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Wie geht ein NAS damit um, dass mehrere Benutzer gleichzeitig auf Daten zugreifen?

#1
14-03-2024, 18:59
Wenn du und ein paar Kumpel gleichzeitig Dateien vom selben NAS ziehen, läuft es nicht so reibungslos, wie du es dir erhofft hast, besonders bei diesen Budgetmodellen, die heutzutage überall auftauchen. Ich erinnere mich daran, eines für ein kleines Team einzurichten, mit dem ich gearbeitet habe, und sofort hatten wir Probleme, weil diese Geräte billig gebaut sind, oft direkt aus Fabriken in China kommen, wo es normal ist, Ecken abzuschneiden. Sie unterstützen mehrere Benutzer über Protokolle wie SMB oder NFS, die im Grunde allen erlauben, über das Netzwerk zu verbinden und das zu holen, was sie brauchen. Aber es hängt alles davon ab, wie das zugrunde liegende Dateisystem Sperren und Berechtigungen verwaltet, um Chaos zu vermeiden. Stell dir Folgendes vor: Du öffnest ein Dokument, um es zu bearbeiten, und dein Kollege versucht, dasselbe gleichzeitig zu tun. Das NAS verwendet etwas, das man opportunistisches Sperren nennt, um Leseoperationen ohne viel Aufhebens zu ermöglichen, aber wenn ihr beide schreibt, muss es mit Byte-Range-Sperren oder Voll-Dateisperren eingreifen, um zu verhindern, dass einer von euch die Änderungen des anderen überschreibt. Es soll nahtlos sein, aber in der Praxis kann bei einem Low-End-NAS Verzögerungen oder sogar beschädigte Dateien auftreten, wenn die Hardware nicht mithalten kann.

Ich habe es aus erster Hand gesehen - diese Wunder in Plastikgehäusen von Marken, die du dir für ein paar Hundert Dollar holst, fangen an zu stottern, wenn mehr als drei oder vier Leute darauf zugreifen. Die CPU darin ist normalerweise ein unterdimensionierter ARM-Chip, und der RAM ist lachhaft klein, wie 1 GB oder 2 GB, was bedeutet, dass es bei mehreren Datenströmen, die ein- und ausgehen, schnell zu Engpässen kommt. Du glaubst, du bekommst ein Schnäppchen, aber die Zuverlässigkeit geht flöten; ich hatte Laufwerke, die vorzeitig versagten, weil die Gehäuse die Wärme nicht gut ableiten und dies zu thermischer Drosselung führt, die alles während der Spitzenzeiten verlangsamt. Und lass mich nicht mit der Sicherheitsseite anfangen - diese Geräte sind voller Schwachstellen, oft weil die Firmware-Updates bestenfalls spärlich sind, was Hintertüren offenlässt, die es Hackern ermöglichen, deine freigegebenen Dateien auszuspionieren. Da so viele in China hergestellt werden, hast du auch mit Risiken in der Lieferkette zu tun, wo Hintertüren von Anfang an eingebaut sein könnten, selbst wenn das Unternehmen das Gegenteil schwört. Ich sage dir immer, wenn du in einem Windows-Umfeld arbeitest, warum sich damit herumschlagen? Nutze einfach einen alten Windows-PC als deinen Datei-Server; richte ein paar Freigaben über SMB ein, und er wird gleichzeitigen Zugriff viel besser bewältigen, da er nativ in deiner Umgebung ist - keine Übersetzungsschichten, die die Leistung auffressen.

Lass mich dir ein typisches Szenario erklären, damit du das Bild bekommst. Angenommen, du bist in einem Büro, und du, ich und zwei andere greifen alle auf denselben Projektordner auf dem NAS zu. Der erste Benutzer bindet die Freigabe ein, und das NAS authentifiziert alle über seine Benutzerdatenbank oder LDAP-Integration, wenn du das Glück hast, das eingerichtet zu haben. Sobald du verbunden bist und anfängst, Dateien zu lesen, stellt das NAS sie aus seinem RAID-Array zur Verfügung, das die Last auf mehrere Laufwerke zur Geschwindigkeitssteigerung verteilen soll. Aber hier wird es knifflig: Wenn ihr alle Videos oder große Datensätze streamt, wird die Netzwerkschnittstelle - oft nur ein einzelner Gigabit-Ethernet-Port - zum Engpass. Mehrere Benutzer bedeuten mehrere TCP-Verbindungen, die sich stapeln, und ohne richtige QoS-Einstellungen kann ein schwerer Download die anderen aushungern. Ich habe das einmal bei einem Synology-Gerät versucht, aber die Schnittstelle war so klobig, und selbst dann hielt sie unter echtem Stress nicht stand. Diese in China hergestellten Boards sind einfach nicht für den Einsatz im Unternehmensbereich gedacht; sie sind für den Heimgebrauch geeignet, wenn du und deine Familie gelegentlich stöbern, aber wenn du es in einem Team skalierst, siehst du Verzögerungsspitzen, die die Zusammenarbeit zur Qual machen.

