Alles über NAS

Ein Network Attached Storage (NAS, deutsch «im Netzwerk verbundener Speicher») ist, wie der Name schon andeutet ein zentraler Speicherort für Daten in einem Netzwerk. Aber das ist nur die halbe Wahrheit. Ein NAS kann mehr, als nur Dateien im Netzwerk zur gemeinsamen Verwendung bereitstellen. Es verfügt über einen eigenen Prozessor, Arbeitsspeicher und ein Betriebssystem, auf dem Sie Apps installieren können. Insofern kann man ein NAS als eigenständigen Computer betrachten. Rechner, Smartphones und sonstige Geräte, die mit diesem Netzwerk verbunden sind, können auf die Daten zugreifen, die auf dem NAS-System gespeichert sind, und Funktionen nutzen, die sich als Apps auf dem NAS installieren lassen (Bild 1) – und das nicht nur lokal, sondern bei Bedarf auch weltweit übers Internet.

So kann ein NAS bei Bedarf zum Beispiel

• einen Mailserver betreiben
• eine Webseite hosten
• Dateien automatisch verarbeiten (z. B. Bilder in durchsuchbare PDF-Dateien konvertieren)
• als Media-Server Multimedia-Dateien streamen

Damit geht ein NAS weit über die Möglichkeiten eines Cloud-Speichers hinaus. Aber auch bei seiner Grundfunktion, dem Speichern von Dateien, bietet ein NAS gegenüber normalen Speichermedien wie internen und externen Festplatten, einige Vorteile. Je nach RAID-Modus (dazu später mehr) können Sie ein NAS so konfigurieren, dass Ihre Dateien auf mehreren Laufwerken gespiegelt werden, damit sie bei einem Laufwerksausfall nicht verloren gehen.

Die Anschaffung eines NAS lohnt sich also aus vielen Gründen. Da sich die Funktionen eines NAS sehr individuell anpassen lassen, ist es ein hervorragendes Mittel zur Dateisicherung und -verwaltung für Privatpersonen, Familien, Selbstständige und kleine Unternehmen.

Wie funktioniert ein NAS?

Ein NAS ist ein Server mit einem oder mehreren Laufwerken, wobei es sich um klassische Festplatten (HDD) oder um SSDs handeln kann. Zwei Laufwerke reichen für die meisten Einsatzgebiete aus. Sie lassen sich in einem RAID-Verbund betreiben (dazu später mehr). Drei oder mehr Laufwerke geben Ihnen mehr Auswahl bei möglichen RAID-Modi und natürlich auch eine höhere, maximale Speicherkapazität.

Da NAS-Geräte weder über eine Tastatur noch über einen Bildschirm verfügen, erfolgen die Konfiguration, Nutzung und Verwaltung über eine browserbasierte Bedienoberfläche. Das NAS hat ein eigenes Betriebssystem (Bild 2), das in den meisten Fällen auf Linux basiert.

Die Festplatten lassen sich in leicht zugängliche Festplattenschächte einschieben. Oft sind nicht einmal Schrauben notwendig. Viele Geräte unterstützen zudem «Hot Swapping»: Sie lassen den Austausch einzelner Festplatten oder die Erweiterung des Speicherplatzes im laufenden Betrieb zu.

NAS, Cloud oder externe Festplatte?

Ein zentraler Unterschied zwischen NAS und Cloud: Ein NAS ist ein Gerät mit Festplatten, das in Ihrem eigenen Netzwerk hängt. Daher sind die Daten bei Ihnen gespeichert und gelangen nicht in fremde Hände. Cloud-Anbieter hingegen speichern die Daten auf ihren Servern ab, deren Standort mitunter nicht bekannt ist. Dazu kommt: Die Anschaffung eines NAS-Systems ist mit einmaligen Kosten verbunden, während für einen Speicherplatz in der Cloud ein monatlicher Betrag fällig ist. Lediglich kleine Kapazitäten von wenigen Gigabytes sind manchmal kostenlos.

