RAID-Rechner für NAS: Wie viel Platz bleibt, und was braucht die Sicherung?

02 / MERKSATZ

RAID ist keine Datensicherung

Der Satz, den wir bei NAS-Prüfungen am häufigsten hören: „Die Daten liegen doch doppelt, da ist ein RAID drin." Ein RAID verteilt die Daten so auf mehrere Platten, dass das Gerät den Ausfall einer Platte übersteht. Es arbeitet in Echtzeit. Genau das ist der Haken, denn jede Änderung landet sofort auf allen Platten, auch die falsche.

• Versehentlich gelöscht oder überschrieben. Die Datei ist auf allen Platten zugleich weg. Zurück kommt sie nur aus einer älteren Version in der Sicherung.
• Verschlüsselungstrojaner. Er verschlüsselt, was er über das Netzwerk erreicht, und das RAID schreibt die verschlüsselten Dateien brav auf jede Platte.
• Stille Datenfehler. In Speichersystemen mit zusammen 1,53 Millionen Platten fanden Forscher über 400.000 Fälle, in denen Daten ohne jede Fehlermeldung nicht mehr stimmten Bairavasundaram u. a. 2008. Ein Spiegel spiegelt so einen Fehler einfach mit.
• Das Gerät selbst. In einer Auswertung von rund 39.000 Speichersystemen gingen nur 20 bis 55 Prozent der Ausfälle auf Platten zurück, der Rest auf Verbindungen und Steuerung Jiang u. a. 2008. Blitz, Wasser und Diebstahl treffen ohnehin alle Platten auf einmal.
• Der zweite Ausfall. Platten aus derselben Lieferung altern gemeinsam, und Ausfälle kommen gehäuft Schroeder und Gibson 2007. Fällt während des Wiederaufbaus eine weitere Platte aus, ist ein RAID 5 verloren.

Ein RAID erspart Ihnen also den Stillstand, wenn eine Platte stirbt. Vor dem Verlust schützt die Sicherung: ein zweites Gerät, mehrere Versionen und eine Kopie außer Haus, wie es die 3-2-1-Regel beschreibt. Und sie zählt erst, wenn die Rücksicherung einmal geprobt ist; wie das geht, steht im Ratgeber zum Wiederherstellungstest. Wie schnell Ihr Betrieb nach einem Ausfall insgesamt wieder arbeitet, zeigt der IT-Notfall-Check.

03 / RAID-ARTEN

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

Der Begriff RAID stammt aus einer Arbeit von 1988: viele günstige Platten im Verbund statt einer großen Patterson u. a. 1988. Alle Stufen beruhen auf zwei Techniken Chen u. a. 1994. Verteilen (Striping) macht schneller, Redundanz schützt vor Ausfällen. Redundanz heißt entweder Spiegel, dann trägt jede Platte alles, oder Parität: eine Prüfsumme, aus der sich eine fehlende Platte neu errechnen lässt. Spiegel kosten mehr Platz, Parität kostet beim Wiederaufbau mehr Zeit.

RAID 1 mit vier Platten ist ein Vierfachspiegel; üblich sind zwei. Kapazitätsregeln nach Synology-Dokumentation und OpenZFS, Stand 13. November 2026.

Abb. 1 · Daten (A1, B1 …), Parität (P, Q, schraffiert) und Spiegelkopie (gestrichelt) auf vier Platten.

Gemischte Plattengrößen: SHR von Synology

ZFS: RAIDZ1 bis RAIDZ3

TrueNAS, Proxmox und andere Systeme mit ZFS fassen Platten zu RAIDZ-Gruppen mit einer, zwei oder drei Paritäten zusammen. OpenZFS gibt die Kapazität ausdrücklich nur ungefähr an, als (Anzahl − Parität) × Plattengröße. Wie viel tatsächlich nutzbar ist, hängt von der Blockgröße ab: Drei Platten im RAIDZ1 mit sehr kleinen Blöcken nutzen nur die Hälfte, also nicht mehr als ein Spiegel. Dazu hält ZFS ein Zweiunddreißigstel des Pools frei, rund 3 %. Empfohlen sind 3 bis 9 Platten je Gruppe.

