermöglichen dementsprechend keinen Zugriff auf die gespeicherten Daten.

Unter https://www.synology.com/de-de/support/RAID_calculatorbietet Synology einen praktischen RAID-Rechner an.

Hier kann man auswählen, welche Festplatten man zur Verfügung hat bzw. anschaffen möchte. Dazu lassen sich zwei RAID-Level gegenüberstellen, sodass man direkt erkennen kann, wie viel Speicherkapazität verfügbar wäre und ob ggf. Speicherplatz verschwendet würde.

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 Kombi-Angebote, bei denen NAS-Systeme 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. Dabei sollte man außerdem unbedingt darauf achten, dass hochwertige Laufwerke eingebaut werden und nicht Schnäppchen von der Resterampe. Nicht nur das spricht allerdings gegen solche Fertiglösungen. Denn das Selbsteinbauen von Festplatten in ein NAS ist weder kompliziert noch aufwendig. Dafür gibt es Ihnen die Möglichkeit, genau die für Ihre Zwecke optimalen Platten mit genau der benötigten Anzahl und Speicherkapazität zu verwenden.

SSD im NAS?