Verständnisfrage bzgl. Ausfallsicherheit bei Konfiguration mit SHR und 4 Festplatten

[KobayashiMaru]

Hallo zusammen,

ich hoffe, für mein Thema habe ich das richtige Unterforum gewählt, da es im Grunde eine Konfigurations-/Verständnisfrage ist, ich aber vor einer Kaufentscheidung stehe und die Anzahl der Festplatten (und NAS-Typ/Anzahl der HDD-Slots) davon abhängen.


Ich möchte mir gerne ein Synology NAS zulegen und informiere mich im Vorfeld über diverse Punkte, da das Thema NAS für mich relativ neu ist. Die grundsätzlichen Konzepte und Möglichkeiten sind mit bekannt, allerdings habe ich selbst noch keine praktische Erfahrung mit Synology-Produkten und insbesondere nicht mit den verschiedenen RAID-Möglichkeiten.

Und da setzt auch meine Frage an, denn ich würde gerne verstehen, wie die Ausfallsicherheit in Bezug auf das "Synology Hybrid RAID" (SHR) funktioniert.

Im vom Synology angebotenen "RAID-Rechner" habe ich einmal beispielhaft 4x 4 TB Festplatten reingezogen. Unterhalb des NAS wird mir dann per farblichen Balken angezeigt, wie viel Speicherplatz zur Verfügung steht und wie viel Speicher für den Schutz verwendet wird.

Mit "SHR" und 4x 4 TB Festplatten sind die Werte wie folgt:

• Verfügbarer Speicherplatz: 12 TB
• Für Schutz verwendet: 4 TB

Als Anfänger im Bereich RAID bin ich bei einem Schutz davon ausgegangen, dass alle Daten einfach gespiegelt werden müssen (ich glaube, das ist RAID 1?), daher bin ich über die obigen Werte verwundert.

Mein (amateurhafter) Gedankengang ist nun: Wenn ich tatsächlich 12 TB an Daten verbraucht habe und eine der 4 Festplatten fällt aus, wieso ist dann der Schutz der Daten trotzdem gegeben? Theoretisch müssten doch 12 TB "als Schutz gesichert werden", damit quasi jede der 4 Festplatten ausfallen darf, ohne, dass man Daten verliert (ich gehe bescheiden davon aus, dass der RAID-Rechner recht hat und mir einfach das Verständnis fehlt ;-) ).


Aus obigem ergeben sich dadurch für mich zwei zentrale Fragen:

1. Wie funktioniert es technisch, dass ich mit SHR und 4x 4TB Festplatten einen Speicherplatz von 12 TB mit gleichzeitiger Ausfall-Sicherheit von 1 Festplatte habe (ich weiß, dass das RAID kein Backup ist)?
2. Ist mein Verständnis korrekt, dass ich mit der Konfiguration "SHR & 4x 4TB Platten" eine 1-Festplatten-Ausfallsicherheit habe, d.h. wenn nur 1 Festplatte teilweise oder ganz ausfällt, verliere ich keine Daten?

Vielen Dank für Eure Hilfe !

 

[Puppetmaster]

1) Es ist technisch so gelöst, dass du von den 4 Platten 3 beliebige herauspicken kannst, und mit der Gesamtheit der dort abgelegten Daten diejenigen Daten der vierten Platte rekonstruieren kannst. Dies wird durch simple mathematisch Operatoren bewerkstelligt. Dieser Umstand (mathematische Operationen) heißt im Umkehrschluss dann auch, dass es immer eines rechnenintensiven Aufwands benötigt, umd die fehlenden Daten zu rekonstruieren - im Gegensatz zu einem RAID1, was einer einfachen Spiegelung entspricht.

2) Genau so ist es aufgrund des in 1) dargelegten Mechanismus.

