Terabytes im Netz

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Um innerhalb der Familie oder Studenten-WG Daten auszutauschen, kann man auf einem beliebigen Rechner im Netzwerk mit ein paar Mausklicks Dateien freigeben. Einen leistungsstarken PC 24 Stunden am Tag durchlaufen zu lassen, nur damit jemand dort ab und zu zugreift, ist jedoch unwirtschaftlich. Er verbrät wenigstens 60 Watt und Ihr Stromanbieter bedankt sich am Jahresende mit einer saftigen Rechnung.

Günstiger ist es, in ein NAS-Gerät (Network Attached Storage) zu investieren. Das ist ein kleiner Server, der eine oder mehrere Festplatten ins Netz bringt. Man bekommt solche Geräte heute schon für rund 150 Euro inklusive 1 Terabyte Speicher. Sie nehmen kaum mehr Leistung auf als eine USB- oder FireWire-Platte, also nur etwa 10 Watt, arbeiten leise, sind kompakt gebaut und einfach zu konfigurieren.

Die Kehrseite der Medaille: Obwohl sich die meisten Netzwerkfestplatten mit einer Gigabit-Ethernet-Schnittstelle schmücken, haben die dort verbauten Embedded-Prozessoren nicht genügend Bums, um Daten mit echtem Gigabit-Tempo zu übertragen Bei 20 Megabyte pro Sekunde ist oft Schluss. Viele schaffen nur um die 10 MByte/s oder noch weniger. Um einen Film zu streamen reicht das zwar aus, doch beim Kopieren großer Datenmengen spürt man die Bremse deutlich.

Von einem Massenspeicher für das kleine Netz darf man auch keine ausgefeilte Benutzerverwaltung erwarten. Das Authentifizieren gegen einen anderen Server per Windows-Domäne fehlt meist. Einige Einstiegsgeräte können nicht einmal Zugriffsrechte für verschiedene Benutzer verwalten, geschweige denn für ganze Gruppen von Benutzern. Oft arbeiten die Netzspeicher nur mit einer Festplatte und sind daher bei den aktuellen Festplattengrößen auf maximal 1,5 Terabyte beschränkt. Wer darauf und auf schnelles Tempo nicht verzichten kann und etwa viele Festplatten in einem RAID-Verbund betreiben möchte, muss sich nach einem mindestens 1000 Euro teuren Profi-NAS umsehen [1] oder sich ein NAS selbst bauen. Selbstschrauben ist allerdings auch nicht viel billiger, wenn die Leistung stimmen soll. Bei der Auswahl der richtigen Hard- und Software lauern viele Fallstricke und nicht zuletzt erfordert ein Selbstbau-NAS erheblichen Konfigurationsaufwand [2] .

Wir konzentrieren uns in diesem Artikel auf 13 energiesparende Netzwerkfestplatten für kleine Gruppen, die die Haushaltskasse höchstens mit 400 Euro belasten. Mit dabei sind Fertig-NAS-Systeme mit eingebauter Platte sowie NAS-Leergehäuse. Alle Geräte sollten besonders einfach zu konfigurieren sein. Ergänzend zu diesem Test finden Sie ab Seite 114 einen Artikel, der sich mit der Datensicherung auf NAS-Geräte beschäftigt. Außerdem geben wir Tipps zur richtigen Konfiguration von NAS-Geräten (siehe c't 5/09, S. 118).

Dieser Test erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. So fehlen etwa NAS-Leergehäuse von Qnap und Synology. Beide Hersteller bringen wohl schon zur CeBIT neue Einstiegsmodelle mit und verkaufen ihre – zum Teil von uns bereits vorgestellten Geräte älterer Generation – derzeit nur noch ab. Testergebnisse zu einigen dieser Modelle finden Sie in [3, 4].

Bauplan

NAS-Leergehäuse werden gerne gekauft, weil der Anwender hier selbst entscheiden darf, welche Festplatte er hineinschraubt. So bestimmt er Preis, Kapazität und Energieverbrauch des Gerätes mit. Außerdem kann man die Platte später gegen eine größere austauschen, was bei einem Komplettgerät so nicht ohne Weiteres möglich ist. Ein Bausatz erfordert dafür mehr Konfigurationsaufwand: Zunächst muss man die Platte in das Gehäuse schrauben und anschließend noch die Firmware von CD aufspielen.

