NAS mit größeren Festplatten erweitern – ohne Datenverlust

Die Antwort sofort: Ein NAS erweitern Sie mit größeren Festplatten durch schrittweisen Tausch — immer nur eine Platte, danach ein vollständiger Rebuild, und erst nach dessen hundertprozentigem Abschluss die nächste Platte. Jeder Tausch ist dabei derselbe Belastungstest für die verbleibenden Platten wie die Reparatur eines degradierten Verbunds: Der Controller muss einen riesigen Teil der Oberfläche aller Mitglieder lesen, und genau dann treten latente defekte Sektoren zutage, die der normale Betrieb jahrelang nicht aufgedeckt hat. Bei klassischem RAID 5/6 steht die neue Kapazität erst nach dem Tausch aller Platten zur Verfügung, bei Synology SHR meist schon nach zwei größeren. Bevor Sie die erste Platte ziehen, prüfen Sie das Backup außerhalb des NAS, indem Sie Dateien tatsächlich öffnen, und kontrollieren Sie die SMART-Werte aller Platten — meldet der Verbund „degraded” oder zeigt eine Platte defekte Sektoren, verschieben Sie die Erweiterung.

Ein vor fünf Jahren gekauftes NAS mit damals großzügigen Festplatten ist heute meist voll. Fotos, Rechner-Backups, Kameraaufzeichnungen, in Firmen Projekte und freigegebene Ordner — und in der Verwaltung leuchtet die Kapazität orange. Da bietet sich eine verlockend einfache Lösung an: größere Platten kaufen und tauschen. Nur ist die Erweiterung eines laufenden Verbunds technisch dasselbe wie eine Serie aufeinanderfolgender Rebuilds — und der Rebuild ist die Operation, nach der uns zerfallene Verbünde am häufigsten ins Labor gebracht werden. Diese Anleitung beschreibt, wie Sie die Erweiterung in einer sinnvollen Reihenfolge durchführen, was dabei unter der Haube passiert und wo genau die Gefahr des Datenverlusts lauert.

Drei Wege, die NAS-Kapazität zu vergrößern

Bevor Sie Festplatten bestellen, machen Sie sich klar, welche Variante Sie eigentlich brauchen.

1. Eine Platte in einen freien Schacht ergänzen. Hat das NAS einen leeren Slot, ist die Online-Erweiterung des Verbunds um ein weiteres Mitglied in der Regel der günstigste Weg. Aber auch hier laufen Neuberechnung und Umverteilung der Daten über alle Platten — von der Belastung her ein Gegenstück zum Rebuild, nur mit anderem Ergebnis.

2. Schrittweiser Tausch gegen größere Platten. Das häufigste Szenario bei voll bestückten NAS mit zwei bis vier Schächten. Die Platten werden einzeln getauscht, nach jedem Tausch läuft ein Rebuild, und am Ende wird das Volume erweitert. Genau um diesen Weg geht es im Rest des Artikels.

3. Neuer Verbund und Datenmigration. Die sicherste Variante: ein neues NAS oder einen neuen Verbund aus neuen Platten aufbauen, die Daten umkopieren und den alten Verbund laufen lassen, bis der neue verifiziert ist. Das erfordert allerdings ein zweites Gerät oder genügend Schächte, weshalb die meisten Haushalte und kleinen Firmen diesen Weg meiden — und den Tausch im laufenden Betrieb in Kauf nehmen.

Wenn Sie unsicher sind, welcher Weg für Ihr Gerät und Ihre Daten sinnvoll ist, ist eine Beratung vor dem Plattenkauf billiger als eine nach dem hängengebliebenen Rebuild. Eine Beratung zu NAS und Festplattenverbünden vereinbaren Sie bei uns über den Kontakt.

SHR vs. klassisches RAID: wann die neue Kapazität wirklich erscheint

Hier entstehen die meisten Enttäuschungen, deshalb ganz deutlich.

Klassisches RAID 5/6 (Synology im RAID-Modus, QNAP, TrueNAS, die meisten fertigen NAS) berechnet die nutzbare Kapazität aus dem kleinsten Mitglied des Verbunds. Tauschen Sie in einem Verbund aus 4× 4 TB eine Platte gegen 8 TB, gewinnen Sie nichts — die Hälfte der neuen Platte liegt brach, bis Sie alle vier getauscht und die Volume-Erweiterung gestartet haben. Die ganze Zeit zahlen Sie dabei den vollen Preis des Risikos: vier Tauschvorgänge bedeuten vier komplette Rebuilds.