Der Vorteil von ZFS sind Prüfsummen über alle Daten. In Versuchen mit gezielt eingespielten Fehlern fing ZFS eine breite Palette von Plattenfehlern ab, war gegen Fehler im Arbeitsspeicher aber deutlich weniger geschützt Zhang u. a. 2010. Ein ZFS-Server gehört deshalb auf Hardware mit ECC-Speicher, und auch er braucht eine Sicherung.

04 / TB UND TIB

Warum Windows weniger anzeigt, als auf der Platte steht

05 / AUSFALL

Wenn eine Platte ausfällt: Wiederaufbau und Lesefehler

Die Datenblattangabe von 1 bis 1,5 Millionen Stunden mittlerer Lebensdauer entspricht einer jährlichen Ausfallrate von höchstens 0,88 Prozent. Im Feld wurden jährlich meist 2 bis 4 Prozent der Platten getauscht, in einzelnen Anlagen bis 13 Prozent Schroeder und Gibson 2007. Mit 2 % bis 4 % je Platte fällt bei vier Platten in einem Jahr mit 7,8 % bis 15 % Wahrscheinlichkeit mindestens eine aus. Über fünf Jahre sind es 33 % bis 56 %; mit einem Wiederaufbau sollten Sie also rechnen.

Beim Wiederaufbau wird die Ersatzplatte komplett neu beschrieben. Wir rechnen mit 50 bis 150 MB/s im laufenden NAS; das ist ein Erfahrungswert, die Höchstrate einer großen NAS-Platte liegt laut Datenblatt um 285 MB/s am äußeren Rand. Solange der Wiederaufbau läuft, hat ein RAID 5 keine Reserve.

Das Lesefehler-Risiko, gerechnet und eingeordnet

Datenblätter nennen eine Höchstzahl nicht korrigierbarer Lesefehler: bei Desktop- und vielen NAS-Platten weniger als 1 je 10¹⁴ gelesener Bit, bei Pro- und Enterprise-Platten 1 je 10¹⁵. 10¹⁴ Bit sind 12,5 TB. Liest der Wiederaufbau eines RAID 5 alle übrigen Platten, ist die Wahrscheinlichkeit für mindestens einen Fehler nach dieser Angabe 1 − e^(−gelesene Bit ÷ 10^14). Ein einziger Sektorfehler in dieser Phase genügt für Datenverlust Schroeder u. a. 2010.

Diese Zahlen sind eine Obergrenze, keine Vorhersage. Das Datenblatt nennt einen Höchstwert, keinen Messwert. In der größten Feldstudie dazu entwickelten nur 3,45 Prozent von 1,53 Millionen Platten in 32 Monaten überhaupt einen solchen Sektorfehler Bairavasundaram u. a. 2007. Die Fehler häufen sich aber: auf Platten, die schon welche haben, und auf größeren Platten. Für SSDs taugt die Kennzahl gar nicht, weil Lesefehler dort nicht mit der gelesenen Menge zusammenhingen Schroeder u. a. 2016.

Die Folgerung bleibt trotzdem dieselbe. RAID 5 kann am Wiederaufbau scheitern, und genau daraus entstanden Verfahren mit doppelter Parität Thomasian und Blaum 2009. Modelle auf Felddaten sagen 2- bis 1500-mal so viele Doppelausfälle voraus wie die übliche Formel zur „mittleren Zeit bis zum Datenverlust" Elerath und Pecht 2009. Darum rechnet der Rechner diese Formel gar nicht erst aus, und darum empfiehlt er ab 8 TB je Platte RAID 6 oder SHR-2. Dort wird ein Lesefehler während des Wiederaufbaus über die zweite Parität korrigiert.

Welche RAID-Art bei wie vielen Platten?

Zwei Gewohnheiten senken das Risiko unabhängig von der RAID-Art. Erstens die regelmäßige Datenbereinigung (englisch Scrubbing), die alle Sektoren liest, solange noch Redundanz da ist: Über 60 Prozent der Sektorfehler in der Feldstudie wurden so gefunden Bairavasundaram u. a. 2007, und auch bei RAID 6 hängt die Sicherheit daran Elerath und Schindler 2014. Zweitens ein Blick auf die SMART-Werte. Sie sagen den Ausfall einer einzelnen Platte nicht zuverlässig voraus Pinheiro u. a. 2007, aber eine steigende Zahl umgelagerter Sektoren ist ein starkes Warnzeichen Ma u. a. 2015. Eine solche Platte tauschen wir, bevor sie ausfällt. Ist es schon passiert und das NAS meldet sich nicht mehr, hilft der Ratgeber Festplatte kaputt bei den ersten Schritten.