Die Geschwindigkeit des Laufwerks spielt bei einfachen NAS-Geräten keine Rolle, denn die schwachbrüstige Hardware bremst jede moderne Festplatte aus. Daher empfiehlt es sich nicht, die schnellsten Platten zu kaufen, sondern lieber das Augenmerk auf Energiesparfestplatten zu lenken. Wir haben alle Gehäuse in diesem Test mit 1-Terabyte-Platten der Reihe Caviar Green von Western Digital (WD10EADS) bestückt. Die Platten drehen nur mit 5400 U/min und benötigen dadurch im Leerlauf (idle) nur um die 3 Watt und bei Zugriffen lediglich knapp 6 Watt – sparsamere Modelle gibt es derzeit nicht zu kaufen. Zwar arbeiten sie deutlich langsamer als moderne Laufwerke mit 7200 U/min. Doch selbst sie erreichen beim sequenziellen Lesen und Schreiben fast 100 MByte/s und damit vielfach höhere Transferraten als die schnellsten NAS-Gehäuse im Test. Außerdem arbeiten die Caviar-Green-Laufwerke sehr leise. Wie unsere Tabelle zeigt, bevorzugen aus diesen Gründen offenbar auch einige Hersteller von NAS-Komplettgeräten diese Modelle.

Mehr Platz

In die meisten der hier vorgestellten NAS-Geräte passt nur eine Festplatte. Einige erlauben aber auch den Einbau mehrerer Laufwerke, etwa das Thecus N3200 (drei Platten) oder die MightyBox von One Technologies sowie das Promise NS2300N (je zwei Platten). Dort ist es möglich, die Festplatten zu einem logischen Verbund zusammenzufassen.

Ein RAID (Redundant Array of Independent Disks) kann man dabei auf verschiedene Art und Weise konfigurieren: Beim RAID 0 (Striping) werden die Daten über alle Platten verteilt. Wenn dann auch nur eine ausfällt, ist alles im Eimer. Dem steht bei Profi-Geräten ein Performance-Gewinn gegenüber, von dem einfache NAS jedoch nicht profitieren, weil hier das Nadelöhr der Prozessor ist und nicht der Plattenzugriff.

Beim RAID 1 (Mirroring) liegen auf allen Platten dieselben Daten. Das hilft zwar beim Totalausfall einer Platte, doch Fehler im NAS selbst oder versehentliches Löschen betrifft alle Kopien, sodass ein RAID 1 das Backup wichtiger Daten nicht ersetzt, aber doppelte Festplattenkosten bringt.

RAID 5 kombiniert im High-End-Segment die Vorteile beider Verfahren, indem es die Daten so auf mindestens drei Platten verteilt, dass sich bei Ausfall eines Laufwerkes aus den übrigen die gesamte Information rekonstruieren lässt. Doch dazu muss der Prozessor zusätzlich rechnen, sodass einfache NAS-Geräte durch RAID 5 eher langsamer werden. Und für die Redundanz gilt dasselbe wie bei RAID 1: Sie ersetzt das Backup nicht.

Sie sollten daher den Modus „Just a Bunch Of Disks“ (JBOD) wählen. Er fasst alle Platten zu einer großen logischen zusammen. Wenn eine ausfällt, bleibt immerhin eine Chance, die auf den anderen Platten abgelegten Daten zu retten.

Sicher ist sicher

RAID erhöht generell die Ausfallsicherheit und damit die Verfügbarkeit eines Systems, ersetzt aber niemals eine Datensicherung. Die sollte aus Sicherheitsgründen auf einem Speichermedium erfolgen, auf das das NAS nicht ständig zugreift. In Frage kommen hierfür wechselbare Datenträger wie etwa USB-Festplatten oder -Sticks, die man an viele NAS über die vorhandenen USB-2.0-Host-Buchsen anstöpseln kann. Drückt man den bei einigen NAS vorhandenen „Backup-Knopf“, kopieren sie sogar selbstständig Daten von der eingebauten Platte auf ein USB-Laufwerk.

