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Was ist ein RAID?

Wer mit einem netzgebundenen Speicher liebäugelt, wird spätestens bei der Einrichtung nach einem RAID-Verbund gefragt. RAID ist die Abkürzung für den technischen Begriff "redundant array of independent disks" - zu deutsch: redundante Anordnung unabhängiger Festplatten. Durch eine wohlüberlegte Entscheidung lassen sich Datenverfügbarkeit (sowie ansatzweise die Datensicherheit) gewährleisten. Bei falscher Wahl kann der Schuss auch nach hinten losgehen und Deine Daten sind gefährdeter als je zuvor. Damit das nicht passiert, setzten wir uns damit auseinander.

JBOD

©hessentrend

JBOD steht für "Just a Bunch of Disks", also lediglich eine Ansammlung an Datenträgern. Es werden mindestens zwei Festplatten benötigt. Die Daten werden nicht gespiegelt. Der Speicherplatz entspricht der Summe aller angeschlossenen Festplatten. Bei zwei vier Terabyte HDDs stehen insgesamt acht Terabyte zur Verfügung. Daher sind es für den Nutzer keine einzelnen Komponenten mehr, sondern ein Volume. Letztendlich entscheidet der Controller, wo er die Dateien ablegt. Bei einem Defekt kann es vorkommen, dass ebenfalls Daten auf der intakten Festplatte unwiderbringlich verloren sind, weil der Controller sie zuvor stückelte. JBOD sollte nur gewählt werden, wenn Ausfallzeiten bei der Wiederherstellung tolerierbar sind.

RAID-Modus 0

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Der Modus RAID-0 hat absolut nichts mit der Sicherheit seiner Daten oder einer permanenten Verfügbarkeit gemein. Stattdessen kommt es auf eine erhöhte Schreib- und Lesegeschwindigkeit an. Wie zuvor bei JBOD schließt man alle Festplatten zu einem Volume zusammen. Mit zwei vier Terabyte HDDs stehen wieder acht Terabyte bereit. Der Clue hinter RAID-0 ist, dass alle Daten gestückelt werden. Technisch werden die Blöcke - wie bei einem Puzzle verteilt. Statt die Datei von nur einem Datenträger zu lesen, sind beide Festplatten beim Lese- und Schreibvorgang gefragt. Daher ist es logisch, dass beim Ausfall einer Komponente der vollständige Datenbestand verloren ist.

RAID 1

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RAID 1 ist der wohl am häufigsten angewandte Modus, denn es ist die einzige Option zur erhöhten Datenverfügbarkeit bei NAS-Geräten mit maximal zwei Festplatteneinschüben, wobei die Menge nach oben nicht limitiert ist. Trotzdem wächst mit mehr Festplatten nicht die Speicherkapazität, weil diese auf die des kleinsten Datenträgers beschränkt ist. Dafür dürfen alle bis auf eine ausfallen, weil sich eine Kopie des Gesamtdatenbestandes auf jeder HDD befindet. Je nach Controller steigt die Lesegeschwindigkeit, da die Daten von vielen Festplatten zeitgleich ausgeliefert werden können.

RAID 5

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Der Modus RAID 5 lässt sich oft im Heimbetrieb mit mindestens drei Festplatten vorfinden. Statt einer Eins-zu-Eins Kopie werden in dem Fall mathematische Tricks hinzugezogen. Es beginnt zwar zunächst mit einer Zerstückelung, doch werden Daten zur Rekonstruktion mit angelegt. Im Fachjargon auch Paritätsdaten genannt. Technisch errechnet der RAID-Controller aus den noch vorliegenden Daten, jene, die auf dem defekten Datenträger waren. Daher darf eine beliebige Festplatte ausfallen bis die Wiederherstellung fertiggestellt ist. Bis das geschafft ist, vergehen womöglich Tage. In dieser Zeit muss mit Geschwindigkeitseinbußen gerechnet werden. In unserem Beispiel mit drei Festplatten à vier Terabyte, die eine Rohkapazität von zwölf Terabyte haben, stehen insgesamt 8TB Speicherplatz bereit.

