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Ein Ort für alle Daten ist unbestritten praktisch. Noch besser wäre, man hätte ihn selber unter Kontrolle und gäbe nichts in fremde Hände. Lässt sich das vielleicht mit einer kleinen NAS-Appliance hinbekommen? Das Linux-Magazin hat es getestet.

Dezentralisierung war der Schlachtruf der Client-Server-Revolution – weg vom Mainframe! Inzwischen schlägt das Pendel zurück – hin zur Cloud! Doch in Zeiten von Amazon, Google und NSA, in Zeiten spektakulärer Hacks mit Abermillionen gestohlener Informationen wissen Privatleute wie Firmen auch, dass private Daten Begehrlichkeiten wecken. Am besten behält man sie deshalb unter eigener Kontrolle. Um die Vorteile einer zentralen Ablage mit denen der Selbstkontrolle kombinieren zu können, müsste man also selber eine Cloud betreiben. Geht das? Das Linux-Magazin hat getestet, wie weit man kommt.

Dazu hat sich die Redaktion vier NAS-Appliances von vier Herstellern besorgt (Tabelle 1). Alle eignen sich auch für kleine Unternehmen oder auch für größere Abteilungen. Sie bleiben mit Platten unter 1000 Euro und sind alle leicht zu administrieren, auch ohne IT-Fachpersonal. Bewusst trifft diese Gruppe eine Auswahl, die eine gewisse Spannbreite repräsentiert, auch wenn die Geräte dann vielleicht nicht mehr in jedem Aspekt direkt vergleichbar sind.

Tabelle 1

Basisdaten der Testgeräte

Basisdaten	QNAP	Synology	Thecus	Netgear
Modell
TS-251	DS-214	N5550	Ready NAS RN31400
Hersteller	QNAP Inc.	Synology	Thecus	Netgear
Betriebssystem	QTS 4.1.1 (Linux 3.12.6)	DSM 5.0-4493 Update 5 (Linux 3.2.40)	Thecus OS 5.0 (Linux 3.10.47)	Ready NAS OS 6.1.9
Preis (inkl. Mwst. ohne Platten)	390 Euro	250 Euro	430 Euro	675 Euro
Hardware
Prozessor	Intel Celeron J1800, 2,41 GHz (Dualcore)	Marvell Armada XP (PJ4Bv7), 1,066 GHz (Dualcore)	Intel Atom D2550, 1,86 GHz (Dualcore)	Intel Atom D2701, 2,13 GHz (Dualcore)
RAM	4 GByte	0,5 GByte	2 GByte	2 GByte
Netzwerkinterface	2x 1-GBit-Ethernet	1x 1-GBit-Ethernet	2x 1-GBit-Ethernet	2x 1-GBit-Ethernet
Netzteile	extern, In: 100-240 V/50-60 Hz; Out: 12 V/5 A	extern, In: 100-240 V/50-60 Hz; Out: 12 V/6 A	intern	extern, In: 100-240 V/50-60 Hz; Out: 12 V/7 A
Disktrays	2	2	5	4
OS auf Flash	ja	nein	ja	nein
Plattentyp	3,5″ und 2,5″	3,5″ und 2,5″	3,5″ und 2,5″	3,5″ und 2,5″
Raid-Level	0/1/JBOD	0/1/JBOD	0/1/5/6/10/JBOD	0/1/5/6/0/JBOD/Xraid 2
Sparedisk	nein	nein	ja	ja
Filesysteme (internal Hds)	Ext 4	Ext 4	Ext 3/Ext 4/XFS/Btr-FS	Btr-FS
USB 3.0	2x	2x	1x	2x
USB 2.0	2x	1x	4x	1x
E-SATA	nein	nein	ja	ja
HDMI	ja	nein	ja	ja
VGA	nein	nein	ja	nein
LCD-Panel	nein	nein	ja	ja
Bauform	Tower, 68 x 102 x 225 mm	Tower, 165 x 108 x 233 mm	Tower, 230 x 190 x 240 mm	Tower, 223 x 134 x 205 mm

