RAID-Levels in der Praxis: 0, 1, 5, 6, 10 und SHR – was für ein Firmen-NAS wählen und warum RAID kein Backup ist

Die kurze Antwort: Für ein Firmen-NAS mit zwei Laufwerken wählen Sie RAID 1 oder SHR-1, für vier und mehr große Laufwerke eher RAID 6 oder SHR-2 – die doppelte Parität lohnt sich überall dort, wo ein Ausfall teurer ist als ein Laufwerk. RAID 10 gehört zu Datenbanken und virtuellen Maschinen, RAID 0 niemals als einzige Kopie von Geschäftsdaten. Und keiner dieser Levels ist ein Backup: RAID behebt einen Festplattenausfall, nicht das Löschen von Dateien, Ransomware oder einen Fehler des Administrators.

Die RAID-Auswahl wird im Unternehmen meist in zehn Minuten bei der NAS-Bestellung getroffen, und dann lebt die Firma fünf Jahre damit. Dieser Text ist eine Entscheidungshilfe: Was jeder Level tatsächlich leistet, wie viel Speicherplatz von den Laufwerken übrig bleibt und wo man üblicherweise daneben liegt.

Was RAID leistet – und was Sie nicht erwarten sollten

RAID verbindet mehrere Laufwerke zu einem Speicher. Je nach gewähltem Level erhalten Sie dadurch eine höhere Geschwindigkeit, mehr nutzbare Kapazität oder die Möglichkeit, auch nach einem Laufwerksausfall weiterzuarbeiten.

Für ein Unternehmen ist vor allem die letzte Eigenschaft entscheidend – die Verfügbarkeit. Wenn bei RAID 1 eine der beiden Festplatten ausfällt, stellt das NAS weiterhin die freigegebenen Ordner bereit, Sie tauschen das defekte Laufwerk aus und das Volume wird wiederhergestellt. Niemand muss seine Arbeit unterbrechen.

Damit ist die Liste aber auch schon zu Ende. RAID holt Sie nicht zur gestrigen Version eines Dokuments zurück und rettet keine von Ransomware verschlüsselten Dateien. Es löst keine dieser Situationen:

  • Löschen oder Überschreiben von Dateien,
  • Ransomware-Angriff von einem Mitarbeiter-PC aus,
  • Fehler des Administrators,
  • Beschädigung des Dateisystems,
  • Diebstahl, Feuer oder Überspannung,
  • Auflösung des RAID-Volumes nach fehlerhaften Eingriffen am NAS,
  • Verlust des Verschlüsselungsschlüssels.

RAID ist eine Versicherung gegen ein bestimmtes Ereignis: dass die Magnetscheibe, der Schreib-/Lesekopf oder die Elektronik einer einzelnen Festplatte kaputtgeht. Für alles andere benötigen Sie etwas anderes.

Vergleich RAID 0, 1, 5, 6, 10 und SHR

Bei klassischem RAID wird die Kapazität anhand der kleinsten Festplatte im Volume berechnet. Bezeichnen wir die Anzahl der Laufwerke mit N und die Kapazität des kleinsten Laufwerks mit S, ergibt sich folgende Orientierung:

LevelMin. LaufwerkeNutzbare KapazitätAusfalltoleranzTypische Nutzung
RAID 02N × SkeineTemporäre Daten, Arbeitsbereich
RAID 121 × S1 Laufwerk bei einem PaarKleineres NAS mit zwei Schächten
RAID 53(N − 1) × S1 LaufwerkFreigegebene Dateien, wenn Kapazität entscheidet
RAID 64(N − 2) × S2 LaufwerkeGeschäftsdaten und langwierige Wiederherstellung großer Laufwerke
RAID 104, gerade Anzahl(N ÷ 2) × Smind. 1 LaufwerkDatenbanken, virtuelle Maschinen, intensive Schreiblast
SHR-12 für Redundanzwird von DSM berechnet1 LaufwerkFlexibles Synology NAS
SHR-24wird von DSM berechnet2 LaufwerkeSynology mit höheren Verfügbarkeitsanforderungen

Vier identische 8-TB-Laufwerke bieten etwa 32 TB bei RAID 0, 24 TB bei RAID 5 und 16 TB bei RAID 6 oder RAID 10. SHR-1 kommt mit den gleichen Laufwerken ähnlich wie RAID 5 heraus, SHR-2 ähnlich wie RAID 6.

Es handelt sich um die Bruttokapazität. Im System sehen Sie weniger – aufgrund des Unterschieds zwischen dezimalen TB und binären Einheiten, Metadaten, Dateisystem und reserviertem Speicherplatz für Snapshots.