RAID 6

Der RAID 6-Modus ähnelt der vorherigen Einstellung. Statt nur einer können bis zu zwei Datenträger den Dienst kündigen, ohne dass es einen Datenverlust mit sich zieht. Diese Option steht jedem, ab vier Festplatten zur Auswahl. Dafür werden mehr Paritätsdaten hinterlegt. Das Plus an Sicherheit hat ein Minus bei der Speicherkapazität zur Folge. Bei vier Platten à 4TB sind es am Ende des Tages nur acht Terabyte.

RAID 10

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Um ehrlich zu sein, ist RAID 10 kein eigenständiger Modus, sondern sollte als eine Kombination aus Null mit Eins verstanden werden. Das Minumum beginnt bei vier Festplatten, wobei die Anzahl aus folgenden Gründen stets gerade sein muss. Wie auch bei RAID 0 werden Deine Dateien zunächst in Puzzleteile zerlegt. Dabei werden die Platten auf die anderen gespiegelt, wodurch sie mindestens zweimal existieren. Im besten schlimmsten Falle verkraftet das System in der kleinsten Konfiguration den Ausfall von zwei Festplatten, solange eine Kopie unbeschadet davon kommt.

Darum ist ein RAID kein Backup!

Trotz RAID-Konfiguration bleiben regelmäßige Backups unerlässlich. Ziel von RAID-Verbünden ist nicht die Datensicherheit, sondern die permanente Verfügbarkeit. Mit einer ordentlichen Backup-Strategie sind selbst aus Versehen gelöschte Dateien wiederherstellbar; bei einem RAID wirkt sich die Löschung auf den Datenbestand aller Festplatten aus. In modernen NAS-Geräten lässt sich zwar ein Papierkorb aktivieren, doch sollte man sich nicht davon abhängig machen.

Außerdem: Was passiert bei einem Diebstahl, Wasser- oder Brandschaden? Wünscht man zwar absolut niemandem, aber möglich ist es. Zusätzlich schützen die meisten Modi lediglich gegen den Ausfall einer Komponente. Gerade bei Festplatten, die durch Altersschwäche ihren Dienst versagten, können andere Festplatten bei der Wiederherstellung sterben, denn es ist durchaus eine große Herausforderung.

Hinweis: Der Beitrag entstand im Rahmen der Sendung radio.exe bei Radio Darmstadt. Alle Inhalte - Podcast & Skripte - gibt es online bei radioexe.de. Schalte an jedem vierten Sonntag im Monat ab 17:00Uhr live zu via 103,4MHz, DAB+ (Juli-Dezember) oder im weltweiten Stream!

©2020 Hessentrend/ Leon Ebersmann

Warum soll ich mich mit Backups auseinandersetzen?

Wenn man reflektiert, wie wichtig teils die Daten auf unseren technischen Helfern sind, ist es erschreckend, wie leichtsinnig ein Großteil der Anwender*innen mit der Thematik Backup umgeht.

Klar, es gibt weitaus schönere Beschäftigungen, als Sicherheitskopien anzulegen, doch im Falle eines Falles, wird man gerne auf Backups zurückgreifen wollen. Damit sich der Aufwand auch lohnt, bedarf es einer Strategie. Die bekannteste unter ihnen ist die 3-2-1-Regel.

Was ist die 3-2-1-Backup-Regel?