QNAP

Dem Gerät von QNAP gebührt der Preis für die beste Software-Ausstattung (Tabelle 2). Mit rund 130 internen Apps verfügt es über rund doppelt so viele wie der direkte Konkurrent von Synology. Quantität ist sicher nicht alles und man mag sich im Einzelfall streiten, ob wirklich jede dieser kleinen Applikationen ihre Berechtigung hat. Immerhin ist die Auswahl riesig, sie umfasst sowohl an die 20 Audio-, Video- und Foto-Server, dazu Applikationen für die Aufzeichnungen von Überwachungskameras, als auch zahlreiche Backup-Applikationen und solche, die sich mit Cloudstorage wie Amazon S3 oder Dropbox synchronisieren.

Daneben gibt es ausgewachsene Business-Applikationen wie Shops oder CRM-Systeme, außerdem jede Menge CMS (darunter Drupal, WordPress, Joomla, …), aber auch Datenbanken wie PostgreSQL und Mongo DB. Mit an Bord sind ebenso diverse Utilities und Entwicklungswerkzeuge (Java, Perl, Python, …), Downloadmanager, Bildungsprogramme und Kommunikationstools. Es gibt fast nichts, was es nicht gibt, aber manches ist doppelt und dreifach.

Gut ausgestattet präsentiert sich auch die Hardware: Eine schnelle USB-3.0-Schnittstelle ist vorhanden, dazu deutlich mehr RAM als bei der Konkurrenz, und zu guter Letzt hat QNAP seinem NAS auch noch einen flinken Prozessor spendiert, der ihm auch in puncto Performance den Platz auf dem obersten Treppchen sichert. Allerdings: Gute Ausstattung und Performance haben ihren Preis, das Gerät von QNAP ist gemessen an seiner Plattenzahl das teuerste im Testfeld.

Synology

Mit rund 60 Apps ist das NAS von Synology zwar nicht ganz so üppig bedient wie das von QNAP, aber immer noch solide bestückt. Alles Wichtige ist hier vorhanden. In Sachen Performance kann das Gerät gut mithalten und liegt knapp hinter, in einzelnen Disziplinen auch mal vor dem Konkurrenten von QNAP. Dabei ist es jedoch deutlich günstiger und im Testfeld die preiswerteste Wahl.

Dafür darf man allerdings keinen HDMI-Ausgang erwarten, den die anderen Testkandidaten vorweisen können (Tabelle 3), und mit USB-Ports ist es auch nicht überreich gesegnet. Den preisbewussten Privatanwender muss das vielleicht nicht sehr bekümmern, zumal ihm das Web-GUI mit schicker Gestaltung und einfacher Bedienung entgegenkommt.

Bei Synology liegt das Betriebssystem so wie auch bei Netgear auf den Datenplatten, wogegen es bei QNAP und Thecus auf einem gesichertem Speicher vorinstalliert ist. Beides hat Vor- und Nachteile. Geräte mit vorinstalliertem OS sind nach dem Einsetzen der Platten sofort konfigurierbar, bei allen anderen muss der Anwender das Betriebssystem erst von einem lokalen Datenträger oder aus dem Internet installieren. Auch sind sie gegen Angriffe relativ sicher, weil sich der Speicherinhalt nicht ohne Weiteres überschreiben lässt. Dafür kann der Kundige das System aber nicht so leicht nach eigenen Vorstellungen modifizieren.

Thecus

Das Gerät von Thecus kann es mit 4- TByte-Platten auf eine Kapazität von netto rund 15 TByte schaffen (Raid 5). Oder man kommt mit 11 TByte aus und kann sich dafür eine globale Sparedisk gönnen. Damit eignet es sich schon eher für professionelle Anwendungen, etwa als zentrale Datenablage für eine kleine Firma oder große Abteilung. Zudem ist das NAS recht preiswert, kostet es doch mit seinen fünf Disktrays nur 40 Euro mehr als die Zwei-Platten-Lösung von QNAP (jeweils ohne Platten).

