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NAS-Systeme So finden Sie den richtigen Netzwerkspeicher

Netzwerkfestplatten können große Datenmengen im Heimnetzwerk bereitstellen und zu Miniservern erweitert werden. Das Magazin »c't« erklärt, worauf Sie beim Kauf achten müssen und was Sie fürs Homeoffice brauchen.
Von »c't«-Autor Christof Windeck
Datenspeicher für alles: Ein NAS eignet sich für Back-ups, Musik, Filme und vieles andere

Datenspeicher für alles: Ein NAS eignet sich für Back-ups, Musik, Filme und vieles andere

Foto: Andreas Martini

Die Abkürzung NAS steht für Network Attached Storage, also Massenspeicher mit Netzanbindung, manchmal auch lapidar Netzwerkfestplatte genannt. Die zu Preisen ab rund 100 Euro verkauften NAS-Boxen zum Selbstbestücken mit Festplatten können aber viel mehr als nur Daten speichern und diesen Dienst für alle Geräte im lokalen Netz bereitstellen.

Denn ihre vom jeweiligen Hersteller gepflegte Firmware – gemeint ist damit fast immer ein maßgeschneidertes Betriebssystem mit Linux-Kern – hat eine Fülle eingebauter Funktionen und lässt sich mit Plug-ins komfortabel erweitern. Dann arbeiten NAS-Boxen etwa auch als Medienserver für Fotos, Videos und Musik, dienen als lokales Back-up-Ziel und holen Cloud-Funktionen ins eigene Heim. So muss man vertrauliche Daten nicht mehr in die Hände mehr oder weniger vertrauenswürdiger Cloud-Dienstleister geben.

NAS-Boxen lassen sich leicht mit Festplatten bestücken, meist sogar ohne Werkzeug

NAS-Boxen lassen sich leicht mit Festplatten bestücken, meist sogar ohne Werkzeug

Foto: Melissa Ramson & Andreas Wodrich / c't

Das Angebot an NAS-Boxen ist riesig, allein von den Marktführern Synology und Qnap findet man über 100 Geräte im Handel. Wir konzentrieren uns in dieser Kaufberatung auf günstige Netzwerkspeicher mit zwei Laufwerksschächten (Drive Bays), auch 2-Bay-NAS genannt. Sie bieten ausreichend Kapazität fürs typische Homeoffice und auf Wunsch Schutz vor Festplattenausfällen. Viele sind leise und sparsam, stören also nicht bei der Arbeit. Wer mehr Platz braucht, aber keine weiteren Funktionen, findet die Technik der günstigen Geräte auch in NAS für bis zu vier Platten.

NAS oder nicht?

Ein zentraler Netzwerkspeicher lässt sich auch ohne NAS-Box einrichten, beispielsweise mit einem Raspberry Pi oder mit den NAS-Funktionen eines ohnehin vorhandenen (WLAN-)Routers. Beide Ansätze bringen aber erhebliche Einschränkungen. So eignet sich ein Raspi-NAS nur für Menschen mit ausreichendem Wissen über Linux und Hardware.

Ein Router-NAS bietet nur einen Bruchteil der Funktionen typischer NAS-Boxen und meist viel weniger Performance. Vor allem aber muss man beim Router-NAS eine externe USB-Platte anschließen, was Bedienungsfehler begünstigt: Zieht man versehentlich das USB-Kabel ab, während noch jemand via Netzwerk auf die Platte schreibt, droht Datenverlust. Diese Ansätze taugen also nur für simple Anwendungen, beispielsweise um Kopien von andernorts sicher gespeicherten Mediendateien für den Netzwerkzugriff bereitzustellen.

Auch fast jeder PC lässt sich zum NAS umfunktionieren, etwa indem man unter Windows oder Linux Dateifreigaben einrichtet oder NAS-Software wie TrueNAS oder OpenMediaVault installiert. Mancher ältere PC schluckt aber bei Dauerbetrieb unnötig viel Strom oder rauscht laut, mit einem neu gekauften Mini-PC wiederum wird das NAS teurer als eine fertige Box.

Die Alternativen demonstrieren mit ihren Nachteilen die Vorzüge fertiger NAS-Boxen: Letztere schützen Festplatten mechanisch und kühlen sie leise mit einem temperaturgesteuerten Lüfter. In die NAS-Hardware der etablierten Marken fließt jahrelange Erfahrung ein, zudem pflegen die Hersteller Kompatibilitäts­listen für Festplatten, was das Risiko von Pannen senkt. Man bekommt ein Komplettgerät aus der Serienfertigung inklu­sive Support, Dokumentation sowie mit vorhersagbarer Leistungsaufnahme.