Ziel der 3-2-1-Methode ist es, in möglichst vielen Situationen noch zumindest einen Datensatz zur Wiederherstellung parat zu haben. Kurz zusammengefasst sollen wir drei Kopien auf mindestens zwei Speichermedien anlegen. Eine davon fungiert als sogenanntes Offsite-Backup. Zu den drei Sicherungen gehört ebenfalls das primäre System, wie das eigene Smartphone, der Rechner im Büro oder das NAS. Es ist selbsterklärend, dass man dort die jeweils aktuellsten Versionen der Dateien hat, doch dafür ist es durch den ständigen Einsatz am gefährdetsten. Dafür sind die zwei Backups gedacht. Mit dem Vorschlag diese auf zwei Datenträgern zu sichern, hat man nicht nur den netten Nebeneffekt, dass eine Art Versionierung des Datenbestandes möglich ist, sondern schützt dich die Offsite-Datenablage auch vor "höherer Gewalt". Offsite kommt aus dem Englischen und bedeutet sinngemäß "außerhalb des Hauses". Die 3-2-1-Regel verlangt demnach eine Sicherheitskopie bei z.B. Familie, Freunden oder Verwandten abzulegen.

Das Offsite-Backup


Doch in welchem Szenario bewahrt es mich vor Datenverlust? Nun, man will zwar nie in eine solche Lage kommen, aber was ist bei Diebstahl, Wasser- oder Brandschaden? Bei Festplatten, die permanent am Hauptgerät oder lediglich am Stromnetz hängen, kann ein Blitzeinschlag schnell das Ende der Lebenszeit bedeuten. Was Du aus deinem Offsite-Datensatz machst, ist Dir selbst überlassen. Üblicherweise besorgt man sich eine externe Festplatte, kopiert dort alle relevanten Daten drauf und lässt diese von einer vertrauten Person bei sich deponieren. Zur Sicherheit sollte die Kopie verschlüsselt vorliegen. Nicht zwingend, weil man der Person misstraut, sondern damit bspw. bei einem Diebstahl der Datenschutz gewährt bleibt. Am komfortabelsten bleiben Clouds, die bis zu einer gewissen Datenmenge sogar kostenlos sind. Die Crème de la crème wäre erreicht, wenn zwei sich bekannte Menschen jeweils einen Netzwerkspeicher bei sich zu Hause einrichten und sich nach einem Zeitplan automatisch gegenseitig sichern.

Wenn meine Bude abfackelt, habe ich andere Probleme


Kritiker des Offsite-Backups meinen - überspitzt gesagt -, dass man bei Elementarschäden weitaus andere Probleme habe, als seine digitalen Unterlagen. Das mag zwar stimmen, doch ist es nicht besser weniger Sorgen zu haben, als diese in ihrer Schwere sortieren zu müssen?

Das Ziel der 3-2-1-Backup-Strategie


Rückblickend betrachtet, kann man sich durchaus fragen, weshalb zwei Datenbestände bei einem von Nöten sind, wenn ohnehin einer außer Haus ist? Der Sinn dahinter ist, ein Backup sofort verfügbar zu haben. Sofern Dein Backup-Partner auf der Arbeit, im Urlaub oder schlicht unterwegs ist, wärst Du bis zu einem gewissen Grat aufgeschmissen. Clouds sind zwar 24 Stunden an sieben Tagen in der Woche ansprechbar, doch wird der Flaschenhals die Download-Geschwindigkeit sein. Zusätzlich sollte geklärt sein, wofür das Backup angelegt wird? Ist es für die - Achtung Klischee - Oma, die aus Versehen wichtige Dateien löscht oder soll es ein Backup im Sinne eines Desaster Recovery werden? Je nachdem scheiden bestimmte Möglichkeiten aus. Bei einer Sicherung von NAS-Geräten in die Cloud müsste man mit den Bordmitteln alles herunterladen, um ein gelöschtes Text-Dokument wiederherstellen zu können. Auch hier: Ausnahmen bestätigen die Regel, wenn Synology NAS-Besitzer*innen ein Backup in die C2-Cloud laden.