Freilich ist für den guten Preis auch nicht alles zu haben. So schwächelt die Atom-CPU bei vielen parallel laufenden Tasks, bei vielen kleinen Files oder bei vielen Metadaten-Operationen, wie sie beispielsweise beim Kopieren von Verzeichnisbäumen auftreten.

Nicht zu verstecken braucht sich das Gerät von Thecus dagegen bei der sonstigen Hardware-Ausstattung, im Gegenteil: Einen E-SATA-Port oder ein LCD-Panel hat nicht jeder, einen VGA-Ausgang (zusätzlich zu HDMI) nur dieses Gerät. Nur bei ihm kann der Benutzer auch frei zwischen verschiedenen Filesystemen für die internen Volumes wählen, nur beim Thecus lassen sich die Platten gegen eine unbefugte Entnahme verriegeln und so viele USB-Anschlüsse hat sonst auch kein Mitbewerber.

Netgear

Das Modell von Netgear hat vier Disktrays und erlaubt damit ebenfalls die Konfiguration größerer Volumes. Wie das Modell von Thecus verfügt es über ein LCD-Display, jedoch über keine Bedientasten dafür. Daher kann der Benutzer sich zwar auf diese Weise schnell über die benutzte IP-Adresse informieren, einstellen kann er sie so aber nicht. Ansonsten ist die Hardware-Ausstattung gut, das Gerät allerdings auch nicht billig.

Die Linux-Betriebssoftware, hier heißt sie Ready NAS OS, hinterlässt einen etwas zwiespältigen Eindruck. Einerseits nutzt sie als einziges NAS-Betriebssystem im Test bereits das fortschrittliche Linux-Filesystem Btr-FS per Default und gibt dessen Vorteile – etwa die Möglichkeit, auf einfache Weise Snapshots zu erzeugen – auch in vollem Umfang an den Nutzer weiter. An anderer Stelle wirkt sie aber noch einigermaßen unausgegoren. Sie erzeugt vollkommen kryptische Fehlermeldungen wie »1013050001 pre_proc_add_share() failed with status=1« , die hoffentlich dem Programmierer etwas sagen, für den Anwender aber praktisch nutzlos sind.

Beim Versuch, den Ready NAS Remote Client unter Linux herunterzuladen, wird fälschlicherweise die Version für Mac OS angeboten – offenbar weil es eine Linux-Version gar nicht gibt. Das heißt auch, dass der Linux-Nutzer sein NAS nicht von außen erreichen kann, wenn es hinter einem NAT-Router steht.

Dafür ergeben sich Schleifen im GUI: Klickt der Anwender in der Hauptübersicht etwa den Menüpunkt »Cloud« in der oberen Menüleiste an, landet er auf einer Seite, die drei Dienste präsentiert: »ReadyCloud« , »ReadyNASReplicate« , »ReadyDROP« . Wer hier auf »ReadyCloud« klickt, gelangt via Geräte-Erkennung »Discover« und den Link »Manage« als jeweils einzige Wahlmöglichkeiten wieder zur Hauptübersicht und kann das Spiel von vorn beginnen. Ein Sinn erschließt sich nicht. Das alles ist aber eher lästig und behindert den Betrieb nicht grundsätzlich, zeigt aber Verbesserungspotenzial.

Eigenbau

Beim Durchmustern der Testkandidaten stellt sich mancher vielleicht die Frage: Kann man sich so etwas nicht auch selber bauen? Sicher kann man. Mit einem SoC wie dem Raspberry Pi sogar in ähnlichen physischen Dimensionen. Die kommerziell verfügbaren Geräte nutzen alle das freie Linux als Betriebssystem und verlassen sich auf dessen Bordmittel, kochen also auch nur mit Wasser.