06 / SICHERUNG

Wie viel Speicher die Datensicherung braucht

Eine Sicherung ist mehr als eine Kopie. Sie hält ältere Stände vor, damit Sie zu dem Tag zurückkönnen, bevor die Datei überschrieben oder verschlüsselt wurde. Übliche Programme sichern beim ersten Lauf alles und danach nur, was sich geändert hat. Aufbewahrt wird gestaffelt, nach dem Großvater-Vater-Sohn-Prinzip: viele tägliche Stände für die letzten Wochen, dazu wöchentliche und monatliche für die Zeit davor.

Der Rechner zählt zur Vollsicherung die Änderungen zwischen allen aufbewahrten Ständen hinzu. Mit der Vorbelegung, 2 TB Daten und 1 Prozent Änderung am Tag bei 14 täglichen, 4 wöchentlichen und 6 monatlichen Versionen, sind das 21 Stände über 150 Tage und höchstens 5 TB je Sicherungsziel. Damit das Ziel höchstens zu 70 % voll wird und Platz für Wachstum bleibt, sollte es 7,14 TB fassen, also eine 8-TB-Platte. Nach der 3-2-1-Regel gibt es zwei solche Ziele, eines davon außer Haus.

Das Ergebnis ist eine Obergrenze. Ändert sich dieselbe Datei jeden Tag, zählt der Rechner sie trotzdem jeden Tag neu. Kompression und Deduplizierung können viel sparen, wie viel, hängt aber stark von Verfahren und Daten ab Meyer und Bolosky 2012. Deshalb ist keine Einsparung vorbelegt; Sie können eine wählen, wenn Sie Ihre Daten kennen. Langfristig zählt weniger der letzte Prozentpunkt als die Unabhängigkeit der Kopien voneinander und dass Fehler früh auffallen Baker u. a. 2006.

Erstsicherung und Rücksicherung: die unterschätzte Zeit

Die Tabelle zeigt, warum eine reine Cloud-Sicherung bei üblichen Anschlüssen oft zu kurz greift. Die erste Übertragung von 2 TB dauert bei 40 Mbit/s Upload 5,8 Tage, die tägliche Änderung danach ist kein Problem. Unbequem wird es im Ernstfall: Alles zurückzuholen dauert bei 100 Mbit/s 2,3 Tage, und so lange steht der Betrieb. Eine zweite Kopie im Haus, etwa auf einem zweiten NAS oder einer USB-Platte, holt dieselben Daten über das Netzwerk mit 1 Gbit/s in 5,6 Stunden zurück. Wie schnell Ihr Anschluss wirklich ist, misst der Speedtest.

07 / VORGEHEN

So planen Sie NAS und Sicherung

1. Datenmenge feststellen. Was liegt heute auf Server, NAS und Arbeitsplätzen, und wie viel kommt im Jahr dazu? Das bestimmt Plattengröße und Sicherungsziel.
2. RAID-Art nach Plattenzahl wählen. Zwei Platten als Spiegel, drei bis vier kleinere als RAID 5 oder SHR-1, ab vier großen Platten RAID 6 oder SHR-2.
3. Platten mischen, aber bewusst. Gleiche Größen nutzen den Platz am besten. Wer aufrüstet, nimmt bei Synology SHR und tauscht die kleinste Platte zuerst.
4. Überwachung einschalten. E-Mail-Benachrichtigung bei Plattenfehlern und eine monatliche Datenbereinigung. Eine Warnung, die niemand liest, schützt nicht.
5. Sicherung auf ein zweites Gerät. Mit Versionen, und eine Kopie außer Haus oder getrennt vom Netz. Das NAS braucht dazu eine USV, damit ein Stromausfall nicht mitten in der Sicherung zuschlägt.
6. Rücksicherung proben. Einmal im Jahr eine Datei und einmal einen ganzen Ordner zurückholen und die Zeit messen.