Der NAS hat Vorteile bei Datenschutz, Kosten und Geschwindigkeit. Die Cloud liegt allenfalls im Hinblick auf Verfügbarkeit vorn. Für Selbstständige und kleine Unternehmen gewinnt das Thema Datenschutz zunehmend an Bedeutung. Personenbezogene Daten werden am besten nicht in Rechenzentren ausserhalb der Schweiz oder EU gespeichert.

Externe Festplatten bieten eine statische Speicherkapazität, da sie sich nur an ein Gerät anschliessen lassen. Ein NAS erhält vom Router eine IP-Adresse, über die es nicht nur für den PC, sondern auch für andere Geräte wie Tablets oder Smartphones erreichbar ist. Darüber hinaus lässt sich ein NAS durch Programme flexibel in den Funktionen erweitern. Das leistet eine externe Festplatte nicht. Bei einem Laufwerksausfall sind die Dateien auf einer externen Festplatte verloren. Ein NAS kann die Dateien auf mehrere Festplatten spiegeln, sodass sie auch dann noch verfügbar sind, wenn eine der Festplatten ausfällt.

Die wichtigsten Überlegungen vor dem NAS-Kauf

Es gibt auf dem Markt zahlreiche NAS-Systeme. Um die richtige Wahl zu treffen, lohnen sich ein paar Grundüberlegungen.

Speichertypen

Die grosse Mehrheit aller NAS-Systeme verwendet als Massenspeicher Festplatten (HDDs). Ein paar wenige Modelle verwenden Solid-State-Laufwerke (SSDs), entweder als Cache zusätzlich zu HDDs (wobei oft verwendete Dateien auf dem schnelleren SSD-Speicher gelagert werden) oder als eigenständiger Massenspeicher.

Empfehlenswerte Laufwerke für die üblichen HDD-NAS-Systeme sind nach wie vor 3.5-Zoll-Festplatten, auch wenn sich vielfach die kleineren 2.5-Zoll-HDDs und -SSDs einsetzen lassen. Für die klassische 3.5"-Festplatte spricht, dass es sie in speziellen NAS-Versionen gibt. Diese sind auf Dauerbetrieb ausgelegt und vertragen die Vibration von benachbarten Laufwerken. Viele Anbieter bieten solche NAS-Laufwerke an, etwa die Serien WD Red Plus, Toshiba NAS oder Seagate Ironwolf. Welche HDD am besten zum NAS-Leergehäuse passt, verraten die Kompatibilitätslisten der NAS-Hersteller. Dort finden sich auch Informationen zur maximal möglichen Kapazität.

Anzahl Laufwerkschächte und RAID

Um von den Vorteilen eines RAID-Verbundes zu profitieren, empfehlen wir in den meisten Fällen ein NAS-System mit zwei oder mehr Laufwerkschächten. Die Anzahl Laufwerkschächte gibt vor, welche RAID-Modi beziehungsweise RAID-Level Sie wählen können.

Ein RAID (Redundant Array of Independent Disks) bezeichnet das Zusammenschalten von mehreren Festplatten zu einem logischen Laufwerk. Das Ziel eines RAID-Verbundes besteht entweder darin, die gespeicherten Daten vor Laufwerksausfällen zu schützen (Redundanz) oder die Lese- und Schreibgeschwindigkeit zu erhöhen. Manche RAID-Level machen auch beides. Üblich und weitverbreitet sind RAID 0 und RAID 1 (Bild 3).