Vor allem aber erleichtern die über mehrere Generationen optimierten NAS-Firm­wares die Einrichtung eines Netzwerk­speichers enorm und mindern das Risiko fataler Bedienungsfehler. Die großen Hersteller liefern auch recht zuverlässig Updates, die Sicherheitslücken schließen – allerdings gilt das nicht für jedes nachträglich installierte Plug-in.

Zur sicheren und zuverlässigen NAS-Konfiguration sind jedoch einige Grundkenntnisse nötig, vor allem sollte man sich mit den Konzepten der Nutzerverwaltung und von Zugriffsberechtigungen beschäftigen. Ausführliche Hinweise zur sicheren NAS-Konfiguration liefern wir in einer der kommenden »c't«-Ausgaben.

Für den Einsatz im ­Homeoffice braucht ein NAS ­Gigabit-Ethernet und USB 3.0 (rechts); ein ­zweiter Ethernet-­Port ist ebenso ­verzichtbar wie eine eSATA-­Buchse (links, rot) zur ­Erweiterung

Für den Einsatz im ­Homeoffice braucht ein NAS ­Gigabit-Ethernet und USB 3.0 (rechts); ein ­zweiter Ethernet-­Port ist ebenso ­verzichtbar wie eine eSATA-­Buchse (links, rot) zur ­Erweiterung

Foto: Melissa Ramson & Andreas Wodrich / c't

NAS-Funktionen

Jeder NAS-Hersteller pflegt sein eigenes Firmware-Ökosystem, darauf geht ein Artikel auf Seite 26 von dem »c't«-Heft 1/2021  näher ein. Die grundsätzlichen Funktionen gleichen sich, weil es letztlich um sogenannte File-Server geht. In der NAS-Box sitzt dazu ein sparsamer Prozessor, auf dem ein angepasstes Linux läuft. Letzteres bindet die Festplatten-, USB- sowie Netzwerkschnittstellen ein, verwaltet den Speicherplatz der eingebauten Datenträger sowie die Rechte der Nutzer, die darauf Zugriff haben sollen.

Ein NAS arbeitet normalerweise ohne Bildschirm, Tastatur und Maus, man konfiguriert es per Browser von einem Computer aus. Dort richtet man üblicherweise sogenannte Dateifreigaben (Shares) ein, auf die anschließend bestimmte Nutzer(-gruppen) Zugriff haben – und andere nicht (Datenschutz). Jedes NAS ermöglicht Datenzugriff über das Windows-Freigabenprotokoll Server Message Block (SMB), früher auch Common Internet File System (CIFS) genannt. Windows-Rechner können eine SMB-Freigabe als Back-up-Ziel nutzen, das ist mit die wichtigste Funktion fürs Homeoffice. Mit SMB kann praktisch jeder aktuelle PC umgehen, egal ob mit Windows, Linux oder Apples macOS; auch für Smartphones und Tablets mit Android oder iOS gibt es passende Apps.

Alle NAS unterstützen noch weitere Netzwerkprotokolle, etwa um Apple-­Rechner mit der Back-up-Funktion Time Machine anzubinden oder für WebDAV-Freigaben. Üblich sind auch Medienserver-Funktionen: Die stellen Video-, Musik- und Bilddateien so im Netz bereit, dass sie etwa von Smart-TVs mit UPnP-Funktionen abgespielt werden können.

Mit Plug-ins aus dem Onlinestore des jeweiligen NAS-Anbieters lassen sich viele weitere Serverfunktionen nachrüsten, etwa smarte Back-up-Dienste oder Cloud-Ersatzfunktionen wie NextCloud. Letztere sind allerdings für die meisten Nutzer nur sinnvoll, wenn sie auch außerhalb des eigenen Netzwerks funktionieren, also von unterwegs – und hier wird es kompliziert: Wer sein NAS etwa per Portweiterleitung und DynDNS-Dienst aus dem Internet erreichbar macht, reißt dabei leicht Sicherheitslücken auf. Für einen heimischen Cloud-Ersatz setzt man besser auf eine VPN-Verbindung ins Heimnetz.

RAID

Festplatten sind mittlerweile mit bis zu 18 Terabyte (TB) Kapazität erhältlich, was für die allermeisten Heimbüros genügt. Man kann im 2-Bay-NAS auch eine einzelne Platte betreiben: Das spart Geld und Strom und reicht oft aus, wenn man wirklich regelmäßige Back-ups pflegt. Weil Festplatten wie jede andere Hardware jederzeit ausfallen können, ist es aber schlauer, eine zweite Platte im NAS für einen redundanten Verbund aus zwei Laufwerken einzusetzen, ein sogenanntes RAID 1. Dabei schreibt das NAS alle Daten gleichzeitig auf beide Laufwerke; fällt eines aus, gehen keine Daten verloren.