Doch müsste der Bastler bei einem Eigenbau auf ein paar Details verzichten. Ein eigenes GUI für die Single-Click-Installation und grafische Konfiguration ausgesuchter Anwendungen würde fehlen und ließe sich nicht mit vertretbarem Aufwand programmieren. Dienste wie ein dynamisches DNS oder den von innen erreichbaren Server zur Verbindungsvermittlung für Kontaktsuchende von außen könnte er auch kaum selber betreiben. Ein schickes Gehäuse für Rechner und Hotplug-fähige Platten wäre zumindest eine gehörige Herausforderung. Zudem könnte der Admin im Problemfall auch nicht auf den Support zurückgreifen, den ein NAS-Hersteller bietet.

Zu gewinnen hätte er dagegen vermutlich wenig. Sicher gibt es noch Applikationen, die man sich auch auf einem NAS vorstellen könnte, die aber noch nicht im Repository des Herstellers zu finden sind. Das sind aber eher Spezialfälle, und in denen kann er sich unter Umständen auch zu helfen versuchen, indem er sie über den SSH-Zugang nachinstalliert. Das allerdings könnte dann auch den Supportanspruch erlöschen lassen. Netgear beispielsweise behält es sich vor, im Supportfall einen Factory Reset zu verlangen, wenn der Admin den SSH-Zugang aktiviert hatte.

Benchmarks

Für den Hauptteil der Benchmarks haben die Tester auf Intels NAS Performance Toolkit [1] zurückgegriffen, das die Chipfirma speziell für den Vergleich von NAS-Appliances entwickelt hat und das Workloads nachstellt, wie sie für Anwendungen im Heimbereich und bei kleineren Firmen typisch sind. Dazu zählen das Videoplayback mit einem, zwei und vier parallelen Streams (Abbildung 1), die Video-Aufzeichnung, das Arbeiten mit Office-Applikationen (Abbildung 2), Video-Rendering, Filetransfers (Abbildung 3) oder das Kopieren von Verzeichnisbäumen (Abbildung 4).

Abbildung 1: Beim Videoplayback, bei dem hauptsächlich sequenziell gelesen wird, sind die Unterschiede noch nicht so groß. Nur das Gerät von Thecus fällt bei vier parallelen Streams ab.

Abbildung 2: Die beiden Geräte mit Atom-CPU haben das Nachsehen bei typischen Bürojobs.

Abbildung 3: Auch beim Kopieren von Dateien muss das Thecus-Gerät den Mitbewerbern den Vortritt lassen.

Abbildung 4: Beim Kopieren von Verzeichnisbäumen müssen nicht nur die Files geschrieben, sondern auch neue Unterverzeichnisse erzeugt werden. Wieder ist die Atom-Fraktion im Hintertreffen.

Ziel des Performance Toolkit ist es, die Leistung aus der Perspektive des Endusers zu erfassen, in die – anders als bei manchen rein synthetischen Benchmarks – insbesondere auch Caching-Effekte auf Betriebssystemebene und die Leistungsfähigkeit der CPU eingehen.

Gerade Letzteres erwies sich als entscheidender Faktor: Die Atom-CPU im Thecus erreicht mit einem CPU-Mark-Wert [2] von 667 nur rund zwei Drittel der Leistung der Celeron-CPU (1047 CPU-Mark) im Gerät von QNAP. Dieser Unterschied schlägt sich in der Anwendungsperformance nieder, und zwar weniger beim sequenziellen Streaming großer Files als bei kleinen Blockgrößen, mehreren gleichzeitig arbeitenden Usern oder häufigen Metadaten-Änderungen. So beeinflusst die Leistungsfähigkeit der CPU beim Kopieren von Verzeichnissen deutlich die Transferraten (Abbildung 4). Dagegen dominiert beim Videoplayback mit einem Stream das sequenzielle Lesen, und die Unterschiede sind relativ gering.

Private Cloud

Eignen sich die Geräte nun, um eine private Cloud zu betreiben, bei der man Herr der eigenen Daten bleibt und deren Sicherheit in den eigenen Händen behält? Um diese Frage zu beantworten, muss der Anwender sich zuerst überlegen, was er von einer solchen Cloud erwartet: Nur die Speicherung von Dateien? Oder soll sie auch Business-Applikationen anbieten können, beispielsweise Mail- und Webserver, Datenbanken, ein CMS, eine Groupware? Die zweite Frage wäre dann: Welche dieser Funktionen lassen sich mit einem mobilen Gerät von außerhalb des eigenen LAN erreichen?