Was die einzelnen Levels im Betrieb bedeuten

Ein Techniker zieht die Festplattenschublade eines eingeschalteten NAS mit vier Schächten aus einem Schacht; die anderen Schächte bleiben in Betrieb.

RAID 0 verteilt die Daten auf die Laufwerke. Es bietet die gesamte kombinierte Kapazität und den höchsten Durchsatz, aber der Ausfall eines einzigen Laufwerks zerstört in der Regel das gesamte Volume – die Daten sind über alle Mitglieder fragmentiert. Für die einzige Kopie der Buchhaltung, Projekte oder Geschäftsdokumente ist es unbrauchbar.

RAID 1 schreibt die gleichen Daten auf beide Laufwerke. Es ist verständlich, die Wiederherstellung ist einfach und bei einem NAS mit zwei Schächten ist es sinnvoll. Für zwei 8-TB-Laufwerke erhalten Sie jedoch etwa 8 TB Speicherplatz und Schutz nur gegen den Ausfall eines Laufwerks – nicht gegen eine Inhaltsänderung.

RAID 5 speichert Daten plus verteilte Parität. Von vier gleichen Laufwerken nutzen Sie die Kapazität von dreien. Der Haken kommt erst nach einem Ausfall: Das Volume läuft ohne jegliche Reserve, und beim Wiederaufbau muss das NAS alle verbleibenden Mitglieder von Anfang bis Ende lesen. Ein defekter Sektor, der sich bisher nirgends bemerkbar gemacht hat, oder ein zweites, schwächelndes Laufwerk kann den Wiederaufbau zum Absturz bringen. Je größer die Laufwerke, desto länger dauert es und desto höher ist die Exposition – warum dies gerade bei heutigen 8–20-TB-Laufwerken schmerzt, analysiert der Artikel Warum Rebuilds RAID-Volumes zerstören.

RAID 6 verwendet doppelte Parität. Es opfert die Kapazität von zwei Laufwerken, verkraftet dafür aber den Ausfall von zwei Mitgliedern – einschließlich des Falls, dass das zweite Laufwerk mitten im Wiederaufbau des ersten ausfällt. Für ein Firmen-NAS mit vier, sechs oder acht großen HDDs ist dies in der Regel eine sinnvollere Wahl als RAID 5, wenn eine Wiederherstellung aus dem Backup einen Ausfall von mehreren Tagen bedeuten würde.

RAID 10 baut gespiegelte Paare und verteilt die Daten dazwischen. Es bietet gute wahlfreie Schreibzugriffe und eine deutlich einfachere Wiederherstellung als Paritäts-Volumes, da der Wiederaufbau eine einfache Spiegelung eines Laufwerks ist und keine Neuberechnung aus dem gesamten Volume. Es überlebt auch mehrere Ausfälle – aber nur, solange nicht beide Laufwerke desselben Paares ausfallen. Dann ist das Volume endgültig, unabhängig davon, dass die anderen Laufwerke noch funktionieren.

Wann Synology SHR sinnvoll ist

SHR ist kein weiterer Ausfallsicherheitsgrad. Es handelt sich um eine automatisierte RAID-Verwaltung im Synology DSM: SHR-1 schützt gegen den Ausfall eines Laufwerks (genau wie RAID 5), SHR-2 gegen zwei (genau wie RAID 6).

Der Vorteil zeigt sich bei der Kombination unterschiedlicher Kapazitäten. Ein klassisches RAID 5 mit der Zusammenstellung 4 + 4 + 8 + 8 TB nutzt von jedem Laufwerk nur die Größe des kleinsten Mitglieds, also 4 TB – das ergibt etwa 12 TB, und 8 TB auf den größeren Laufwerken liegen brach. SHR-1 unterteilt das Volume in Schichten: Es baut über alle vier Laufwerke eine Paritätsschicht aus 4-TB-Partitionen auf und spiegelt die verbleibenden 4-TB-Partitionen auf den zwei größeren Laufwerken. Das Ergebnis ist etwa 16 TB.

Wählen Sie SHR, wenn Sie das NAS schrittweise durch den Austausch von Laufwerken gegen größere erweitern möchten und bei Synology bleiben. Klassisches RAID ist überschaubarer für einen Administrator, der die Volumestruktur genau steuern möchte oder mit einem Wechsel zu einer anderen Plattform rechnet – gehen Sie nicht davon aus, dass QNAP oder eine andere Plattform einen bestehenden SHR-Pool einfach importieren kann.

Wie Sie RAID je nach Geschäftsbetrieb auswählen

Entscheiden Sie nicht nach der Anzahl von Terabyte. Beantworten Sie zuerst zwei Fragen: Wie lange kann das Unternehmen ohne seine Dateien auskommen und wie viele Daten darf es seit dem letzten Backup verlieren? Erst dann ist die Wahl des Levels sinnvoll.