Über die USB-2.0-Host-Anschlüsse lässt sich bei manchen NAS außerdem eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) oder ein Netzwerkdrucker andocken. Wenige Geräte bieten darüber hinaus noch eine USB-2.0-Device-Schnittstelle, um das NAS auch einmal direkt an den Rechner zu stöpseln – beispielsweise, um es erstmalig mit Daten zu betanken. Das gelingt dann meist schneller als übers Netzwerk. eSATA-Buchsen gibt es bei Netzwerkfestplatten nach wie vor sehr selten, und wenn, dann nur, um Festplatten anzudocken. Der Speicherplatz der dort angeschlossenen Platten lässt sich dann im Netz freigeben.

Angeschlossen

Hängt man ein NAS ins lokale Netz, beschafft es sich eine IP-Adresse selbstständig, idealerweise per DHCP. Läuft im LAN kein entsprechender Server, fällt es auf APIPA zurück. Für diesen Fall besitzen manche Geräte einen eigenen DHCP-Server, der dem Konfigurations-PC eine IP zuweist. Um das NAS dann per Webbrowser administrieren zu können, muss man zunächst die IP-Adresse herausfinden. Den meisten Geräten liegt dafür ein Windows-Programm bei, das über ein proprietäres Protokoll versucht, die Adresse der Netzwerkfestplatte zu ermitteln. Das gelingt jedoch nicht immer so zuverlässig wie von den Herstellern im Handbuch beschrieben. Besonders wenn Netzwerk-Einstellungen von NAS und Client-PC gar nicht zueinander passen, geht es meistens schief. Dann ist Handarbeit erforderlich, wie der Artikel auf Seite 118 beschreibt.

Basisarbeit

Auf den meisten NAS-Geräten läuft heute ein Mini-Linux mit dem Open-Source-Server Samba, das auf den jeweiligen Prozessor angepasst ist. Damit eröffnen sich Bastlern interessante Möglichkeiten: Einige Hersteller wie Promise oder Thecus bieten an, ihr Gerät noch um weitere Funktionen, etwa einen Download-Client oder Ähnliches aufzumotzen. Bevor man mit dem Programmieren von Zusatzprogrammen beginnt, lohnt ein Blick auf die Hersteller-Homepage oder die einschlägigen NAS-Fan-Gemeinden im Internet, wo es bereits einige fertige Module zum Download gibt. Die Erweiterungen lädt man dann meist bequem in Form von Programmmodulen per Browser auf das NAS.

Nur wenige Exoten, etwa die Geräte von Freecom oder Vosstronics arbeiten mit einer Spezial-Firmware des taiwanischen Chipsatz-Zulieferers RDC und sind Erweiterungen gegenüber nicht aufgeschlossen.

Protokolle

Alle hier vorgestellten Netzwerkfestplatten beherrschen zum Dateiaustausch mindestens das Protokoll der Windows-Dateifreigabe (Server Message Blocks, SMB) beziehungsweise den Microsoft-Dialekt CIFS (Common Internet File System). Damit können sich alle Client-PCs im Netz – unabhängig, ob auf ihnen Windows, Linux oder Mac OS läuft – mit dem NAS verbinden. Nur einige bessere Geräte beherrschen darüber hinaus noch das Apple-Dateiprotokoll AFP (Apple Filing Protocol) oder das in Linux- und Unix-Umgebungen beliebte NFS (Network File System).

Spricht ein NAS auch FTP (File Transfer Protocol), kann man nicht nur aus dem lokalen Netz, sondern auch von außerhalb über das Internet auf die Netzwerkfestplatte zugreifen – sofern alle Router auf der Netzwerkstrecke mit dem heiklen Protokoll zurechtkommen. Einfacher ist es, wenn das NAS auch noch einen integrierten Webserver bietet. Dann kommt man auch von Neuseeland oder Amerikanisch-Samoa per Browser und ohne Installation eines FTP-Programms an die Daten daheim. Umgekehrt kann das NAS automatisch die eingebaute Festplatte mit neuen Daten aus dem Internet befüllen, wenn auf dem Gerät ein Download- oder Tauschbörsen-Client läuft.

Bild- und Tongeber

NAS-Geräte arbeiten nicht nur als einfacher Dateiserver, sondern eignen sich auch hervorragend zum Aufbau eines Heimunterhaltungsnetzes. Mit Hilfe eines integrierten Medienservers reichen sie das aufgezeichnete Fußballspiel über einen Streaming-Client auf den Fernseher weiter oder beliefern das Internetradio im Badezimmer mit MP3s.

