25.08.2011 (kfr)
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NAS im Eigenbau I – Grundlagen & Hardware

Gutes NAS muss nicht teuer sein. Technisch versierte Administratoren können sich leistungsfähige NAS-Appliances selbst bauen. In einer 4-teiligen Mini-Serie zeigt speicherguide.de wie es geht und worauf es zu achten gilt: NAS im Eigenbau, Teil 1, Grundlagen & Hardware.

von Max Lessel

Wer ein NAS-System bauen möchte, muss sich als erstes überlegen, was er darauf speichern will. File ist leider nicht gleich File. Die Anforderungen an Fileserver für große Dateien sehen anders aus, als die Vorgaben für Datenspeicher mit kleinen Dateien. Zudem kommt es darauf an, wie viele Benutzer simultan auf das NAS zugreifen, wie das Backup ablaufen soll bzw. wie verfügbar das Ganze sein muss.

SAS oder SATA

SATA-Laufwerke sind groß und günstig und daher eigentlich bestens für NAS-Systeme geeignet -- aber eben nicht für alle. Das Problem der 7.200 Touren schnellen Disks ist dabei nicht unbedingt der Datendurchsatz. Wer mit großen Dateien arbeitet und wenig parallel arbeitende Nutzer betreut, dem genügen die günstigen Laufwerke. Allerdings kommen die Laufwerke vielen parallelen Anfragen auf kleine Dateien nicht hinterher. Wenn ein NAS mehr als ca. 30 simultan zugreifende Anwender bedienen muss die mit kleineren Blöcken arbeiten, sorgen 15.000 Touren SAS-Disks für den nötigen Dampf.

CPU & RAM

Dell »PowerEdge R510«
Dell »PowerEdge R510«

Die Anforderungen eines NAS an die CPU halten sich in Grenzen. Ein einzelner moderner Quad-Core-Prozessor reicht aus. Beim RAM sieht das anders aus. Was das Betriebssystem nicht selbst braucht, nutzt das NAS als Cache für das Dateisystem und beschleunigt damit Schreib- und Lesezugriffe. Dabei ist jedoch Vorsicht geboten. Ein großer Schreib-Cache ist auch ein Risiko, da bei einem Systemabsturz alle darin gepufferten Daten verloren gehen. Vier bis zwölf GByte Cache genügen den meisten Anforderungen, solange der Anwender keine Sonderfunktionen nutzt.

Wer allerdings plant, Features wie Deduplikation auf dem NAS zu betreiben, muss andere Geschütze auffahren. Pro gesicherter Datei sollte der Verwalter bei aktiver Deduplikation etwa 256 Byte RAM einplanen. Auch ein zweiter Prozessor ist hier sehr hilfreich. Zwei Quad-Cores und 24 GByte RAM versorgen ein deduplizierendes NAS mit etwa 100.000 Dateien.

LAN

Die Netzwerkanbindung eines NAS begrenzt dessen Leistung. Oft nützen schnelle Platten nichts, wenn die Appliance lediglich mit einem einzelnen 1-GBit/s-Interface kommuniziert. Ein 1-Gbit/s-Interface pro zehn »normale« NAS-Benutzer sollte das System vorweisen. Wer Vmware via NFS betreibt, sollte ein bis zwei NICs pro Vmware-Server abstellen. Systeme für Power-User dürfen dann schon jedem Anwender ein eigenes Interface spendieren oder gleich auf 10-Gbit/s-Ethernet setzen. Wie effizient die LAN-Anbindung in der Praxis arbeitet, hängt dann auch sehr stark vom verwendeten NAS-Betriebssystem und dessen Netzwerk-Fähigkeiten ab.

RAID-Controller

Hier entscheidet das gewünschte NAS-Betriebs- und -Dateisystem, ob Hardware-RAID überhaupt zum Einsatz kommt. Wer eine Lösung mit ZFS plant, kommt ohne RAID-Controller aus, da dessen Funktionen das Dateisystem übernimmt. Andernfalls erledigt ein vom NAS-OS unterstützter SAS- oder SATA-RAID-Adapter diesen Job. Große Caches auf den RAID-Controllern beschleunigen das NAS. Diese müssen aber zwangsweise über eine Pufferbatterie verfügen, da sonst bei einem Stromausfall die Cache-Daten verloren gehen. Bei NAS-Filern mit vielen Platten empfiehlt sich zudem ein RAID-Adapter mit mehreren Kanälen. Lösungen mit wenigen Kanälen und SAS-Hubs auf der Backplane gefährden die Performance.

Chassis

Supermicro »SuperChassis 846TQ-R900B«
Supermicro »SuperChassis 846TQ-R900B«

Prinzipiell kann jedes Tower- oder Rack-Chassis als NAS-Appliance dienen, sofern er ausreichende Plattenslots mit Hot-Swap-Rahmen vorweist. Viele Hersteller offerieren spezielle NAS-Gehäuse, welche über eine große Zahl an Hot-Swap-Einschüben und eine aktive SAS-Backplane verfügen. Solche Storage-Server finden sich beispielsweise im Portfolio von Supermicro wie das »SC846« mit Platz für 24 3,5-Zoll-Laufwerke. Dell offeriert mit dem »R510« einen geeigneten Server für zwölf 3,5-Zoll-Laufwerke. Das Chassis bestimmt dann auch den RAID-HBA, da die Backplane des Servers für den jeweiligen HBA zertifiziert sein muss.

Für den weiteren Verlauf des Workshops setzt speicherguide.de einen Intel-Barebone »SSR212« ein, der zwölf 3,5-Zoll-Laufwerke fasst, aber von Intel nicht mehr produziert wird. Egal für welche Lösung sich der Administrator entscheidet, mindestens zwei redundante Netzteile sind hier auf jeden Fall Pflicht.

Fazit

Wer plant, ein individuelles NAS zu bauen, sollte nicht zuerst nach der Hardware und Preisen Ausschau halten. Am Anfang steht immer die Analyse dessen, was das Gerät in der Praxis leisten soll. Der Anwendungszweck entscheidet letzten Endes, welche Platten, Gehäuse und Prozessoren zum Einsatz kommen und welches Betriebssystem die Verwaltung übernimmt.