Eines der wichtigen Kriterien bei der Auswahl eines NAS (Network Attached Storage)-Geräts ist seine Fähigkeit, die Datenintegrität mithilfe von RAID-Arrays zu gewährleisten. Um jedoch eine zuverlässige Datensicherung zu gewährleisten, ist es wichtig, die richtige RAID-Konfiguration auszuwählen. In diesem Artikel werden wir die Implementierung von RAID auf verschiedenen NAS-Geräten betrachten, Leistung und Zuverlässigkeit vergleichen und die optimale Option für spezifische Fälle bestimmen. Wir werden Ihnen auch bei der Auswahl des am besten geeigneten Dateisystems für die Verwendung in einem RAID-Array auf Ihrem NAS-Gerät helfen.
Inhalt
- RAID auf NAS-Geräten
- Was ist das schnellste RAID?
- Welche RAID-Konfiguration ist am zuverlässigsten?
- Optimale RAID-Konfiguration
- Welches Dateisystem ist am besten für RAID?
- Datenwiederherstellung von NAS-Geräten
RAID auf NAS-Geräten
NAS-Geräte bieten verschiedene Optionen zur Erstellung eines Speichersystems für Benutzerdaten.
Diese Optionen umfassen die Verwendung einer einzelnen Festplatte oder JBOD – einer Sammlung von Festplatten, die zu einer einzigen logischen Festplatte kombiniert werden, wobei der Speicherplatz jeder Festplatte sequenziell zugewiesen wird.
Eine weitere Option besteht darin, RAID zu verwenden – ein Array aus mehreren Festplatten, das entweder die Datenverarbeitungsleistung verbessert oder Datenredundanz bietet, falls eine der Festplatten ausfällt.
Die Aufgaben, Leistungsniveau oder Fehlertoleranz des RAID bestimmen dessen Konfiguration (Level oder Typen) – RAID 0, 1, 5, 10 usw. Weitere Informationen zu RAID und seinen Konfigurationen finden Sie im Artikel „Was ist RAID und wie werden verschiedene RAID-Typen verwendet„.
Wenn es sich um ein DIY NAS handelt, das heißt, um ein selbstgebautes NAS, wird die RAID-Konfiguration durch das Betriebssystem bestimmt. Zum Beispiel bietet das spezialisierte Betriebssystem für NAS, OpenMediaVault, RAID 0, 1, 5, 6-Konfigurationen.
Ein weiteres spezialisiertes Betriebssystem für NAS, TrueNAS, ermöglicht das Erstellen von Arrays mit standardmäßigen RAID 0, 1-Konfigurationen. Es kann auch RAID-Z- und RAID-Z2-Konfigurationen anbieten, die einzigartig für das ZFS-Dateisystem sind, das von TrueNAS verwendet wird und verbesserte Analoga von RAID 5 bzw. 6 darstellen.
Fertige NAS-Geräte, die von Herstellern wie Synology, QNAP, ASUSTOR, Western Digital, Thecus, TerraMaster, Buffalo, D-Link, Iomega, Netgear und Seagate geliefert werden, bieten neben den Standard-RAID-Konfigurationen möglicherweise auch proprietäre Technologien für deren Implementierung. Ein Beispiel für eine solche proprietäre Technologie ist X-RAID bei Netgear NAS-Geräten oder Synology Hybrid RAID (SHR) bei Synology NAS-Geräten.
Werfen wir einen Blick auf die Fähigkeiten einiger NAS-Gerätemodelle auf dem aktuellen Markt im Zusammenhang mit der vorliegenden Fragestellung. Wir werden sehen, welche Dateisysteme und Datenspeicheroptionen sie unterstützen, einschließlich RAID-Konfigurationen.