SituationPraktische Wahl
NAS mit zwei Schächten für DokumenteRAID 1 oder SHR-1 plus separates Backup
NAS mit vier Schächten, Fokus auf KapazitätRAID 5 oder SHR-1, wenn Wiederherstellung aus Backup akzeptabel ist
NAS mit vier Schächten, teure AusfallzeitenRAID 6 oder SHR-2
Gemeinsamer Speicher mit sechs bis acht Schächtenin der Regel RAID 6 oder SHR-2
Virtuelle Maschinen, Datenbanken, intensive SchreiblastRAID 10, ggf. SSD je nach Last
Videoschnittarbeitsplatz mit temporären KopienRAID 0 nur dann, wenn Originale anderswo existieren

Vergleichen Sie bei einem NAS mit vier Schächten auch RAID 6 und RAID 5 mit Hot-Spare-Laufwerk. Beide Varianten verbrauchen die Kapazität von zwei Laufwerken, der „Preis“ ist also gleich. Der Unterschied liegt im Timing: RAID 6 schützt kontinuierlich gegen einen zweiten Ausfall, Hot Spare beginnt erst zu helfen, wenn das NAS den Fehler erkennt und den Wiederaufbau startet – also genau in dem Moment, in dem das Volume am verwundbarsten ist.

Wählen Sie NAS und Laufwerke als eine Einheit aus

Synology DS923+ und QNAP TS-464 sind typische NAS mit vier Schächten, in denen RAID 5, 6 und 10 betrieben werden können. Die Anzahl der Schächte sagt jedoch nichts über die Eignung für ein Unternehmen aus. Prüfen Sie die Netzwerkschnittstelle, den Arbeitsspeicher, die Snapshot-Unterstützung, die Möglichkeiten für entfernte Backups, die Laufwerkskompatibilität und wie schnell Sie ein Ersatzgerät beschaffen können, falls das NAS als Ganzes ausfällt.

In ein NAS-Volume gehören dafür vorgesehene Laufwerke – typischerweise Serien wie WD Red Plus/Pro, Seagate IronWolf/Pro oder Toshiba N300; die Unterschiede zwischen ihnen analysiert der Vergleich WD Red, IronWolf und Toshiba N300. WD Purple hingegen ist hauptsächlich für die kontinuierliche sequenzielle Aufzeichnung von Kameraaufnahmen konzipiert und daher nicht automatisch die beste Festplatte für einen Dateiserver.

Das Laufwerk muss auf der Kompatibilitätsliste des jeweiligen NAS stehen – und überprüfen Sie die Aufzeichnungstechnologie. SMR-Laufwerke überschreiben Daten in überlappenden Spuren und können bei langem, zusammenhängendem Schreiben oder beim Wiederaufbau auf einen Bruchteil ihrer Geschwindigkeit einbrechen, was bei einem Paritäts-Volume genau die riskanteste Phase verlängert. Für RAID ist CMR die berechenbarere Wahl; Details im Überblick CMR vs. SMR.

Warum RAID kein Backup ist

Eine nicht angeschlossene externe Festplatte mit losem Kabel liegt auf einem Tisch neben einer Tragetasche; im Hintergrund steht ein NAS auf einem Regal.

Eine Änderung, die auf einem RAID durchgeführt wird, wird sofort auf alle seine Laufwerke übertragen. Wenn ein Mitarbeiter ein Verzeichnis löscht oder Ransomware einen verbundenen freigegebenen Ordner verschlüsselt, speichern sowohl die Spiegelung als auch die Parität diese Änderung pflichtbewusst – und sie tun dies zuverlässig, denn genau dafür sind sie konzipiert. Wie ein solcher Vorfall von innen aussieht, zeigt der Artikel Ransomware auf dem NAS.

Ein praxisnahes unternehmerisches Minimum sieht so aus:

  1. Die Arbeitsdaten befinden sich auf einem NAS mit RAID 1, 6, 10 oder SHR.
  2. Das NAS erstellt versionierte Backups auf ein anderes Gerät – zum Beispiel über Synology Hyper Backup oder QNAP HBS 3.
  3. Eine Kopie ist von normalen Benutzerkonten getrennt und befindet sich außerhalb des Büros – Prinzip 3-2-1.
  4. Die Wiederherstellung eines ausgewählten Ordners wird regelmäßig getestet. Ein ungetestetes Backup ist nur eine Hoffnung.

Ein Snapshot auf demselben NAS hilft gegen einen Irrtum und gegen einen Teil der Ransomware-Vorfälle, ist aber kein Backup – er teilt sich Stromversorgung, Gerät und Administration mit dem Original. Eine Synchronisierung in die Cloud ohne Versionierung reicht ebenfalls nicht: Sie überträgt das Löschen und die verschlüsselten Dateien, nur etwas später.

