Die ultimative Synology NAS Bibel

RAID F1

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.

Synology Hybrid RAID (SHR)

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.

Welche Platte mit welchem Modus? – der RAID-Rechner

Unter https://www.synology.com/de-de/support/RAID_calculator bietet 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?

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.

Desktop-Festplatten vs. NAS-Festplatten

Prinzipiell haben alle SATA-Festplatten dieselben Anschlüsse und Abmessungen (in zwei Standardgrößen). Technisch kann man also jede SATA-Festplatte in ein NAS einsetzen. Gerade wenn man eine große Speicherkapazität benötigt, ist es deshalb naheliegend, möglichst preisgünstige Modelle zu wählen, wie sie auch in PCs zum Einsatz kommen, sogenannte Desktop-Festplatten.

Meine Empfehlung ist allerdings, spezielle NAS-Festplatten zu verwenden, die für diesen Einsatzzweck optimiert sind. Diese sind zwar etwas teurer, haben aber wesent­liche Vorteile für diesen Verwendungszweck:

 Desktop-Festplatten sind für eine typische Einsatzzeit von 2.400 Stunden pro Jahr ausgelegt (im Schnitt 300 Arbeitstage zu acht Stunden). In einem NAS laufen die Platten aber typischerweise rund um die Uhr, also bis zu 8.760 Stunden (ohne Energiemanagement). NAS-Festplatten sind für solche Laufzeiten konstruiert.

 Ebenso sind Desktop-Festplatten für eine typische Menge an Lese-/Schreibzu­griffen ausgelegt. Der Hersteller Seagate etwa schreibt in seinen Garantiebedingungen maximal 55 TByte pro Jahr vor. Bei den NAS-Modellen erlaubt er hingegen 180 TByte bzw. für spezielle Pro-Modelle sogar 300 TByte.

 Für spezielle NAS-Modelle bieten die meisten Hersteller dementsprechend auch längere Garantiefristen bis zu fünf Jahren an.

 NAS-Festplatten bieten spezielle Funktionen wie etwa Vibrationssensoren, mit denen sie typische Störungen durch andere Festplatten in der unmittelbaren Umgebung (was in NAS üblicherweise der Fall ist) selbst erkennen und kompensieren können.

 Ebenso können NAS-Festplatten fehlerhafte Sektoren selbst erkennen und an den RAID-Controller melden, der dann darauf reagieren kann.

Es gibt also gute Gründe, sein NAS mit speziell dafür geeigneten Festplatten zu versehen. Die etwas höheren Ausgaben dürften sich in der Regel durch längere Lebensdauer und weniger Störungen rechnen. Mehrere Anbieter haben spezielle NAS-Modelle im Angebot, unter anderem:

 Seagate mit den Serien IronWolf NAS und IronWolf NAS Pro

 Western Digital (WD) mit den Serien Red bzw. Red Pro

 Toshiba mit der Serie N300NAS-Pro-FestplattenNeben den »normalen« NAS-Modellen bieten Seagate und WD jeweils noch eine Pro-Variante der Festplatte an. Diese bieten eine längere Garantie und für den Fall eines Defekts meist die kostenlose Inanspruchnahme eines Datenrettungsdienstes. Für den typischen Heimanwender sind die Mehrkosten eher nicht nötig. ­Allerdings schrumpft der Preisunterschied mit steigender Kapazität der Laufwerke immer weiter zusammen, sodass die zusätzliche Sicherheit den Aufpreis wert sein mag.

Die optimale Größe der Festplatten

Das ist die Gretchenfrage beim Planen eines NAS. Hier muss jeder für sich selbst abschätzen, wie viele Daten er auf dem Gerät auf Dauer ablegen will. Gehen Sie davon aus, dass Sie im Laufe der Zeit weitere Zusatzfunktionen einrichten werden, die zusätzlichen Speicher beanspruchen. Schlagen Sie auf Ihre Schätzung also kräftig auf, und runden Sie dann großzügig auf. Dadurch steigen zwar die Kosten, aber berücksichtigen Sie dabei folgende Überlegungen:

 Größere Festplatten sind pro GByte gerechnet günstiger als kleinere. Mit jeder Größenstufe sinkt also der relative Preisaufschlag.

 Die Speicherkapazität eines NAS lässt sich zwar nachträglich aufrüsten, aber die Kosten sind dann insgesamt immer erheblich höher, als wenn Sie es gleich mit der größeren Kapazität ausgestattet hätten. Außerdem ist das nachträgliche Ersetzen der Festplatte durch größere Modelle im laufenden Betrieb recht aufwendig.

 Größere Modelle sind oftmals besser ausgestattet und sorgen mit höherer Umdrehungsgeschwindigkeit für schnellere Zugriffe.

 Bei größeren Modellen kommt immer häufiger eine Heliumfüllung zum Einsatz, durch die Reibungsenergie verringert und damit Strom gespart wird. Im Vergleich zu einem kleineren Modell ohne Helium kann dies dazu führen, dass der Aufpreis für das größere Modell im Laufe der Zeit durch eingesparte Energiekosten sogar ausgeglichen wird.

 Wenn Sie den Preis hart kalkulieren müssen, würde ich eher größeren Festplatten den Vorzug geben und dafür z. B. einfache NAS-Festplatten anstelle der teureren Pro-Variante kaufen.

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