3) Dies alles ersetzt kein Backup! ;-)

 

[Kurt-oe1kyw]

Willkommen im Forum.
Siehe Puppetmaster oben. Du musst dich vom physikalischen Denken deiner HDDs lösen und sie als "Gesamtpaket" betrachten. Daher ist es egal welche der 4 HDD defekt wird, alles läuft dann auf den verbleibenden 3 HDDs weiter.
Das SHR1 kann ja auch "mitwachsen, dh. entweder steckst du in einen noch leeren HDD Schacht eine HDD dazu, oder du tauscht MINDESTENS 2 (!) HDDs gegen größere HDDs aus. Dadurch wächst der Platz für die Datensicherheit und auch der dir zum Speichern verfügbare Platz.
All das erhöht die Betriebssicherheit, dh. eine HDD fällt aus, Server läuft weiter.
ABER löscht du irrtümlich einen Ordner/Datei so geschieht dies zeitgleich auf allen HDDs! Ohne echtens, externes Backup sind die Daten weg!

Der grobe, grundsätzliche Aufbau für deine Daten ist dann später:

Diskstation > Speicherpool 1 > Volume 1 > gemeinsamer Ordner > ab hier auch deine bisher gewohnte Ordnerstruktur. Wobei du den gemeinsamen Ordner (der Name ist irreführend!) auch als Netzlaufwerk mit dem PC verbinden kannst.
Beispiel Musikdaten:
DS > Speicherpool 1 > Volume 1 > music > deine gewohnte Ornderstruktur > xxx.mp3
Verbindest du jetzt den gemeinsamen Ordner music als Netzlaufwerk dann klickst du am PC auf das Netzlaufwerk X:\deine gewohnte Ordnerstruktur\xxx.mp3
Für dich ändert sich also nur der Laufwerksbuchstabe, alles andere bleibt wie gewohnt.

Für die gemeinsamen Ordner legst du dann Rechte fest. Du definierst welcher User welche Dinge auf diesem gemeinsamen Ordner machen kann.
Wiederum du musst weg vom bisherigen PC Denken mit Partitionieren usw. denn der gemeinsame Ordner music hat so viel Speicherplatz wie im Volume 1 zur Verfügung stellt!
Da steht also in deinem Fall dann 12 TB.
Vergrösserst du den Speicherplatz auf der DS dann vergrössert sich auch /music mit, da steht dann zB 16 TB Verfügbar, usw usw
Im Augenblick hast du mit den aktuellen DSen eine Begrenzung von 108 TB pro Volume.

 

[KobayashiMaru]

Hey Puppetmaster,

vielen Dank für Deine sehr schnelle Antwort!

Ja, dass das RAID kein Backup ist, weiß ich - eine Backup-Lösung erarbeite ich noch separat. Allerdings natürlich vollkommen richtig, dass Du es erwähnst, ich denke das wird bei Anfängern oft verwechselt.

Mir war die Bestätigung, dass ich mit den 4 Platten und SHR tatsächlich eine 1-Festplatten-Ausfallsicherheit habe, sehr wichtig.

1) Es ist technisch so gelöst, dass du von den 4 Platten 3 beliebige herauspicken kannst, und mit der Gesamtheit der dort abgelegten Daten diejenigen Daten der vierten Platte rekonstruieren kannst. Dies wird durch simple mathematisch Operatoren bewerkstelligt.

Sehr gute, präzise Aussage, das hilft mir sehr, danke!

Ist es korrekt, dass SHR ähnlich (nicht gleich) wie RAID 5 ist? Dann würde ich mich einmal in die Details von RAID 5 einlesen, um zu verstehen, wie dies funktioniert.

1)Dieser Umstand (mathematische Operationen) heißt im Umkehrschluss dann auch, dass es immer eines rechnenintensiven Aufwands benötigt, umd die fehlenden Daten zu rekonstruieren - im Gegensatz zu einem RAID1, was einer einfachen Spiegelung entspricht.

Ich verstehe, danke, dass Du das erwähnst. Man muss ja immer gegen seine eigenen Anforderungen abwägen, und Geschwindigkeit spielt bei mir keine Rolle. Ich nehme an, das wäre dann eine Funktion des Disk Managers, so dass ich dort anstoßen bzw. sehen kann, wie die Daten aufgrund einer defekten Platte rekonstrukiert werden? Wie gesagt, wäre es für mich kein Problem, wenn dies mehrere/viele Stunden dauern würde. Die Sicherheit meiner Daten steht an oberster Stelle, Performence relativ weit hinten.