• RAID 0: Um die Leistung zu steigern, setzt RAID 0 auf das Striping-Verfahren. Die gespeicherten Daten werden dabei in Streifen zerlegt und gleichmässig auf alle eingebundenen Festplatten verteilt. So lässt sich die Schreib- und Lesegeschwindigkeit optimieren. Als einziger RAID-Level ohne Redundanz ist RAID 0 als Speicherlösung für sensible Daten ungeeignet. Fällt eines der Laufwerke aus, sind alle Daten verloren. Ein solcher Verbund ist vorrangig als SSD-Alternative für unkritische Anwendungen anzusehen.
• RAID 1: RAID 1 wird auch als Mirroring (Spiegelung) bezeichnet. Alle Schreibzugriffe erfolgen parallel auf zwei Laufwerke, sodass jede Festplatte ein Spiegelbild der anderen darstellt. Alle Daten stehen doppelt zur Verfügung. Auch wenn eines der beiden Laufwerke komplett ausfällt, bleiben alle Daten erhalten. Allerdings steht bei RAID 1 nur die Hälfte der gesamten Plattenkapazität zur Verfügung.
• RAID 5: Als RAID 5 bezeichnet man einen Verbund aus drei oder mehr Festplatten, der einzelne Datenträger in puncto Ausfallsicherheit und Lesegeschwindigkeit deutlich aussticht. Um beide Vorzüge bieten zu können, setzt RAID 5 auf zwei Verfahren: Einerseits verteilt ein solcher Verbund die zu speichernden Dateien wie bei RAID 0 gleichmässig auf alle eingebundenen Festplatten. Andererseits berechnet ein RAID 5 für sämtliche abgelegten Daten Paritätsinformationen, die ebenfalls auf die Speichermedien verteilt werden. Mit diesen Informationen kann das Speichersystem verlorene oder beschädigte Datenblöcke rekonstruieren. Die Vorteile gegenüber RAID 1: Es geht nicht die Hälfte des Speichers verloren, sondern nur ca. ein Viertel bis ein Drittel. Dafür müssen für RAID 5 mindestens drei Festplatten im Einsatz sein.

Empfehlenswert ist dazu der RAID-Rechner von Synology. Mit ihm sehen Sie genau, wie viel Speicherplatz Sie je nach RAID-System und Anzahl Festplatten zur Verfügung haben.

CPU- und RAM-Ausstattung

Die Preisunterschiede der NAS-Systeme ergeben sich neben der Anzahl der Festplattenschächte auch durch die Komponenten wie CPU und RAM. Im Fall des Prozessors können Sie zwischen ARM- und Intel-Architektur wählen. Der Vorteil von ARM liegt im geringen Energiebedarf und findet sich oft bei Modellen der NAS-Einstiegsklasse.

Ab der NAS-Mittelklasse kommen Intel-Prozessoren aus der Celeron-Familie zum Einsatz. Sie bringen im Vergleich zu ARM-Prozessoren mehr Leistung, benötigen aber auch mehr Energie. Ein NAS mit Intel-Prozessor lohnt sich, wenn er neben klassischen Speicherjobs auch für zusätzliche Aufgaben wie Virtualisierung oder KI zum Einsatz kommen soll.

Ähnlich sieht es mit der RAM-Ausstattung aus. In günstigen NAS sind die Speicherbausteine fest verlötet. Bei kostspieligeren Geräten sitzen die RAM-Module in separaten Slots und lassen sich upgraden.

Anschlüsse und Erweiterbarkeit

Der NAS muss mit dem Netzwerk verbunden sein. Deshalb ist es wichtig, über welche physischen Ports er verfügt. Mehrere Ethernet-Ports können sinnvoll sein, wenn man mehr als ein Netzwerk nutzt. Die Durchsatzraten liegen üblicherweise zwischen 1 Gbps (Gigabit pro Sekunde) und 10 Gbps. Je höher die Zahl, desto schneller die Geschwindigkeit. Über USB-Anschlüsse lassen sich externe Festplatten, USB-Sticks oder anderer Geräte anbinden. Für eine schnelle Übertragung bieten manche Modelle einen USB-C- oder Thunderbolt-3-Anschluss an (Bild 4).