Ein Backup ist besser als keins


Neben dem Zeitaufwand oder technischem Know-How basiert eine Aussage gegen Sicherungen auf den Kosten für die zusätzlichen Festplatten. Doch gerade heutzutage kostet Speicher beinahe nichts mehr. 4TB gibt es schon für unter 100€ zu haben. Wenn man bedenkt, dass die professionelle Wiederherstellung schnell im vierstelligen Bereich liegen kann, sind die 200€ auf jeden Fall das kleinere Übel. Selbst der Zeitaufwand hält sich in Grenzen. Einmal eingerichtet, kümmert sich zum Beispiel Time Machine auf Apple PCs um die Backups.

Hinweis: Der Beitrag entstand im Rahmen der Sendung radio.exe bei Radio Darmstadt. Alle Inhalte - Podcast & Skripte - gibt es online bei radioexe.de. Schalte an jedem vierten Sonntag im Monat ab 17:00Uhr live zu via 103,4MHz, DAB+ (Juli-Dezember) oder im weltweiten Stream!

©2020 Hessentrend/ Leon Ebersmann

Wer die Wahl hat, hat die Qual! Auch vor dem Kauf der Festplatten für den eigenen Netzwerkspeicher macht dieses Sprichwort keinen Halt. Es gibt solche mit einem geringen Stromverbrauch, dann für den Betrieb einer Videoüberwachung, Backup-Datenträger mit besonders viel Speicherkapazität, aber verminderter Schreibgeschwindigkeit sowie leistungsstarke, aber keineswegs leise oder stromsparende Festplatten. Im Laufe der Zeit kamen SSDs hinzu. Theoretisch lassen sich alle Modelle überall einbauen, solange sie über den korrekten Anschluss verfügen, doch warum das keine gute Idee ist, zeigen wir in den nächsten Minuten auf.

NAS- vs. Desktopfestplatten


Bei handelsüblichen Desktopfestplatten geht man von einer maximalen täglichen Nutzung von bis zu zehn Stunden aus. Im Gegensatz dazu stehen netzgebundene Speicher nicht nur einer Einzelperson zur Verfügung, sondern womöglich der gesamten Familie, Verwandten, Freunden oder der Kollegenschaft. Andernfalls braucht man das Gerät nicht. Unter Umständen kommen NAS-Festplatten höchstens bei Stromausfall zur harten Ruhe. Zusätzlich kommen NAS-Komponenten selten allein, wodurch sie erhöhte Temperaturen durch die kompakte Bauweise ertragen sollen. Aber auch die aufeinander auswirkenden Vibrationen durch Schreib- und Lesevorgänge sind nicht ohne. Um das zu verstehen, muss gesagt sein, dass sich in Festplatten stetig Speicherscheiben drehen. In der Regel sind es 5.400 oder 7.200 Umdrehungen/ Minute. Auf Befehl erreichen die Schreib- oder Leseköpfe blitzschnell den geforderten Bereich.


Kurz gesagt: Datenträger in solchen Systemen haben es ein wenig schwerer. Daher sollten sie mit den erschwerten Bedingungen problemlos auskommen und selbst kaum weitere Vibrationen erzeugen. Darüber hinaus sind Lesefehler nicht auszuschließen. Desktop-Festplatten würden die Situation durch mehrmaliges Lesen lösen. In Server-Einheiten kann das zum Verhängnis werden, denn ein RAID-Controller toleriert das nicht und stuft stattdessen den Datenträger als generell defekt ein. In redundanten Umgebungen springt die schnellste Festplatte ein und meldet diesen Lesefehler. Die Robustheit der Geräte hat natürlich auch ihren Preis, doch dafür geben Hersteller oft einen längeren Gewährleistungszeitraum.

NAS-Festplatten im Desktop-PC

Umgekehrt kann es sogar positiv sein, eine NAS-Festplatte in sein passiv gekühltes Computergehäuse einzubauen.

Archiv-Festplatten fürs NAS-Datengrab?