 

[Puppetmaster]

SHR ist im Grunde ein RAID5 in diesem Fall. Hier wird lediglich noch eine weitere logische Schicht darübergelegt. Ziel ist, dass man auch den teilweise ungenutzten Festplattenplatz bei Einsatz von >3 Platten mit unterschiedlichen Kapazitäten nutzen kann. Das kann man auch im RAID Rechner von Synology noch einmal sehen (Unterschied RAID5 und SHR).

Zum Thema Performance: die ist natürlich auch beim regulären Zugriff (insb. bei Schreiboperationen) etwas eingeschränkt, da die Platten eben nicht 1:1 gelesen werden können. Spielt aber eher am oberen Ende der Skala eine Rolle.

 

[KobayashiMaru]

Hi Kurt-oe1kyw,

noch so eine schnelle, sehr hilfreiche Antwort, ihr seid ja echt super

Du musst dich vom physikalischen Denken deiner HDDs lösen und sie als "Gesamtpaket" betrachten. Daher ist es egal welche der 4 HDD defekt wird, alles läuft dann auf den verbleibenden 3 HDDs weiter.

Danke, dass Du das so nochmal sagst - ja, es ist eine Abstraktion des physikalischen Speichers zu einem Volume, so stelle ich es mir vor.

Das SHR1 kann ja auch "mitwachsen, dh. entweder steckst du in einen noch leeren HDD Schacht eine HDD dazu, oder du tauscht MINDESTENS 2 (!) HDDs gegen größere HDDs aus. Dadurch wächst der Platz für die Datensicherheit und auch der dir zum Speichern verfügbare Platz.

Das ist ein wichtiger Punkt, der mir bislang noch neu war.

Wenn ich also z.B. 4x 4 TB Festplatten nutze und ich möchte den Speicher erhöhen, so muss ich zwingend zwei neue Festplatten kaufen, z.b. 2x 6 TB, und damit 2 der 4 TB-Platten ersetzen, korrekt verstanden?


Auf der Seite

https://www.synology.com/de-de/knowledgebase/DSM/tutorial/Storage/What_is_Synology_Hybrid_RAID_SHR

steht z.B.

"Kann ich ein SHR-Volume mit größeren Festplatten, wie etwa 1 bis 3 TB erweitern?

Ja, Sie können ein SHR-Volume erweitern, indem Sie die Festplatten nach und nach austauschen und das Volume mit DiskStation Manager reparieren. Sowie ausreichender redundanter Speicher verfügbar ist, erweitert das SHR-Volume die nutzbare Speicherkapazität."

Daraus hatte ich (evtl. fälschlicherweise) abgeleitet, ich könnte einzelne Platten austauschen, hauptsache sie sind größer.

Diskstation > Speicherpool 1 > Volume 1 > gemeinsamer Ordner > ab hier auch deine bisher gewohnte Ordnerstruktur. Wobei du den gemeinsamen Ordner (der Name ist irreführend!) auch als Netzlaufwerk mit dem PC verbinden kannst.
[...]

Ok, vielen Dank für die Darstellung. Ja, "gemeinsamen Ordner" habe ich beim Lesen auch sofort als irreführend wahrgenommen

 

[Fusion]

Du kannst auch einzelne Platten tauschen, mindestens gleich groß oder größer, bekommst dadurch aber nicht mehr Nutzdatenspeicher zur Verfügung.
Das ausschlaggebende in der Formulierung ist "ausreichender redundanter Speicher".
Ein RAID5 oder SHR-1 ist einfach redundant, deshalb bekommst du nur mehr Nutzdatenspeicher bei SHR-1 wenn du mindestens 2 Festplatten durch größere tauscht. Nur dann kann auf dem Extra Speicher ein RAID1 angelegt werden und dem SHR1 hinzugefügt werden. Würde es mit einer Platte funktionieren wäre ein Teil der Daten dann nicht mehr redundant speicherbar.