Um mit der zweiten Frage zu beginnen: Hier ist der Knackpunkt, dass die meisten NAS-Geräte wohl hinter einem NAT-Router stehen. Damit haben sie eine private IP-Adresse, die auf der Welt tausendfach vergeben sein und deshalb nicht geroutet werden kann. Anders gesagt: Das NAS ist von außen nicht zu erreichen.

Mit einem von zwei kleinen Tricks geht es doch. Trick Nummer eins: Die private Adresse ist eigentlich nur beim Verbindungsaufbau von außen hinderlich, weil hier der Sender die Pakete nicht an einen Empfänger mit privater Adresse weiterleiten kann. Deshalb baut das NAS eine Verbindung von innen zu einem Server beim NAS-Hersteller auf. Hier stört seine private Adresse nicht, denn der NAT-Router ersetzt sie beim Verschicken ja durch seine registrierte IP-Adresse, die er vom Internetprovider bekam.

Wer von außen auf das NAS im privaten Netz zugreifen will, der kontaktiert nun nicht direkt das Gerät, sondern den besagten Server beim Hersteller. Dem übergibt er eine ID, anhand derer er die Verbindung finden kann, die das zugehörige NAS zu ihm aufgebaut hat. In der Folge vermittelt dieser Server alle Pakete vom und zum NAS über die beiden Verbindungen, die Nutzer und NAS zu ihm geschaltet haben. Diese Methode beherrscht allerdings das Gerät von Thecus nicht und das von Netgear bietet sie Linux-Anwendern nicht an.

Trick Nummer zwei: Eine andere Möglichkeit besteht darin, die IP-Adresse des NAT-Routers bei einem Dyn-DNS-Dienst zu registrieren und dann im Router eine Portweiterleitung zu konfigurieren. Der Anwender kann dann von außen unter dem beim Dyn-DNS-Dienst registrierten Hostnamen beispielsweise den Webdav-Port des Routers ansprechen, der ihn zum NAS durchreicht.

Das zweite Verfahren ist vor allem für jene Dienste praktikabel, die immer über einen feststehenden Port kommunizieren. Es hat eigentlich nichts mit dem NAS zu tun, außer dass manche NAS-Hersteller wie etwa Synology selbst Dyn-DNS-Dienste betreiben und auch die Routerkonfiguration über das von Microsoft eingeführte Universal-Plug-and-Play-Protokoll (UPnP) übernehmen können. Beide Funktionen sind dann auch in das NAS-GUI integriert (Abbildung 5).

Abbildung 5: Oben die Portweiterleitung im GUI eines NAS (Synology DS214+), unten der im Ergebnis weitergeleitet Port eines NAT-Routers (Fritzbox Fon 7170).

Alle NAS-Geräte verfügen über einen Webserver, den sie ja schon allein für die Darstellung ihres Administrations-GUI brauchen. Damit und mit Trick Nummer zwei ist schon mal der Zugriff von außen auf alle CMS-, CRM-, ERP- oder Groupware-Applikationen sowie Wikis, Webshops oder Backup-Programme problemlos, die ein Webinterface haben. Das betrifft bei den CMS etwa Drupal (Synology, QNAP, Thecus, Netgear), WordPress (QNAP, Thecus, Netgear), Joomla (QNAP, Netgear), Alfresco (Thecus) oder Serendipity (QNAP).

Problemlos sind auch CRM-Applikationen wie Sugar CRM (Synology) oder Vtiger (Synology, QNAP, Thecus), ERP-Programme wie Open ERP (Synology, QNAP, Thecus, Netgear) oder Web ERP (QNAP), Wikis wie Mediawiki (QNAP, Netgear) oder Dokuwiki (Synology, QNAP, Netgear). Genauso gelingt der Zugriff auf alles andere, was (auch) ein Webinterface hat: Groupware, Shops, Mediaserver, Backup-Applikationen, Infrastrukturkomponenten (VPN, DNS, DHCP, Webserver, Mailserver, …). Nicht alle Applikationen werden von jedem NAS angeboten, im Zweifel hilft ein Blick in die Modullisten ([3], [4], [5], [6]).