Synology SHR (Synology Hybrid RAID) baut den Verbund aus mehreren Schichten auf und kann unterschiedlich große Platten kombinieren. Die zusätzliche Kapazität der größeren Platten wird freigegeben, sobald mindestens zwei größere Exemplare im Verbund stecken — denn auch für diesen zusätzlichen Teil muss es Redundanz geben. Bei einem SHR mit vier Schächten sehen Sie den ersten Zuwachs also schon nach dem zweiten Tausch, nicht erst nach dem vierten. SHR-2 verhält sich analog mit Toleranz für zwei Platten.

QNAP bietet beim klassischen RAID einen Online-Tausch mit Erweiterung („Replace & Expand”), aber die Regel der kleinsten Platte gilt genauso: Die Kapazität springt erst nach dem Tausch aller Mitglieder an.

Praktische Konsequenz: Überlegen Sie beim klassischen RAID, ob statt vier aufeinanderfolgender Rebuilds nicht gleich Weg Nummer 3 sinnvoller ist — neuer Verbund und Migration. Beim SHR wird der schrittweise Tausch wenigstens teilweise laufend belohnt.

Warum die Erweiterung genauso riskant ist wie ein Rebuild

Ein Rebuild ist kein Kopieren einer einzelnen Platte. Der Controller liest dabei die gesamte relevante Oberfläche aller verbleibenden Platten, berechnet die Parität und schreibt sie auf das neue Mitglied — Stunden bis Tage ununterbrochener Volllast. Bei alten Platten fördert genau diese Last latente defekte Sektoren, Timeouts und Schwachstellen zutage, die der normale Betrieb nie gelesen hat. Warum das einen Verbund zuverlässig erledigt, haben wir an einem realen Fall ausführlich im Artikel warum der Rebuild RAID-Verbünde tötet auseinandergenommen.

Die Erweiterung hat gegenüber dem gewöhnlichen Tausch einer defekten Platte drei erschwerende Umstände:

  • Sie machen nicht einen Rebuild, sondern eine Serie. Ein NAS mit vier Schächten = vier vollständige Rebuilds innerhalb weniger Tage oder Wochen. Das Risikofenster vervielfacht sich.
  • Die Platten im Verbund stammen meist aus derselben Serie, sind gleich alt und haben dieselben Betriebsstunden. Sie wurden zusammen gekauft und haben sich zusammen abgenutzt. Wenn Sie die erste tauschen, sind die übrigen nicht in der Verfassung, die sie vorgeben — und Sie schicken sie gerade in den härtesten Test ihres Lebens.
  • Sie ziehen freiwillig eine gesunde Platte. Bei RAID 5 und SHR-1 geht der Verbund damit in den degradierten Zustand mit null Toleranz für einen weiteren Fehler über. Ein einziger unlesbarer Sektor auf irgendeiner verbleibenden Platte kann den Rebuild zum Absturz bringen.

Und noch eine Falle, die mit jeder Festplattengeneration schlimmer wird: Je größer die neuen Platten, desto länger dauert jeder Rebuild und desto länger läuft der Verbund ohne Redundanz. Ein vor fünf Jahren angeschafftes NAS wird heute typischerweise von Platten mit einigen wenigen Terabyte auf zwanzig und mehr erweitert — der Rebuild eines solchen Mitglieds muss ein Vielfaches an Daten übertragen, während die Übertragungsrate von Magnetplatten inzwischen bei Weitem nicht so stark gewachsen ist. Was bei einem kleinen Verbund eine Sache von Stunden war, ist bei heutigen Kapazitäten eine Sache von Tagen. Genau deshalb wird bei großkapazitiven Verbünden immer häufiger doppelte Parität empfohlen — RAID 6 oder SHR-2 —, die auch einen Fehler auf einer zweiten Platte während des Rebuilds übersteht. Wenn Sie Weg Nummer 3 gehen und den Verbund neu aufbauen, ist das der einzige bequeme Moment, um über den Verbundtyp zu entscheiden.

Was Sie vor dem ersten Tausch tun sollten

Die Reihenfolge der Schritte ist wichtiger als die Marke der Festplatten.