 

[KobayashiMaru]

Ja, das macht natürlich Sinn, danke für diese Erläuterung!

 

[Kurt-oe1kyw]

Daraus hatte ich (evtl. fälschlicherweise) abgeleitet, ich könnte einzelne Platten austauschen, hauptsache sie sind größer.

Das ist auch korrekt so, du kannst auch nur eine HDD austauschen, ABER das Ergebnis wird dich vorerst nicht zufriedenstellen

Ausgangspunkt in einem 4 bay NAS:
4 x 4 TB HDD sind eingebaut und laufen als SHR (1), du hast 12 TB Speicherplatz zur Verfügung und bei Ausfall einer HDD passiert nichts.
du tauscht EINE HDD aus und hast dann zB
3 x 4 TB HDD
1 x 10 TB HDD
SHR läuft.
Du hast immer noch 12 TB Speicherplatz zur Verfügung.... ABER du hast das SHR bereits im Hintergrund vorbereitet für eine "nutzbare" Speicherplatzerweitung, wenn du dann später irgendwann eine zweite auch vergrösserst.
WICHTIG!
Das gilt bei AUSTAUSCH einer bestehenden HDD durch eine neue, größere.
Wenn du aber noch leere HDD Schächte frei hast, dann reicht auch das "dazustecken" einer HDD, ABER Aufpassen mit der Speichergrösse!
Angenommen du hast eine 6 bay DS mit 4 HDDs und noch 2 leeren Schächten, dann passiert bei SHR folgendes:

Start:
4 x 4 TB HDD SHR = 12 TB Speicherplatz (12 TB + 4 TB Schutz)
du steckst jetzt in den 5. freien Speicherplatz eine 10 TB HDD, das Ergebnis ist dann
4 x 4 TB
1 x 10 TB
du hast dann "nur" 16 TB Speicherplatz für dich zur Verfügung, weil:

10 TB Speicher für die Betriebssicherheit
16 TB Speicher welche du für dich nutzen kannst.

Also 16 TB Speicher + 10 TB Schutz
Die "grösste" HDD definiert immer den Platz welcher für die "Sicherung" bereitgestellt wird aus dem gesamten "HDD-Paket".
Das ist auch der Grund, warum beim AUSTAUSCH einer HDD vorerst nur der Sicherungsplatz größer wird, aber noch nicht jener für dich zu deiner Verwendung.

Hinweis:
Bei SHR2 (= bei Ausfall von 2 HDDs passiert noch nichts, alles läuft weiter) ABER bei einem Austausch musst du mindestens 4 HDDs (!) austauschen bis endlich mehr Speicherplatz für dich zur Verfügung steht. Bei SHR2.

Es ist also fast so ähnlich wie mit deinem Usernamen, also der Kobayashi-Maru Test wo das Verhalten in Ausweglosen Situationen getestet wird

 

[KobayashiMaru]

Leute das ist ja der Wahnsinn, ein Füllhorn an hilfreichen Informationen, ihr seid ne Top-Community

Kurt-oe1kyw, also Deine Erklärung/die Beispiele werde ich mir mal, wenn das für Dich ok ist, für den späteren Gebrauch speichern - das hat mir viel beigebracht!

Aktuell gehe ich davon aus, dass ich eine 4-Bay-NAS mit 4x 4 TB Platten und SHR nehmen werde, das scheint aktuell für mich die beste Konfiguration zu sein.

Es ist also fast so ähnlich wie mit deinem Usernamen, also der Kobayashi-Maru Test wo das Verhalten in Ausweglosen Situationen getestet wird

Haha ja, aber Du weißt ja sicher auch, wie man den Test bestehen kann, man programmiert ihn um

 

[Synchrotron]

Bitte beachten, dass aktuell die kleineren WDred -HDDs für die Verwendung in einem RAID nicht geeignet sind. Hintergründe finden sich im Forum, Suchbegriff SMR.