Obwohl Netzwerkspeicher früher hauptsächlich als Datengrab verstanden wurden und es heutzutage noch einen hohen Stellenwert hat, ist der Einsatz von sogenannten Archiv- oder Backup-Festplatten keine gute Idee. Das liegt an der speziellen Bauweise der Datenträger. Um möglichst kostensparend massenweise Dateien zu hinterlegen, wendeten die Produzenten einen Trick an. Durch die enge Anordnung überlagern sich die Spuren auf den Datenscheiben. Exakt dieser Prozess verbirgt sich hinter dem technischen Shingled Magnetic Recording (kurz: SMR). Daher wird der Schreibkopf bei Änderung des Datenbestandes durch Hinzufügen oder Löschen von Inhalten teils anliegende Spuren neu beschreiben. Für uns Nutzer*innen resultiert das in einer geminderten Schreibgeschwindigkeit.

Darf es noch etwas mehr sein? SSDs im NAS


Wenn der Geschwindigkeit ein hoher Stellenwert zugeschrieben wird, gelten Solid State Drives (kurz: SSDs) als das Nonplusultra. Zusätzlich ist diese Art von Speichermedien geräuschlos, hat einen geringen Energieverbrauch, wird kaum warm und lässt sich von Vibrationen nicht beeinflussen. Daher liegt der Gedanke nahe, eine SSD in sein NAS einzubinden. Allerdings lassen sich die Vorzüge im privaten Einsatz nicht ausspielen. Üblicherweise ist ein Gigabit-Ethernet- Port verbaut. Der Anschluss macht seinem Namen alle Ehre und übermittelt Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 Gbit/s. Umgerechnet macht das maximal 125 Megabyte je Sekunde; also etwas mehr als eine zweistündige Audio-Podcast-Episode von uns. Selbst durch die sogenannte Link Aggregation, also der Bündelung von zwei Anschlüssen lassen sich die Übertragungsraten von 500 MB/s nicht annähernd ausreizen.


Je nach Aufstellort mag der leise Betrieb ein Argument sein, doch ein netzgebundener Speicher braucht nichts weiteres als eine Stromversorgung als auch den Netzwerkanschluss. Daher lassen sich NAS-Geräte auch im Wohnzimmer oder gar im Keller platzieren. Einzig und allein als Cache - das ist ein besonders schneller Zwischenspeicher - würden wir zu SSDs greifen.

Hinweis: Der Beitrag entstand im Rahmen der Sendung radio.exe bei Radio Darmstadt. Alle Inhalte - Podcast & Skripte - gibt es online bei radioexe.de. Schalte an jedem vierten Sonntag im Monat ab 17:00Uhr live zu via 103,4MHz, DAB+ (Juli-Dezember) oder im weltweiten Stream!

©2020 Hessentrend/ Leon Ebersmann

Über die Inhalte des Podcasts: "Kein Backup, kein Mitleid!" ist meist eine scherzhafte, aber wahre Aussage von Administratoren, die sich um die Sicherung ihrer Daten bemühen. Entweder aus Vorsorgegründen oder, weil sie bereits einmal selbst sämtliche Daten verloren. Damit Du nach einem Gerätedefekt keinen Datenverlust erleidest, klären wir über die 3-2-1-Backup-Strategie auf. Außerdem sprechen wir über diverse Festplatten-Typen sowie RAID-Verbünde im Zusammenhang mit NAS-Systemen. Die Kirsche auf der Sahnetorte ist wie immer unsere Technik-News!


Hinter radio.exe steckt ein Team aus Jugendlichen, die zum Spaß an der Technik jeden vierten Sonntag im Monat ab 17:00Uhr eine Sendung auf die Beine stellen. Um 23:00Uhr des selben Tages, wie auch am Montag ab 05:00Uhr & 10:00Uhr wird die Show wiederholt. Dabei wird über das NKL Radio Darmstadt via 103,4MHz, DAB+ (Juli-Dezember) oder im weltweiten Stream gesendet.

radio.exe · SO 23.Februar · 17-18Uhr anhören!

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