Woran man einen gut konzipierten Speicher erkennt

Die Qualität erkennt man nicht an einem grünen „Healthy“-Symbol. Der Administrator sollte Folgendes nachweisen können:

  • Den Kapazitätsbedarf für die nächsten Jahre,
  • Die gewählte Ausfalltoleranz und den Grund für diese Wahl,
  • Ein separates Backup und die Aufbewahrungsdauer der Versionen,
  • Einen durchgeführten Wiederherstellungstest und den Namen der verantwortlichen Person,
  • Benachrichtigungen über Fehler, die auch tatsächlich jemand liest,
  • Regelmäßige SMART-Tests und Scrubbing,
  • Eine USV mit kontrolliertem Herunterfahren des NAS,
  • Verschlüsselungsschlüssel, die außerhalb des Geräts aufbewahrt werden,
  • Ein Verfahren für den Festplattentausch und geplante Wartungsfenster.

In Synology DSM finden Sie dies im Storage Manager, bei QNAP unter Storage & Snapshots. Bei normalem Linux-RAID lesen Sie den Status einfach aus:

cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo smartctl -a /dev/sda

/dev/md0 und /dev/sda sind Beispiele, die Gerätenamen können abweichen. Diese Befehle lesen nur. Führen Sie keine Befehle für assemble, create, repair, das Nullen des Superblocks oder das erzwungene Hinzufügen einer Festplatte zu einem Volume ohne überprüfte Kenntnis der Struktur aus – genau dadurch entstehen aus einem degradierten Volume verlorene Daten.

Wenn das NAS bereits Degraded, Crashed, Read-Only oder mehrere defekte Laufwerke meldet, ist nicht die Zeit für Experimente. Daran knüpfen separate Anleitungen für Synology Storage Pool Degraded und QNAP RAID Group Degraded an.

Was Sie in die Kosten einkalkulieren sollten

Die Kosten des Speichers sind nicht NAS plus ein Satz Laufwerke. Dazu gehören USV, ein zweites Ziel für Backups, gegebenenfalls Cloud-Speicher, die Einrichtung von Benachrichtigungen, Aktualisierungen und die Zeit für einen Wiederherstellungstest.

Ein billiges NAS mit zwei Schächten mag einem kleinen Büro genügen, bietet aber keinen Raum für Wachstum – in zwei Jahren tauschen Sie es komplett aus. RAID 6 verbraucht mehr Kapazität, reduziert dafür aber das Risiko eines Ausfalls bei einem zweiten Defekt. Die richtige Wahl berechnet sich nach den Kosten des Ausfalls und der Wiederherstellung, nicht nach dem Preis eines einzelnen Terabytes.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Ist für vier Laufwerke RAID 5 oder RAID 6 besser?

RAID 5 bietet die Kapazität von drei Laufwerken und überlebt einen Ausfall. RAID 6 bietet die Kapazität von zwei, überlebt aber zwei Ausfälle. Wenn ein längerer Ausfall mehr schmerzt als die Kosten eines einzigen Laufwerks, ist RAID 6 in der Regel sinnvoller.

Wie viel Platz erhalte ich aus vier 8-TB-Laufwerken?

Etwa 24 TB bei RAID 5 und 16 TB bei RAID 6 oder RAID 10. Die angezeigte Kapazität ist aufgrund der Umrechnung von Einheiten, Metadaten und des Dateisystems geringer.

Ist SHR sicherer als RAID 5?

Nein. SHR-1 verkraftet einen Ausfall genau wie RAID 5. Sein Vorteil ist die flexiblere Nutzung von Laufwerken unterschiedlicher Kapazität, nicht eine höhere Ausfallsicherheit. Für zwei Ausfälle benötigen Sie SHR-2.

Müssen alle Laufwerke identisch sein?

Nein, aber bei klassischem RAID richten sich die Kapazität und oft auch die Leistung nach dem kleinsten und langsamsten Mitglied. Für einen vorhersehbaren Betrieb verwenden Sie kompatible NAS-Laufwerke gleicher Kapazität und Aufzeichnungstechnologie; SHR kann unterschiedliche Größen besser nutzen.

Reicht es, das NAS auf eine über USB angeschlossene externe Festplatte zu sichern?

Das ist besser als gar keine zweite Kopie, aber eine dauerhaft angeschlossene Festplatte trifft Ransomware, Überspannung und Diebstahl genauso wie das NAS. Mindestens eine versionierte Kopie sollte getrennt und idealerweise außerhalb des Betriebsstandorts sein.