 

[KobayashiMaru]

Mensch da bin ich aber froh, dass du diesen Hinweis noch eingeworfen hast, danke!


"Leider" habe ich bereits 4x 4 TB WD Red Platten bestellt, und zwar genau diese hier:

"WD Red 4TB interne Festplatte SATA 6Gb/s 64MB interner Speicher (Cache) 8,9 cm 3,5 Zoll 24x7 5400Rpm optimiert für SOHO NAS Systeme 1-8 Bay HDD RETAIL WD40EFRX"
https://www.amazon.de/gp/product/B00HRNYXL0/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o00_s00


Ich habe mich mit Hilfe des Suchbegriffs "SMR" durch einige Posts gelesen und gesehen, dass "WD*EFRX" Platten wohl nicht betroffen sind (genau kann ich es nicht sagen, da die Posts doch schon sehr vielfältig sind).

Weiterhin habe ich die obigen Platten aus dem Grund gekauft, weil Synology genau diese auf ihrer Kompatibilitätsliste angeben für das DS418play, für welches ich mich entschieden habe.

Ich bin jetzt nochmal die Kommentare auf der Amazon-Seite durchgegangen und habe dort ebenfalls nach "SMR" gesucht: Dort gibt es tatsächlich so einige Hinweise darauf. Diese beziehen sich aber anscheinend auf Falschlieferungen oder falsche Labels, so dass Kunden statt der EFRX die EFAX Modelle erhalten haben.


Für mich als Anfänger in dieser Materie ist das nicht einfach - ich muss ja erkennen können, um welche Art von Problemen es sich handelt wenn solche auftreten und dies auf "SMR" zurückführen. Indes weiß ich nicht, wie ich genau prüfe, ob die von mir bestellten Festplatten SMR nutzen. Allein Dein Hinweis hat mich schon davor bewahrt, "blind" in solche durch SMR verursachten Probleme hineinzutaumeln.


Die Festplatten werden wohl morgen geliefert. Ist es möglich zu prüfen, ob es sich um ein Model mit SMR handelt, z.B. durch das Anschließen der Festplatte an einen PC und Nutzung irgendeines Diagnose-Tools?

 

[Synchrotron]

Wenn sie als EFAX geliefert werden, haben sie SMR. Dann würde ich sie postwendend zurückschicken.

Oft stehen in den Angeboten noch die EFRX (mit CMR), geliefert werden dann aber EFAXe. WD tut so, wie wenn das egal sei, ist halt das neuere Modell. In einem RAID aber tödlich.

Also ggf. zurück damit. Alternativen sind WDred PRO, Iron Wolf oder Toshibas.

Überleg noch mal, ob du wirklich alle 4 Schächte gleich belegen willst. Einen leer lassen hat Vorteile, u.a. kannst du leichter mal Speicher erweitern, oder bei einem Festplattenschaden den RAID durch eine HotSpare-Platte reparieren. Vielleicht nimmst du statt 4x4TB lieber 3x6TB - hat beides netto 12TB.

 

[KobayashiMaru]

Wenn sie als EFAX geliefert werden, haben sie SMR. Dann würde ich sie postwendend zurückschicken.

Ja, genau das werde ich dann auch tun.

Gilt der Umkehrschluss eigentlich auch, also wenn EFRX geliefert wurde, dann haben sie definitiv kein SMR?

Oft stehen in den Angeboten noch die EFRX (mit CMR), geliefert werden dann aber EFAXe. WD tut so, wie wenn das egal sei, ist halt das neuere Modell. In einem RAID aber tödlich.

Ich habe mir gerade vom Amazon Chat nochmal betätigen lassen, dass die EFRX Variante geliefert wird. Ob der durchaus freundliche Mitarbeiter/in jedoch wirklich verstanden hat, was ich meinte, da habe ich so meine Zweifel ;-) Ich muss es nach dem Erhalt selbst genau prüfen.