  1. Prüfen Sie das Backup. Wirklich. Nicht „der Backup-Job leuchtet grün”, sondern stichprobenartig die Dateien öffnen, deren Verlust am meisten wehtäte. RAID ist kein Backup — die Erweiterung ist genau die Situation, in der sich das zeigt. Wie ein vernünftiges Kopienschema aussieht, beschreibt der Artikel über die 3-2-1-Regel und die externe Festplatte als Backup.
  2. Kontrollieren Sie die SMART-Werte aller Platten, nicht nur die Kapazität. Realloziierte und schwebende (pending) Sektoren bei irgendeinem Mitglied bedeuten Stopp — eine solche Platte übersteht den Rebuild höchstwahrscheinlich nicht, und die Erweiterung muss verschoben oder zuerst ihr Zustand geklärt werden.
  3. Starten Sie ein Data Scrub / eine Konsistenzprüfung und lassen Sie sie durchlaufen. Besser jetzt einen unlesbaren Sektor finden, bei voller Redundanz, als mitten im degradierten Zustand.
  4. Dokumentieren Sie den Verbund. Fotografieren Sie die Schächte, notieren Sie Seriennummern und Positionen der Platten, den Verbundtyp und die Systemversion. Wenn etwas schiefgeht, verbilligt diese Dokumentation die Rettung erheblich.
  5. Aktualisieren Sie DSM/QTS vorher, nicht mitten im Prozess — ein Firmware-Upgrade gehört nicht in eine angefangene Erweiterung. Prüfen Sie bei älteren Modellen zugleich, ob sie überhaupt noch Updates bekommen: Die Hersteller stellen den Support für Gerätegenerationen nach und nach ein, und bei einem Gerät, das keine Sicherheitspatches mehr erhält, stellt sich die Frage, ob man neue große Platten hineininvestiert oder die Daten lieber umzieht.
  6. Planen Sie Ruhe ein. Die Erweiterung eines NAS mit vier Schächten ist eine Sache von Tagen bis Wochen reiner Rebuild-Zeit. Machen Sie sie nicht in der Woche des Redaktionsschlusses und lassen Sie während der Rebuilds keine unnötige Last auf dem NAS laufen.

Der Tausch Schritt für Schritt

Die konkreten Schaltflächen unterscheiden sich zwischen Synology, QNAP und den übrigen, die Logik ist dieselbe.

  1. Tauschen Sie eine Platte. Entweder per Hot-Swap nach Herstellerhandbuch oder das NAS korrekt herunterfahren, die Platte tauschen und einschalten. Ziehen Sie niemals zwei Platten gleichzeitig — bei RAID 5/SHR-1 ist das der sofortige Absturz des Verbunds.
  2. Starten Sie die Reparatur des Verbunds (Repair/Rebuild) in der Verwaltung über der neuen Platte.
  3. Warten Sie auf 100 %. Lassen Sie den Rebuild vollständig abschließen, kontrollieren Sie, dass der Verbund einen gesunden Zustand meldet, und fahren Sie erst dann fort. Kein „das holt er schon auf, ich tausche gleich die nächste”.
  4. Beobachten Sie Logs und SMART auch während der Rebuilds. Lesefehler, Timeouts oder eine weitere als defekt markierte Platte bedeuten sofortiges Anhalten — kein wiederholtes Klicken auf Reparieren.
  5. Wiederholen Sie das für die weiteren Platten, immer mit abgeschlossenem Rebuild zwischen den Tauschvorgängen.
  6. Erweitern Sie das Volume. Nach dem letzten Tausch (beim SHR nach dem zweiten) bietet DSM/QTS die Erweiterung des Storage Pools und des Volumes an; das Dateisystem dehnt sich auf die neue Kapazität aus.
  7. Löschen Sie die alten Platten nicht sofort. Legen Sie sie beschriftet und in der ursprünglichen Reihenfolge beiseite, bis der erweiterte Verbund einige Wochen zuverlässig läuft und das Backup die Kontrollen besteht. Sie sind Ihre letzte Absicherung.

Welche Festplatten in den erweiterten Verbund

Kurz, weil wir den ausführlichen Vergleich anderswo haben:

  • Ausschließlich CMR, kein SMR. Eine SMR-Platte im RAID bedeutet einen Rebuild, der extrem lange dauert oder überhaupt nicht fertig wird. Den Unterschied der Technologien erklärt die Übersicht CMR vs. SMR.
  • NAS-Serien, keine Bürofestplatten. Vibrationen im Verbund, Dauerbetrieb und das Verhalten bei Lesefehlern (TLER/ERC) sind genau die Parameter, die über das Überleben von Rebuilds entscheiden. Konkrete Empfehlungen aus der Laborerfahrung finden Sie im Vergleich der NAS-Platten WD Red, IronWolf und Toshiba N300.
  • Kapazität der neuen Platte ≥ der ursprünglichen und idealerweise alle neuen Platten in derselben Größe. Marken darf man mischen, die Kategorie (NAS/CMR) nicht.
  • Prüfen Sie die Kompatibilitätsliste des NAS-Herstellers für Ihr Modell — besonders bei hohen Kapazitäten. Bei neueren Geräten ist das keine Formalität: Synology hat bei den letzten Plus-Serien die Plattenkompatibilität verschärft, und ein Teil der Modelle verlangt beim Anlegen eines Verbunds Exemplare aus der eigenen Liste geprüfter Festplatten. Die Regeln unterscheiden sich also je nach Modell und Systemversion, und eine Platte, die im älteren NAS problemlos lief, muss im neueren nicht durchkommen.