Dennoch ersetzt ein RAID kein Back-up, weil es weder vor versehentlichem Löschen schützt noch vor Verschlüsselungstrojanern oder dem Ausfall der NAS-Hardware. Ein NAS ist zwar ein gutes Back-up-Ziel für PCs, aber es sollte stets mindestens eine weitere Kopie auf einem anderen Speichermedium geben, das nicht ständig am Netz hängt und möglichst nicht am gleichen Ort lagert – also auf einer USB-Platte oder verschlüsselt in der Cloud. Manche NAS erledigen Letzteres per Plug-in automatisch.

Geradezu leichtsinnig ist es, zwei NAS-Platten zu einem zwar schnelleren und größeren, aber auch fehleranfälli­geren RAID-0-Verbund zu koppeln – dann vernichtet ein einzelner Plattendefekt sämtliche Daten, weil sie streifenweise auf beide Platten verteilt sind (Stripeset). Auch beim sogenannten JBOD, das den addierten Platz beider Platten zu einem einzigen logischen Volume zusammenfasst, drohen Probleme. Wird der Platz knapp, rüstet man besser eine größere Disk nach.

Speed

Aktuelle 100-Euro-NAS haben Gigabit-­Ethernet-(GE-)Buchsen, die bis zu 115 Megabyte Daten pro Sekunde (MB/s) übertragen. Eine einzelne moderne Platte schafft in ihren schnellsten Zonen noch mehr und genügt also, um große Dateien so schnell wie möglich zu kopieren. Wenn das NAS 100 MB/s schafft, dauert der Transfer einer Back-up-Datei oder eines DVD-Images mit jeweils 4 GB Umfang weniger als 50 Sekunden. Beim Zugriff auf viele kleine Dateien sinkt die Transferrate enorm – das lässt sich aber nur bis zu einem gewissen Grad optimieren und selbst das ist teuer, weil man ein NAS mit viel RAM und SSD-Bestückung braucht. Das lohnt sich für Kleinbüros ebenso selten wie ein schnellerer Ethernet-Anschluss mit 2,5-Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) schnellem Ethernet oder gar 10 Gbit/s. Denn um das auszureizen, braucht man auch einen schnellen Switch sowie die passenden Anschlüsse am PC.

Wenn Sie Ihr NAS vor allem per WLAN nutzen, können Sie die volle Transferrate selbst mit Wi-Fi 6 nur dann ausschöpfen, wenn sich das Notebook nahe beim WLAN-Router befindet. Die WLAN-Transferrate sinkt mit wachsender Entfernung rasch. Anders gesagt: Wenn das Notebook meist eine schwache WLAN-Verbindung hat, brauchen Sie kein schnelles NAS. Müssen Sie sehr häufig große Dateien übertragen, nehmen Sie lieber ein Ethernetkabel. Für Notebooks ohne Ethernet gibt es entsprechende USB-­Adapter ab etwa 15 Euro; sie brauchen einen USB-3.0-Port, USB 2.0 ist dafür zu lahm.

Obwohl die meisten NAS-Prozessörchen AES-Beschleuniger zum Verschlüsseln von Daten beim Schreiben auf die Platten haben, kann die Transferrate deutlich sinken. Sie müssen selbst abwägen, wie stark das stört. Wer Kundendaten auf dem NAS ablegen möchte, sollte die Verschlüsselung mindestens für eine dafür reservierte Freigabe aktivieren – zu leicht geraten Daten in falsche Hände, etwa wenn man das Gerät zur Reparatur einschickt.

Fürs Back-up auf eine externe Festplatte sollte das NAS eine USB-3.0-Buchse haben (auch als USB 3.2 Gen 1 bezeichnet); das ist selbst bei günstigen Geräten inzwischen der Fall.

NAS-Festplatten

Wie viel Speicherplatz ein NAS haben soll, lässt sich nicht pauschal beantworten, weil es dabei auf Ihre individuellen Wünsche ankommt. Als Back-up-Ziel fürs Home­office braucht man aber zunächst nicht viel mehr als die doppelte bis dreifache Kapazität der SSDs und Platten der eigenen Computer. Kaufen Sie keine extrem überdimensionierten Laufwerke, nicht bloß weil sie teuer sind, sondern auch weil sie nicht ewig leben. Sinnvoller ist es, nach drei bis vier Jahren einen Umzug auf größere und dann auch frische Platten einzuplanen. Die alten kann man dann als zusätzliches Back-up einlagern.

Zwar lassen sich grundsätzlich fast alle Platten im NAS verwenden; in die meisten passen sogar die sparsameren und leiseren 2,5-Zoll-Laufwerke für Notebooks. Es ist aber ratsam, sich bei der Auswahl an die Kompatibilitätslisten des NAS-Herstellers zu halten und Platten zu nehmen, die speziell für den NAS-Betrieb ausgelegt sind.