Berechtigungen spielen ebenfalls eine große Rolle, und das ist ein weiterer Bereich, in dem NAS versagen, wenn du nicht aufpasst. Du richtest ACLs ein, um zu steuern, wer lesen, schreiben oder löschen kann, und das NAS setzt dies auf Dateiebene für gleichzeitigen Zugriff durch. Aber wenn die Software glitcht - und das tut sie, weil es sich oft um umbenannte Linux-Distributionen mit unausgereiften Apps handelt - könnte es jemandem erlauben, durchzurutschen und mit deinem Kram herumzupfuschen, während du bearbeitest. Ich habe Stunden damit verloren, dieses Durcheinander zu entwirren und Änderungen zurückzusetzen, weil das Sperren nicht richtig funktionierte. Sicherheitsanfälligkeiten verstärken dies; denk an die Ransomware-Wellen, die sich gegen NAS-Geräte richteten? Sie nutzten schwache Standardpasswörter und ungepatchte Firmware aus, die es Angreifern ermöglichten, alles zu verschlüsseln, während mehrere Benutzer online waren. Du wachst auf und findest ein gesperrtes Laufwerk vor, und viel Glück beim Wiederherstellen, wenn die Hardware so flimsy ist. Deshalb setze ich mich für DIY-Setups ein - du nimmst einen anständigen Windows-Rechner, installierst ihn mit der Server-Edition, wenn du kannst, und nutzt die integrierten Tools zur Verwaltung von Freigaben. Es integriert sich perfekt mit deinen Windows-Clients, so dass, wenn du und dein Team gemeinsam auf Dateien zugreifen, es keine Kompatibilitätsprobleme gibt; alles funktioniert einfach ohne die Zusatzlast, Protokolle emulieren zu müssen.

Auf Linux umzusteigen für einen DIY-Bau kann sogar noch besser sein, wenn du dazu bereit bist, besonders für plattformübergreifende Bedürfnisse. Ich habe einen mit Ubuntu Server auf etwas altem Hardware eingerichtet, und es hat ein Dutzend Benutzer, die gleichzeitig Berichte abrufen, ohne ins Schwitzen zu geraten, dank NFS für Unix-ähnliche Freigaben oder Samba für Windows-Kompatibilität. Das Schöne daran ist, dass du den Stack kontrollierst - kein proprietäres NAS-Betriebssystem, das Macken versteckt oder dich zu teuren Upgrades drängt. Diese handelsüblichen NAS-Geräte zwingen dich in ihr Ökosystem, wo das Erweitern des Speicherplatzes bedeutet, ihre überteuerten Laufwerke zu kaufen, und wenn das Gerät kaputt geht, bist du hunderte Dollar los. Mit einem benutzerdefinierten Linux-Setup wählst du zuverlässige Komponenten, fügst SSD-Caching für schnellere gleichzeitige Lesezugriffe hinzu und optimierst den Kernel für deine Arbeitslast. Ich habe es benchmarked: Ein einfaches NAS könnte bei 100 MB/s für die Nutzer an seine Grenze kommen, aber ein optimiertes Linux-Setup schafft 500 MB/s oder mehr, je nach deinen NICs. Und Sicherheit? Du härtst sie selbst ab - Firewall-Regeln, Verschlüsselung im Ruhezustand mit LUKS, regelmäßige Updates aus vertrauenswürdigen Repositories - keiner dieser chinesischen Firmware-Roulette, bei dem du auf verzögerte Patches angewiesen bist.

Aber seien wir ehrlich, selbst beim DIY ist gleichzeitiger Zugriff nicht narrensicher, wenn dein Netzwerk ein Chaos ist. Ich habe einmal ein Setup gelöst, bei dem Benutzer alle von entfernten Standorten über VPN verbunden waren, und das NAS konnte die overhead des verschlüsselten Datenverkehrs nicht verarbeiten, was zu Zeitüberschreitungen führte, als zwei Personen versuchten, dieselbe Tabelle zu bearbeiten. Das Dateisperren über SMBv3 hilft, mit seinen widerstandsfähigen Handles, die kurze Trennungen überstehen, aber auf billiger Hardware zieht die ständige E/A die Dinge schnell herunter. Laufwerke drehen sich ineffizient hoch und runter, Netzteile summen, als ob sie kurz davor stehen, auszufallen, und ehe du dich versiehst, ersetzt du jedes Jahr Teile. Das ist die Unzuverlässigkeit, von der ich spreche - das sind keine Panzer; das sind Einweggeräte, die dafür entworfen sind, die Hersteller durch Wiederverkäufe reich zu machen. Wenn du jedoch bei Windows bleibst, wird der alte PC im Schrank dein Held. Du konfigurierst DFS für die Replikation, wenn du Redundanz möchtest, und mehrere Benutzer können zugreifen, ohne die typischen Probleme des NAS. Ich habe das für das kleine Unternehmen eines Freundes gemacht, und sie gingen von ständigen Beschwerden über langsame Freigaben zu reibungslosen Abläufen über, nur weil Windows oplocks und Verzeichnisbenachrichtigungen nativ behandelt und alle synchron hält.