Wenn die Erweiterung schiefgeht

Typische Szenarien, die aus erweiterten Verbünden zu uns kommen: Der Rebuild bleibt an Lesefehlern einer weiteren Platte hängen, der Verbund fällt ohne Toleranz in den Zustand „degraded”, oder nach dem Tausch erscheint „volume crashed” und das Volume wird nicht eingebunden.

In diesem Moment gilt eine einzige sichere Regel: aufhören zu schreiben und aufhören zu reparieren. Klicken Sie nicht wiederholt auf Reparieren, legen Sie keinen neuen Verbund über denselben Platten an, ändern Sie nicht die Reihenfolge der Schächte, machen Sie weder Reset noch Neuinstallation des Systems. Jeder dieser Schritte kann Metadaten überschreiben, ohne die sich der Verbund nicht mehr zusammensetzen lässt. Schalten Sie den Verbund aus, dokumentieren Sie die Meldungen und die Plattenpositionen — was die einzelnen Meldungen bei Synology genau bedeuten und warum man einen Verbund nicht durch Klicken in DSM „heilen” darf, behandelt der Artikel über die Datenrettung aus Synology NAS.

Wenn auf dem Verbund Daten liegen, deren Verlust Sie sich nicht leisten können, lassen Sie den Zustand beurteilen, bevor Sie irgendetwas weiteres starten. Eine einfache Erstbeurteilung von RAID und NAS kann kostenlos sein (die Analyse mehrerer Datenträger oder die Rekonstruktion des Verbunds kalkulieren wir vorab) — Sie erfahren, in welchem Zustand die Platten wirklich sind und ob es sicherer ist, den Rebuild abzuschließen oder den Verbund zu klonen und offline zusammenzusetzen. Dabei gilt No Recovery, No Fee: Lassen sich die gewünschten Daten nicht retten, zahlen Sie nichts.

Häufige Fragen

Vergrößert sich die Kapazität gleich nach dem Tausch der ersten Platte?

Bei klassischem RAID 5/6 nicht — die neue Kapazität wird erst nach dem Tausch aller Platten und der Volume-Erweiterung verfügbar. Bei Synology SHR erscheint der Zuwachs, sobald mindestens zwei größere Platten im Verbund stecken.

Kann ich zwei Platten auf einmal tauschen, damit es schneller geht?

Nein. Bei RAID 5 und SHR-1 verlöre der Verbund jegliche Redundanz, und ein einziger Lesefehler würde den Absturz des Volumes bedeuten. Immer eine Platte, abgeschlossener Rebuild, dann die nächste.

Wie lange dauert der Rebuild nach dem Plattentausch?

Stunden bis Tage, je nach Kapazität, Füllstand, Last und Zustand der Platten. Schalten Sie das NAS während der Rebuilds nicht aus, legen Sie ihm keine weitere Last auf und beginnen Sie den nächsten Tausch erst nach hundertprozentigem Abschluss.

Müssen die neuen Platten dieselbe Marke haben wie die ursprünglichen?

Müssen sie nicht. Wesentlich ist, dass es CMR-Platten aus NAS-Serien sind, mit mindestens derselben Kapazität wie die bisherigen Mitglieder, idealerweise aus der Kompatibilitätsliste des NAS-Herstellers.

Was tun mit den alten Platten nach dem Tausch?

Legen Sie sie beschriftet und in der ursprünglichen Reihenfolge beiseite, bis der erweiterte Verbund einige Wochen zuverlässig läuft und das Backup die Kontrolle besteht. Bis dahin sind es die letzten Kopien Ihrer Daten; erst danach löschen Sie sie oder verwenden sie anderswo.

Der Rebuild bei der Erweiterung ist fehlgeschlagen und das Volume ist nicht verfügbar. Was nun?

Schalten Sie den Verbund aus, reparieren Sie nichts, legen Sie keinen neuen Verbund an und ändern Sie die Plattenpositionen nicht. Fotografieren Sie die Meldungen und die Reihenfolge der Schächte und lassen Sie die Platten diagnostizieren — im Rahmen der Datenrettung kann eine einfache Erstbeurteilung kostenlos sein, aufwendigere Analysen kalkulieren wir vorab. Die Chance auf Wiederherstellung ist am höchsten, solange niemand die Metadaten des Verbunds mit weiteren Versuchen überschrieben hat.

Wo Sie uns finden

ITHOPE ist eine Firma aus Brno, Tschechien: wir machen Datenrettung von Festplatten, RAID und NAS, PC- und Notebook-Service und IT für Unternehmen, alles im eigenen Labor in der Viniční 3587/216, 615 00 Brno.

Telefon +420 775 556 063 (rund um die Uhr). Das Gerät können Sie persönlich bringen oder per Kurier schicken (Zásilkovna, PPL).