Alle drei verbliebenen Festplattenhersteller Seagate, Toshiba und Western Digital (WD) bieten für kleine NAS spezielle Laufwerksfamilien an. Deren Eigenschaften (und Preise) liegen zwischen jenen für Desktop-PCs und jenen für große NAS und »Enterprise«-Server. Anders als Desktop-Typen sind die NAS-Versionen für Dauerbetrieb ausgelegt, vertragen Vibrationen durch andere Platten im gleichen System besser und arbeiten relativ sparsam. Sie drehen aber langsamer als die schnelleren Typen für größere Server, kompensieren Vibrationen nicht aktiv und sind für geringere jährliche Datentransfermengen ausgelegt. Letzteres dürfte im Homeoffice aber nicht ausschlaggebend sein.

Die drei großen Festplattenhersteller verkaufen Laufwerke speziell für kleine NAS; achten Sie auf ein Modell mit kon­ventioneller Aufzeichnung, also ohne SMR-Technik wie bei ­dieser WD Red

Die drei großen Festplattenhersteller verkaufen Laufwerke speziell für kleine NAS; achten Sie auf ein Modell mit kon­ventioneller Aufzeichnung, also ohne SMR-Technik wie bei ­dieser WD Red

Foto: Melissa Ramson & Andreas Wodrich / c't

Eine bekannte Plattenbaureihe für kleine NAS ist die WD Red, die mittlerweile WD Red Plus heißt. Allerdings verärgerte WD Mitte 2020 einige Käufer mit verwirrenden Datenangaben: So lieferte man stillschweigend WD-Red-Platten mit der Aufzeichnungstechnik Shingled Magnetic Recording (SMR), die in manchen Konstellationen zu Problemen führen kann. Besser für kleine NAS ist Conventional Magnetic Recording (CMR) – und genau diese Technik steckt in der WD Red Plus. Außerdem verkaufte WD Platten der »5400-Touren-Klasse«, deren Magnetscheiben tatsächlich 7200-mal pro Minute rotieren und dafür etwas mehr Strom schlucken.

Die zur WD Red Plus vergleichbare Toshiba-Baureihe heißt schlicht »NAS Drive«, Seagate empfiehlt die Serie »Ironwolf«. Die 4-TB-Modelle der genannten Plattenfamilien kosten ab 90 Euro, 2- und 3-TB-Modelle sind nur wenig billiger und lohnen sich deshalb nicht mehr. Bei NAS-Platten mit 6 und 8 TB zahlt man ähnlich viel pro Terabyte wie bei den 4-TB-Typen, ab 10 TB wird es teurer. Platten ab 8 TB, die bei gleicher Kapazität und Drehzahl etwas sparsamer arbeiten, gibt es auch mit Heliumfüllung.

Ein NAS lässt man üblicherweise ständig laufen, die meisten schalten ihre Platten nach einiger Zeit ohne Zugriffe automatisch ab. Einfache NAS nehmen im Leerlauf mit stehenden Platten rund 5 bis 15 Watt Leistung auf. Bei einem Strompreis von 30 Cent pro Kilowattstunde summiert sich das auf 13 bis 40 Euro jährlich. Bei Zugriffen braucht der NAS-Prozessor mehr Strom und jede Platte zwischen 4 und 8 Watt, folglich stehen in diesem Beispiel zwischen 13 und 31 Watt an. Weil ein NAS im Homeoffice selten mehr als je vier Stunden an 230 Werktagen im Jahr Daten überträgt, kommen dafür bloß 4 bis 9 Euro hinzu, in der Summe ergeben sich also 17 bis 48 Euro. Würden die Platten ständig drehen, wären es stattdessen zwischen 34 und 103 Euro.

Der richtige Standort

Festplatten vertragen Stöße und Hitze schlecht. Auch Staub, Schmutz, Feuchtigkeit (Keller, Küche) sowie Vibrationen anderer Geräte (Drucker) können einem NAS-­Probleme verursachen. Im Home­office sollte ein NAS zudem außerhalb der Reichweite von Kindern und Haustieren stehen. Wenn es im Stromnetz an Ihrem Wohnort öfters zu Störungen kommt, schützt eine unterbrechungssichere Strom­versorgung (USV) vor Hardwaredefekten und daraus resultierendem Datenverlust.

Denken Sie an regelmäßige Back-ups und den Datenschutz, vor allem wenn Sie Daten von Kunden und Kollegen verarbeiten (DSGVO). Dabei hilft Verschlüsselung.

Einen Test mehrerer NAS-Systeme sowie eine Betrachtung der verschiedenen NAS-Betriebssysteme finden Sie in der »c't« 1/2021 .