Als Standard für das Streaming von Audio- und Videodateien, hat sich UPnP AV (Universal Plug-and-Play Audio Video) durchgesetzt. Von NAS-Geräten, die dieses Protokoll beherrschen, kann beispielsweise der Windows Media Player Musik und Filme direkt abspielen. Meistens liefern die NAS außerdem Musikdateien an iTunes-Clients aus.

Die meisten Hersteller werben mit UPnP AV, doch einige lassen den Standard links liegen und drehen ihr eigenes Ding. Dann kann es – wie beispielsweise bei den Geräten von Vosstronics oder Level One – zu Inkompatibilitäten mit Streaming-Clients kommen. Das NAS von Vosstronic war für unsere Streaming-Clients nicht sichtbar, das Level-One-NAS tauchte zwar auf, aber es ließen sich keine Dateien von dort abspielen.

Ist ein NAS dagegen nach den Richtlinien der Digital Living Network Alliance (DLNA) zertifiziert, soll es ideal mit ebenfalls DLNA-zertifizierten Streaming-Clients zusammenarbeiten. Die Zertifizierung durch die Digital Living Network Alliance umfasst UPnP V und legt zusätzlich Standardformate und -protokolle fest, die DLNA-Geräte beherrschen müssen: Sie streamen per HTTP und müssen mindestens LPCM für die Audio-, JPEG für die Foto- und MPEG-2 für die Videowiedergabe unterstützen. Obwohl dieser DLNA-Standard schon eine Weile existiert, gibt es nach wie vor sehr wenige DLNA-kompatible Streaming-Clients.

In diesem Test entpuppten sich die DLNA-zertifizierten NAS-Geräte als pflegeleichter als alle anderen. Nur das Promise NS2300N hinterließ trotz DLNA-Zertifizierung keinen guten Eindruck. Es verweigerte die Wiedergabe von HD-Filmen und gewährte keinerlei Zugriff auf Musik.

Hochauflösende Filme mit bester Tonqualität belegen locker mehrere Gigabyte auf der Platte. Doch nur moderne Linux-Dateisysteme wie die in den meisten NAS verwendeten ext2/ext3, ReiserFS und XFS sowie Microsofts NTFS können mit Dateien jenseits von vier GByte umgehen. Wenn der Netzwerkspeicher jedoch das alte FAT32 nutzt, ist schon bei vier oder zwei GByte Schluss – so beispielsweise bei den bereits angesprochenen Geräten mit RDC-Chip. Vosstronics warnt in der technischen Spezifikation immerhin, dass das NAS VTG-KC31NS+ keine Dateien größer als vier GByte verträgt. Bei Freecoms Network Hard Drive fehlt ein Hinweis diesbezüglich. Immerhin liefert es eine Fehlermeldung, wenn man versucht, eine Datei dieser Größe anzulegen. Als Videoablage oder für riesige Datei-Images taugen diese Laufwerke somit nicht.

Recht haben

Eine Rechteverwaltung darf bei einem NAS nicht fehlen. Wer Filme, Steuererklärung oder Haushaltsrechnung vor den Augen seines Nachwuchses oder der WG-Mitbewohner verbergen möchte, braucht einen Zugriffsschutz für Ordner. Doch es gibt dramatische Unterschiede dabei, was die Hersteller unter einer Zugriffsrechteverwaltung verstehen. Die Schere klafft zwischen Einfachst-Netzwerkplatten, die zwar für FTP eine Nutzerverwaltung erlauben, aber SMB-Shares nur mit einem einzigen Passwort geschützt exportieren, bis hin zu professionelleren Geräten mit echter Nutzerverwaltung, die Benutzer sogar in Gruppen verwalten oder zur Authentifizierung einen Windows-Domänen-Server befragen können.

Für den Fall, dass mehrere Benutzer oder Programme versuchen, auf ein und dieselbe Datei in einem Ordner zuzugreifen, sollte ein NAS File und Record Locks beherrschen. Über diese Aufrufe sperrt das NAS eine Datei oder Teile davon, wenn ein anderer sie gerade bearbeitet. Das beherrschten immerhin alle Geräte im Test.