Seltener sind HDMI-Anschlüsse. Darüber lässt sich ein NAS direkt an einen Bildschirm anschliessen, etwa um Multimediainhalte ohne Umweg über das Heimnetz am Fernseher zu betrachten. Attraktiv, aber teuer, ist ein blitzschneller Cache-Speicher mit M.2-NVMe-SSDs. Wer viel Multitasking betreibt, kann so sicherstellen, dass die Aufgaben besonders schnell erledigt werden.

NAS-Betriebssysteme

Die verschiedenen Hersteller rüsten ihre NAS mit ihren eigenen Betriebssystemen aus. Dieses macht einen wichtigen Teil des Benutzererlebnisses aus. Hier bestimmen Sie, wer Zugriff auf welche Dateien bekommt, was mit den Dateien geschieht und vieles mehr. Funktionsumfang und Benutzererlebnis können sich von Hersteller zu Hersteller stark unterscheiden. Ein genauerer Blick lohnt sich daher auf jeden Fall.

Synology setzt auf das Betriebssystem DiskStation Manager (DSM, Bild 6). Es basiert auf einem Linux-Derivat. Das System von QNAP nennt sich QTS und basiert auf einem aktuellen Linux-Kernel (Bild 7). QTS zeigt mehr Informationen zugleich als DSM, welches all das ausblendet, was nicht von primärer Bedeutung ist. Sowohl DSM als auch QTS verfügen über eine browserbasierte Bedienoberfläche. Sie bietet einen Desktop mit Verknüpfungen zum Starten von Funktionen und Programmen, eine Taskleiste und ein Benachrichtigungszentrum. Sowohl Synology DSM als auch QNAP QTS haben eigene App-Stores. Neben QTS bietet QNAP spezielle Betriebssystemversionen wie QuTScloud (Bild 8).

Das System von Western Digital heisst MyCloud OS. Dieses hat zwar die einfachste Benutzeroberfläche, liegt aber hinsichtlich Funktionsumfang und Möglichkeiten zur Erweiterung hinter QTS und DSM (Bild 9).

Inbetriebnahme des NAS

Die meisten NAS-Systeme haben von vorn zugängliche Festplattenschächte. Hier ziehen Sie die Wechselrahmen heraus, bestücken sie mit den HDDs und setzen sie wieder in das Gehäuse ein. Bei 3.5-Zoll-Festplatten kommen Sie oft ohne Schrauben aus, da sich die Laufwerke mit seitlichen Clips im Rahmen fixieren lassen. Insgesamt ist die Hardware-Inbetriebnahme auch für Einsteiger*innen leicht zu meistern. Bei WD erfolgt der Einbau bei manchen Modellen von oben.

Ebenso ist es kein Hexenwerk, ein NAS ins Netzwerk zu integrieren. In der Regel bieten die NAS-Hersteller Tools, mit denen Sie das NAS-System leicht im Netzwerk finden. Vielfach helfen Ihnen Installationsassistenten beim Aufspielen der NAS-Bedienoberfläche und bei den ersten Schritten wie Admin-Konto und RAID-Modus. Sie können während der ersten Inbetriebnahme ein Remote-Konto einrichten, über das Sie den NAS von ausserhalb via Internet erreichen, sowohl per Browser als auch über Mobil-Apps, die für Android und iOS zur Verfügung stehen.

Fazit: der eigene Server

Ein NAS bringt die Vorzüge eines Servers ins Wohnzimmer oder Büro. Es lässt sich als Datenspeicher nutzen und über zahlreiche Apps um nützliche Funktionen erweitern. Zu den Anschaffungskosten für ein Leergehäuse kommen üblicherweise noch Kosten für die Festplatten. In der Regel genügen zwei Datenspeicher, die sich in einem RAID-Verbund zusammenschliessen lassen. Ob Synology, QNAP oder ein anderer Hersteller ist letztlich eine Frage des persönlichen Geschmacks.

Dieser Artikel ist in Zusammenarbeit mit PCtipp entstanden.