Wo der Rechner aufhört

• Kapazität vor dem Dateisystem. SHR und RAIDZ sind Näherungen; was das NAS nach dem Einrichten anzeigt, ist verbindlich.
• Risiken als Spanne. Lesefehler nach Datenblatt sind eine Obergrenze, Wiederaufbauzeiten ein Erfahrungswert. Eine Wahrscheinlichkeit für Datenverlust rechnet das Werkzeug bewusst nicht aus.
• Sicherung als Obergrenze. Mehrfach geänderte Dateien zählen mehrfach. Mit den Protokollen Ihrer Sicherungssoftware lässt sich die echte Änderungsrate ablesen.

Wie wir Sicherungen für Betriebe aufbauen, überwachen und im Ernstfall zurückspielen, steht unter Backup und Notfallwiederherstellung. NAS-Geräte und Platten beschaffen wir über die Hardware-Bestellung, größere Speicher und Server planen wir unter Server und Virtualisierung. Ist eine Platte schon ausgefallen und die Daten fehlen, geht es bei der Datenrettung weiter.

08 / FORSCHUNG

Was die Forschung dazu sagt

Die Warnungen im Rechner sind keine Bauchgefühle. Sechs Befunde aus Fachzeitschriften und Konferenzen tragen die wichtigsten Entscheidungen; die vollständige Liste mit Prüfvermerk steht weiter unten.

• Platten fallen öfter aus, als das Datenblatt sagt. Statt höchstens 0,88 Prozent wurden im Feld jährlich meist 2 bis 4 Prozent getauscht, und Ausfälle kamen zeitlich gehäuft Schroeder und Gibson 2007. Der Rechner nennt deshalb die Wahrscheinlichkeit, dass binnen eines Jahres eine Platte ausfällt.
• Sektorfehler sind selten, aber gefährlich im falschen Moment. 3,45 Prozent der Platten waren in 32 Monaten betroffen, mehr bei großen Platten Bairavasundaram u. a. 2007; einer beim Wiederaufbau genügt für Datenverlust Schroeder u. a. 2010.
• Die übliche Zuverlässigkeitsformel unterschätzt Doppelausfälle. Feldnahe Modelle kommen auf 2- bis 1500-mal mehr Elerath und Pecht 2009. Darum rät der Rechner bei großen Platten zu doppelter Parität Thomasian und Blaum 2009.
• Auch RAID 6 ist nicht unverwundbar. In einer Million Platten machten dreifache Fehler 80 Prozent der RAID-6-Ausfälle aus, und umgelagerte Sektoren kündigten Ausfälle an Ma u. a. 2015.
• SSDs fallen seltener aus, lesen aber öfter falsch. Je nach Modell hatten 20 bis 63 Prozent mindestens einen nicht korrigierbaren Lesefehler Schroeder u. a. 2016. Auch ein SSD-NAS braucht Redundanz und Sicherung.
• Gegen stille Fehler helfen nur Prüfsummen und alte Stände. Über 400.000 Fälle verfälschter Daten ohne Fehlermeldung Bairavasundaram u. a. 2008 erklären, warum Versionen in der Sicherung mehr wert sind als ein zweiter Spiegel.

09 / FÜR KI-ASSISTENTEN

Dieses Werkzeug aus einem KI-Assistenten nutzen

Assistenten wie Claude oder ChatGPT, die das Model Context Protocol (MCP) sprechen, können die Rechnung dieser Seite direkt aufrufen, statt sie nachzubauen. Der Server ist öffentlich, braucht keine Anmeldung und speichert nichts. Die Antwort enthält immer den Link auf diese Seite, den Stand der Daten und die Grenzen des Ergebnisses.

Endpunkt

https://aureum-tech.com/mcp

Werkzeug

werkzeug_nas_raid_rechner

Transport

Streamable HTTP, nur lesend

Fragen, bei denen ein Assistent es aufrufen sollte

• „Wie viel Platz habe ich mit vier 8-TB-Platten im RAID 5, und was zeigt Windows davon an?"
• „Lohnt sich SHR bei Platten mit 2, 4, 4 und 8 TB?"
• „Wie groß ist das Risiko eines Lesefehlers beim Wiederaufbau eines RAID 5?"
• „Wie viel Speicher braucht die Sicherung von 3 TB mit 30 Tagesversionen, und wie lange dauert der erste Upload?"

Wie die Anbindung funktioniert und was MCP im eigenen Betrieb leisten kann, steht auf der Seite zu MCP-Integrationen.

10 / HÄUFIGE FRAGEN

Häufige Fragen zu NAS, RAID und Sicherung