| NAS | Dateisysteme | RAID-Konfigurationen | |
|---|---|---|---|
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Asustor Drivestor 4 AS1104T | EXT4, EXT3, FAT32, NTFS, HFS+, exFAT | Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
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Synology DS1520+ | BtrFS, EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+, exFAT (optional) |
SHR, Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
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QNAP QGD-1602P-C3758-16G | EXT4, EXT3, FAT32, NTFS, HFS+, exFAT | Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
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Synology DS220j | EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+, exFAT (optional) |
SHR, Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1 |
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TerraMaster F5-422 | BtrFS, EXT4, EXT3, FAT32, NTFS, HFS+ | Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
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Synology DS2419+ | BtrFS, EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+, exFAT (optional) |
SHR, Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1,5,6,10 |
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QSAN XCubeNAS XN3002T | ZFS, EXT4, EXT3, FAT, NTFS, HFS+ | Einzeldatenträger, JBOD, Raid 0,1,5 |
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Thecus N2810 Pro | EXT4, XFS, BtrFS | Single Disk, JBOD, Raid 0,1 |
Was ist das schnellste RAID?
Die höchste Leistung wird mit RAID 0 erreicht (bei Verwendung der gleichen Anzahl von Festplatten zum Vergleich). Die minimale Anzahl von Festplatten beträgt 2.
Wenn eine der Festplatten ausfällt, gehen fast alle Informationen unwiederbringlich verloren.
Von den weit verbreiteten RAID-Konfigurationen auf NAS-Geräten hat RAID 10 die höchste Leistung. Dabei handelt es sich um ein RAID 0-Array mehrerer RAID 1-Teilarrays. Die minimale Anzahl von Festplatten beträgt 4.
Es hat zwar nicht die beste, aber eine gute Ausfallsicherheit: Die Daten sind geschützt, falls eine der Festplatten des RAID 1-Teilarrays ausfällt. Dies können zwei oder mehr ausgefallene Spiegelfestplatten sein. Die Effizienz der Festplattennutzung beträgt 50%.
Welche RAID-Konfiguration ist am zuverlässigsten?
Die höchste Zuverlässigkeit der weit verbreiteten RAID-Konfigurationen auf NAS-Geräten wird mit RAID 6 erreicht. Es bietet eine ausgezeichnete Fehlertoleranz: Daten sind geschützt, falls zwei Festplatten im Array ausfallen. RAID 6 ist ein Dual-Parity-RAID. Es werden mindestens 4 Festplatten benötigt.
RAID 6 bietet nicht nur keine Leistungsverbesserung, sondern reduziert auch die Geschwindigkeit des Daten schreibens. Die Effizienz der Festplattennutzung beträgt 50-88%.
Optimale RAID-Konfiguration
Die optimale RAID-Konfiguration für ein NAS-Gerät hängt von der Anwendung ab, für die das Speichergerät verwendet wird.
Für den kommerziellen Sektor ist RAID 10 optimal. Alternativ wird RAID 6 empfohlen, wenn die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit nicht entscheidend ist oder SSD-Laufwerke im Array verwendet werden.
Das Problem der geringen Leistung bei RAID 6 wird durch die Konfiguration von RAID 60 gelöst. Dabei handelt es sich um ein RAID 0, das aus mehreren RAID 6-Teilarrays besteht, d.h. RAID 6 mit verdoppelter, verdreifachter usw. Datenverarbeitungsgeschwindigkeit. Es werden mindestens 8 Festplatten benötigt.
Die optimale RAID-Konfigurationen für ein NAS zu Hause sind RAID 1 und 5. Sie sind die wirtschaftlichsten in Bezug auf die Anzahl der für die Konfiguration erforderlichen Laufwerke und bieten eine grundlegende Ausfallsicherheit im Falle eines Laufwerksausfalls.
RAID 1 ist ein einfacher Spiegel mit einer verdoppelten, verdreifachten usw. Kopie der Daten. Es werden mindestens 2 Festplatten benötigt. Die Effizienz der Speichernutzung beträgt bis zu 50%.
RAID 5 ist eine Paritätsstreifen-Konfiguration, die eine gewisse Erhöhung der Datenlesegeschwindigkeit bietet. Es werden mindestens 3 Festplatten benötigt. Die Effizienz der Speichernutzung beträgt 67-94%.
Für DIY NAS sind die optimalen Konfigurationen dieselben wie für fertige NAS-Geräte, jedoch mit Schwerpunkt auf Möglichkeiten, wie sie das Betriebssystem TrueNAS bietet – den oben genannten RAID-Z und RAID-Z2-Konfigurationen, die den RAID 5 bzw. 6 entsprechen.