Genauso selbstverständlich gelangt der Anwender von außen an die reinen Fileserver-Funktionen der NAS-Geräte, sei es via NFS, CIFS, AFP, Webdav oder auch FTP. Teilweise gibt es hierfür extra Bedienoberflächen. Manche Hersteller bieten sogar extra Apps für Android und I-OS an, um etwa die Fotos der Handycam auf dem NAS abzulegen oder von dort Musik zu beziehen. Auch für das Synchronisieren von Verzeichnissen zwischen Mobilgerät und NAS gibt es oft Apps. Schließlich lässt sich das NAS auch als Speichercloud à la Dropbox betreiben – entweder offeriert es dafür Owncloud oder eine eigene Applikation wie Ready Drop bei Netgear oder beides.

Performancefrage

Die Connectivity dürfte also in den meisten Fällen nicht das Problem sein. Dagegen muss man sicher damit rechnen, dass besonders den Geräten mit weniger leistungsfähigen CPUs die Luft knapp wird, wenn viele User parallel auf ihnen arbeiten. Um das zu belegen, haben die Tester mit Hilfe des Apache-HHTP-Server-Benchmarkingtools »ab« jeweils 1000 Requests auf die Webserver der NAS-Geräte losgelassen, die dabei immer die Apache-Willkommenseite abholen sollten, die die Tester vorher auf dem NAS hinterlegt hatten. Dabei haben sie die Anzahl parallel arbeitender User Schritt für Schritt erhöht und für jedes Konkurrenzniveau fünfmal gemessen, wie viele Requests pro Sekunde möglich waren. Aus den Einzelmessungen errechnete sich dann ein Mittelwert.

Wie sich zeigt, ist bei allen Geräten bei ungefähr sechs Usern das Ende der Skalierbarkeit erreicht und die Leistungskurve nähert sich der Waagerechten (Abbildung 6). Zwar geschieht dies auf unterschiedlichem Niveau, aber mehr als allerhöchstens acht gleichzeitige Nutzer verkraftet auch der Schnellste nicht, ohne in die Sättigung zu geraten. Das ist wohlgemerkt nicht die maximale Anzahl bedienbarer User, man wird die Userzahl noch weiter steigern können, bevor die Leistung wieder zu sinken beginnt. Aber der Punkt ist passiert, ab dem mehr User nicht mehr in der Lage sind, zeitgleich mehr Seiten abzurufen.

Abbildung 6: Sechs, höchstens acht gleichzeitige User – dann kippt die Kurve in die Waagerechte. Noch mehr User können dann nicht noch mehr Leistung erhalten.

Fazit

NAS-Geräte sind heute längst keine reinen Datensilos mehr, sondern kleine Universalserver, die allerlei nützliche Dienste anbieten: Zu Hause eher als Mediaserver, die Bilder, Videos und Musik bereitstellen, im professionellen Umfeld auch als Server für Business-Applikationen, Infrastrukturdienste und Backup. Wer die begrenzte Rechenleistung des Geräts nicht überstrapaziert, erhält einen sehr einfach zu administrierenden Helfer. Ein Plus für den Anwender ist, dass er Herr seiner Daten bleibt und sie dennoch von überall erreicht.

Beim Kauf empfiehlt sich ein genauer Blick auf das Preis-Leistungs-Verhältnis. Zusätzlich sollte sich jeder gut überlegen, was er wirklich braucht: Vielleicht muss es ja nicht unbedingt die schnellste Lösung sein, vielleicht locken gerade die Btr-FS-Snapshots, vielleicht kann auch eine ganz spezielle App besonders nützlich sein. Prinzipiell sollte jedermann mit allen Geräten auch ohne viel Fachwissen klarkommen.