Auch die maximale Anzahl der Verbindungen, die ein Gerät halten kann, sind ein wichtiges Kriterium. Fünf gleichzeitige Verbindungen beim Allnet ALL6260 reichen zwar für einen kleinen Haushalt mit einigen Windows-Clients, doch schon wenige Linux- oder Mac-OS-Rechner im Netz überfordern das NAS. Letztgenannte Systeme öffnen für jede Freigabe eine eigene Verbindung.

Die maximale Anzahl gleichzeitig offener Dateien sollte idealerweise im vierstelligen Bereich liegen. Eine Netzwerkfestplatte hält nämlich oft mehr Dateien offen als nur die, die gerade vom Anwender bearbeitet werden – besonders, wenn auf dem NAS auch Konfigurationsdateien oder temporäre Files lagern.

Damit das NAS den Dateien beim Abspeichern auch den richtigen Zeitstempel verpassen kann, braucht es eine richtig tickende Uhr. Sie lässt sich bei allen Geräten manuell einstellen. Viele NAS holen sich die aktuelle Zeit auf Wunsch aber auch von einem frei konfigurierbaren NTP-Server (Network Time Protocol) aus dem Internet.

Messmethoden

Die Geschwindigkeit von NAS-Geräten haben wir wie üblich beim Kopieren von Dateien mit smbclient 3.2.4 unter Linux gemessen. Zusätzlich finden Sie außerdem Ergebnisse, die wir mit einem Benchmark unter Windows ermittelt haben, der den Windows Explorer simuliert.

Das Betriebsgeräusch maßen wir in unserer schalltoten Messkammer aus einer Entfernung von einem halben Meter in Bereitschaft und unter Last. Dabei bewerten wir alle Netzwerkspeicher anhand der linearen Sone-Skala wie Silent-PCs, denn häufig werden sie im Wohn- oder Arbeitszimmer aufgestellt. Zusätzlich finden Sie zum Vergleich einen Wert für den Schalldruck in dBA.

Darüber hinaus geben wir für jedes Gerät die Leistungsaufnahme an. Sie ist ebenfalls ein wichtiges Entscheidungskriterium beim Kauf eines Netzspeichers, da dieser typischerweise 24 Stunden am Tag läuft und Energie verbraucht. Betrachtet man optimistischerweise die Leistungsaufnahme im Leerlauf (idle) und setzt einen Stromtarif von 20 Cent pro Kilowattstunde, dann verursacht das sparsamste Modell im Testfeld (D-Link DNS-313, 8,7 Watt) jährlich nur etwa 15 Euro Stromkosten, der Spitzenverbraucher (Thecus N3200, 25 Watt) dagegen bis zu 43 Euro.

Zusätzlich Strom sparen kann man, wenn das NAS eine Option bietet, um Festplatten bei ausbleibenden Zugriffen schlafen zu legen. Manche Geräte beherrschen auch ein zeitgesteuertes Hoch- und Herunterfahren. Das heißt, wenn der Anwender weiß, dass zu bestimmten Tageszeiten niemand auf das NAS zugreift, kann er es entsprechend konfigurieren, damit es sich in diesen Zeiten automatisch komplett abschaltet. So kann sich das NAS beispielsweise nachts in den Tiefschlaf legen und Energie sparen und erst morgens wieder in den Dienst gehen. Praktisch ist, wenn es sich trotzdem bei Bedarf aus der Ferne per Wake-On-Lan wecken lässt.

Den vollständigen Artikel finden Sie in c't 5/2009.

Literatur

[1] Boi Feddern, Drei Musketiere, Netzwerkspeicher für gehobene Ansprüche, c't 3/09, S. 156

[2] Boi Feddern, Christof Windeck, Dr. Oliver Diedrich, Datenpumpe, Tipps zum Bau eines schnellen Netzwerkspeichers, c't 26/08, S. 196

[3] Eingenetzt, Neun Netzwerk-Festplattengehäuse zum Selbstbestücken, c't 20/06, S. 152

[4] Abhörsicherer Server, c't 15/07, S. 58

"Terabytes im Netz"

Artikel zum Thema "Terabytes im Netz" finden Sie in der c't 5/2009:
Günstige Netzwerkfestplatten im Test	S. 104
Automatisches Backup auf NAS-Geräte	S. 114
Tipps und Tricks zum souveränen Umgang mit NAS	S. 118

(boi)