Überleg noch mal, ob du wirklich alle 4 Schächte gleich belegen willst. Einen leer lassen hat Vorteile, u.a. kannst du leichter mal Speicher erweitern, oder bei einem Festplattenschaden den RAID durch eine HotSpare-Platte reparieren. Vielleicht nimmst du statt 4x4TB lieber 3x6TB - hat beides netto 12TB.

Also das ist ein sehr interessanter Gedanke - ja, ich denke Du hast recht, 3x 6TB wären für mich besser als 4x 4 TB. Es ist zwar etwas teurer, aber die Vorteile überwiegen. Ein guter Rat, vielen Dank!

 

[Wolfi71]

EFRX ist CMR. Das passt dann schon.

 

[KobayashiMaru]

Ok, vielen Dank Wolfi71!

 

[KobayashiMaru]

Also, ein kleines Update bezüglich der gelieferten Festplatten.

Ich habe 4x 4 TB und 3x 6 TB bestellt (WD Red), ALLE sind das Modell "EFAX", also unbrauchbar, obwohl auf der Amazonseite, zumindest beim 4 TB Modell, "EFRX" in der Artikelbeschreibung und auf dem Produktfoto steht.


Durch Zufall habe ich dann noch das hier gefunden:

https://arstechnica.com/gadgets/202...-for-sneaking-smr-disks-into-its-nas-channel/

Die werden also für das "heimliche" Integrieren von SMR verklagt. Beunruhigenderweise ist zu lesen, dass auch Seagate und Toshiba dies wohl tun.

Ich als Anfänger bin ehrlich gesagt nun irritiert und total verwirrt, welche Festplatte ich denn nun überhaupt noch nehmen kann und wo man diese bestellen kann (ich hätte gerne 3x 6 TB oder 3x 8 TB).

 

[Fusion]

Nach aktuellen Kenntnissen mit CMR:
Seagate Ironwolf (oder Pro), bei 6+8 TB.
Western Digital Red Pro mit 6+8TB, und Red (EFAX) mit 8TB. (SMR bis jetzt nur in 2 bis 6 TB Laufwerken)
Toshiba N300, bei 6+8TB.

Hast dich ja schon an die Kompatibilitätsliste von Synology gehalten, das kannst auch weiterhin machen.
Dass du andere Modelle bekommen hast als in der Artikelbeschreibung ist ja nicht das Problem der Platten sondern des Anbeiter und/oder Amazon.

 

[Synchrotron]

Kleiner Hinweis: Das 8TB-Format gilt im Forum als eher laut, warum auch immer. Die meisten Posts beziehen sich dabei auf WDred, manche aber auch auf IronWolf.

 

[KobayashiMaru]

Nach aktuellen Kenntnissen mit CMR:
Seagate Ironwolf (oder Pro), bei 6+8 TB.
Western Digital Red Pro mit 6+8TB, und Red (EFAX) mit 8TB. (SMR bis jetzt nur in 2 bis 6 TB Laufwerken)
Toshiba N300, bei 6+8TB.

Danke für die Auflistung!

Kleiner Hinweis: Das 8TB-Format gilt im Forum als eher laut, warum auch immer. Die meisten Posts beziehen sich dabei auf WDred, manche aber auch auf IronWolf.

Hm interessant, Lautstärke ist für mich schon oft ein Thema, allerdings würde das NAS wahrscheinlich nicht dort stehen, wo die Daten gebraucht werden, sondern in einem anderen Raum, von daher wäre das wohl ok.


Wo Du gerade das Thema Lautstärke ansprichst, wie verhalten sich die Festplatten im NAS eigentlich, wenn sie gerade nicht benötigt werden? Also fährt so eine Festplatte dann auch runter und wenn zugegriffen wird, fährt sie wieder an? Oder Bleiben die Festplatten ständig auf laufen, bis das NAS in den Standby geht?

In meinen Anwendungsszenario sind die Zugriffe nämlich über den Tag hinweg sehr beschränkt, d.h. vielleicht nur ein oder zwei Mal werden Daten auf das NAS geschrieben.