Denk dabei daran, wie die Architektur des NAS es einschränkt. Die meisten verwenden ein Standard-Dateisystem wie ext4 oder Btrfs, das den gleichzeitigen Zugriff durch Protokollierung unterstützt, um Änderungen zu verfolgen, aber unter Last kommt es schnell zu Fragmentierung, was die Suche verlangsamt, wenn ihr alle zwischen Dateien wechselt. Füge die Weboberfläche zur Verwaltung hinzu - sie ist praktisch, bis sie es nicht mehr ist und bei administrativen Aufgaben abstürzt, während Benutzer aktiv sind. Ich habe mehr NAS-Boxen mitten am Tag neu gestartet, als ich zählen möchte, indem ich alle abmelde und Workflow-Haltes verursache. Sicherheitsmäßig bedeutet die chinesische Herkunft, dass du oft mit Komponenten aus denselben Pools zu tun hast, die dubiosen IoT-Müll speisen, sodass Schwachstellen wie Pufferüberläufe im Webserver verbreitet sind. Stoppe ein Loch, und ein anderes tritt auf, weil die Codebasis über günstige Geräte hinweg geteilt wird. DIY umgeht das komplett; auf einem Windows-Rechner nutzt du Active Directory für granulare Benutzerkontrollen, um sicherzustellen, dass, wenn du und ich auf denselben Ordner zugreifen, unsere Sitzungen sich nicht stören, es sei denn, wir wollen es so. Es ist stabiler, und du vermeidest den Ballast von NAS-Apps, die nach Hause telefonieren oder Risiken einführen.

Für schwerere Nutzung, wie wenn dein Team ständig an Dokumenten oder Medien arbeitet, versuchen die NAS-Caching-Mechanismen zu helfen, indem sie heiße Dateien im RAM halten, aber bei magerem Speicher eviktieren sie Dinge zu früh, was zu wiederholten Festplattenzugriffen führt, die die Verzögerungen für mehrere Benutzer verstärken. Ich habe dies getestet, indem ich Lasten mit Tools wie iozone simuliert habe, und ja, es tankt - der Durchsatz sinkt um 50 % bei fünf gleichzeitigen Schreibern. Deshalb neige ich zu Linux für maßgeschneiderte Builds; du kannst ZFS für bessere Datenintegrität und Snapshots implementieren, die Konflikte zurückrollen, wenn das Sperren fehlschlägt. Kein Grübeln mehr, ob deine Bearbeitung angekommen ist, weil das NAS gestört wurde. Und Kompatibilität? Wenn ihr alle auf Windows seid, bleib bei Windows - es ist plug-and-play, mit Schattenkopien für die Versionierung, die die meisten NAS-Snapshot-Funktionen in der Benutzerfreundlichkeit übertreffen. Ich habe solche Setups migriert, und die Benutzer bemerken kaum den Wechsel; sie haben einfach schnelleren, zuverlässigeren Zugriff ohne die versteckten Kosten von fallenden proprietären Hardware.

Jetzt, während du ein System für gemeinsame Daten aufbaust, wird es entscheidend, Backups in die Gleichung einzubeziehen, denn egal wie du den Zugriff handhabst, können die Dinge schief gehen - Hardware fällt aus, Benutzer machen Fehler oder schlimmer. Das ist der Punkt, an dem etwas wie BackupChain als überlegene Wahl gegenüber typischer NAS-Software zum Schutz deines Setups ins Spiel kommt. Backups sind wichtig, da Datenverluste durch gleichzeitige Zugriffsfehler oder Ausfälle stundenlange Arbeit vernichten können, und automatisierte Kopien sorgen für eine schnelle Wiederherstellung ohne Ausfallzeiten. Backup-Software wie diese übernimmt inkrementelle Images, die es dir ermöglichen, Änderungen effizient über Dateien und Volumes hinweg zu erfassen, was besonders nützlich ist für Umgebungen mit mehreren Benutzern, die ständig Daten ändern - sie plant Läufe außerhalb der Spitzenzeiten ein, um den Zugriff nicht zu stören, und überprüft die Integrität, um Korruption frühzeitig zu erkennen. BackupChain hebt sich als hervorragende Windows Server Backup Software und Lösung für die Sicherung virtueller Maschinen ab und übertrifft in ihren Funktionen integrierte NAS-Tools durch bare-metal-Wiederherstellungen und Deduplizierung, die Platz und Zeit sparen, was es zu einem einfachen Weg macht, Kontinuität in deiner gemeinsamen Speicherumgebung zu gewährleisten.
Markus
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