Die RAID-Z Implementierungstechnologie ist frei von dem „Write hole“-Problem, das nicht nur bei RAID 5, sondern auch bei RAID 4 und RAID 6-Konfigurationen auftritt. RAID-Z hat eine höhere Daten-Schreibgeschwindigkeit und bietet besseren Schutz gegen mechanische Beschädigungen der Festplatten.
Aufgrund des oben Genannten können folgende Empfehlungen für die Verwendung von RAID-Arrays gegeben werden:
- RAID 1 für das Betriebssystem;
- RAID 10 zur Speicherung von Datenbanken und Daten, die hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeiten erfordern.
- RAID 5 zur Speicherung von Dateidaten und Dateifreigabe-Anwendungen.
Welches Dateisystem ist am besten für RAID?
Bei selbstgebauten NAS-Geräten gibt es möglicherweise nicht immer eine Auswahl an Dateisystemen. Zum Beispiel funktioniert das TrueNAS-Betriebssystem nur mit dem ZFS-Dateisystem. Ein weiteres Beispiel: Wenn Sie auf einem DIY-NAS das Betriebssystem Windows verwenden und mit der Funktion Storage Spaces ein Software-RAID erstellen, kann nur das NTFS-Dateisystem verwendet werden.
Bei vielen fertigen NAS-Geräten und bei Verwendung des Betriebssystems OpenMediaVault steht dem Benutzer bereits eine Auswahl an Dateisystemen zur Verfügung.
Hier sind die Top 3 besten Dateisysteme:
- 3. Platz – EXT4. Linux-Dateisystem. Modern, effizient, stabil;
- 2. Platz – Btrfs. Dateisystem für UNIX-ähnliche Betriebssysteme. Modern, aktiv entwickelt, schneller als EXT4 bei einigen Operationen;
- 1. Platz – ZFS. Dateisystem für OpenSolaris und FreeBSD. Modern, aktiv entwickelt, das schnellste Dateisystem, das heute verfügbar ist. Bietet Schutz der Daten vor Ausfall von Festplattenblöcken. Hat eine Reihe von Vorteilen, einschließlich der oben genannten RAID-Z-Technologie.
Datenwiederherstellung von NAS-Geräten
Bei der Auswahl eines RAID-Systems ist es wichtig, die optimale Konfiguration zu wählen, die sowohl den gestellten Aufgaben als auch den verfügbaren Ressourcenkapazitäten entspricht, um die erforderliche Anzahl von Festplatten zu gewährleisten. Bei dem Dateisystem ist es einfacher – Sie müssen nur das beste verfügbare auswählen.
Es gibt noch einen weiteren wichtigen Aspekt, der sowohl die RAID-Konfiguration als auch das Dateisystem betrifft – die Notwendigkeit der Datenwiederherstellung in der Zukunft. Und eine solche Situation wird wahrscheinlich auftreten.
Liste der Gründe für Datenverlust von NAS-Geräten:
- Stromausfall;
- Ausfall der NAS-Software während Updates;
- Ausfall von Festplatte(n);
- Menschliches Versagen.
Das Datenwiederherstellungsprogramm, das die Daten retten wird, sollte Folgendes unterstützen:
- RAID-Arrays als Datenwiederherstellungsquellen;
- Automatische Erkennung der RAID-Array-Konfiguration;
- Dateisystem des NAS-Speichers.
Eine Option für ein solches Programm, das die Auswahl der RAID-Konfiguration und des Dateisystems nicht einschränkt, ist RS RAID Retrieve.
Datenwiederherstellung von beschädigten RAID-ArraysWiederherstellung jeder Art von RAID-Array
Spezialisiert sich auf die Datenwiederherstellung speziell von RAID-Arrays. Bietet Wiederherstellung auch von beschädigten Arrays. Unterstützt die maximale Anzahl von RAID-Konfigurationen und Dateisystemen. Funktioniert mit verschiedenen RAID-Implementierungstechnologien, einschließlich X-RAID, SHR, RAID-Z.
