RAID-Z-Rechner: nutzbare ZFS-Kapazität für Z1, Z2 und Z3
Von Leon Fischer · Daten geprüft von Daniel Krüger · Aktualisiert Bei 6 × 20 TB in RAID-Z2 bleiben rechnerisch 80 TB nutzbar, also rund 72,8 TiB: Zwei der sechs Platten gehen an die Parität. Rechnen Sie zusätzlich die ZFS-Reserve von etwa einem Zweiunddreißigstel ab, dann meldet TrueNAS Ihnen am Ende rund 70,5 TiB. Genau diese letzte Zahl fehlt in fast jedem anderen Rechner, und genau sie sehen Sie später auf dem Bildschirm.
Als Amazon-Partner verdienen wir an qualifizierten Verkäufen.
RAID-Z2 (doppelte Parität)
Mehrere vdevs teilen die Platten in gleich große Gruppen auf. Jede Gruppe trägt ihre eigene Parität, deshalb steigt die Ausfallsicherheit, die nutzbare Kapazität sinkt.
Das sind 80 TB in Herstellerschreibweise. Nach Abzug der ZFS-Reserve von etwa 2,5 TB bleiben in der Praxis 70,49 TiB übrig. Diese kleinere Zahl sehen Sie später in TrueNAS.
Bestückung: ab 5.231 € für 6 × 20 TB (zusammen 43,59 €/TB)
Wie RAID-Z rechnet
RAID-Z verhält sich in der Kapazitätsrechnung wie RAID 5 und RAID 6: Die nutzbare Kapazität eines vdev ist die Zahl der Platten minus der Paritätsplatten, multipliziert mit der kleinsten Platte im vdev. RAID-Z1 opfert eine Platte, RAID-Z2 zwei, RAID-Z3 drei. Ein ZFS-Pool besteht aus einem oder mehreren vdevs; die Kapazitäten der vdevs addieren sich, die Ausfallsicherheit gilt aber immer nur je vdev.
Das ist der Punkt, an dem ZFS-Neulinge am häufigsten stolpern: Ein vdev ist die Einheit der Ausfallsicherheit, nicht der Pool. Wenn ein vdev stirbt, ist der komplette Pool verloren, auch die Daten auf den anderen vdevs. Zwei RAID-Z1-vdevs sind deshalb nicht dasselbe wie ein RAID-Z2-vdev.
Die ZFS-Reserve, die sonst niemand ausweist
ZFS hält rund ein Zweiunddreißigstel des Pools zurück, ungefähr 3,2 Prozent. Diese Reserve heißt Slop Space und existiert, weil ein Copy-on-Write-Dateisystem selbst zum Löschen noch schreiben können muss: Ein bis zum letzten Byte vollgeschriebener ZFS-Pool ließe sich nicht mehr aufräumen. Bei einem 80-TB-Pool sind das gut 2,5 TB, die schlicht nicht zur Verfügung stehen. Dieser Rechner zieht sie aus und weist sie getrennt aus, statt Ihnen eine Zahl zu zeigen, die TrueNAS später nicht bestätigt.
Wählen Sie RAID-Z1, wenn …
… Sie drei bis fünf Platten haben, diese kleiner als etwa 12 TB sind und Ihre Daten ein Backup an anderer Stelle haben. RAID-Z1 ist der ZFS-Einstieg und für kleine Pools vertretbar.
Wählen Sie RAID-Z2, wenn …
… Sie sechs oder mehr Platten haben oder Platten ab 12 TB einsetzen. Das ist der Standardfall für Heimserver und der Grund, warum dieser Rechner mit RAID-Z2 vorbelegt ist. Der Grund ist das Resilvern: ZFS liest dabei jede verbliebene Platte, und je größer die Platten, desto länger dauert das und desto wahrscheinlicher fällt in diesem Fenster eine zweite aus.
Wählen Sie RAID-Z3, wenn …
… Sie zehn und mehr Platten in einem vdev betreiben oder Platten jenseits von 20 TB einsetzen und die Daten wirklich nicht ersetzbar sind. In privaten Heimservern ist das selten nötig; ab dieser Größenordnung lohnt eher der Gedanke an zwei vdevs.
Gemischte Plattengrößen sind bei ZFS teuer
ZFS kennt kein SHR. Stecken Sie eine 20-TB-Platte zu fünf 8-TB-Platten in ein vdev, rechnet ZFS mit 8 TB und der Rest der großen Platte liegt brach. Wenn Sie einen Stapel unterschiedlich großer Platten haben, ist ZFS die falsche Wahl: Dann sind Unraid oder ein Synology mit SHR deutlich wirtschaftlicher. Der Rechner oben zeigt Ihnen den verschenkten Platz an, damit die Entscheidung auf Zahlen beruht.
Was Sie noch brauchen
Wie viel Arbeitsspeicher Ihr ZFS-Pool tatsächlich braucht, rechnet der TrueNAS-RAM-Rechner aus, und er räumt gleich mit der überzogenen „1 GB je TB“-Faustregel auf. In den Pool gehören ausschließlich CMR-Platten: SMR und ZFS vertragen sich beim Resilvern ausgesprochen schlecht.
Häufige Fragen
Wie viel Speicher bleibt bei 6 Festplatten mit je 20 TB in RAID-Z2?
Rechnerisch 80 TB, also rund 72,8 TiB: RAID-Z2 opfert zwei der sechs Platten an die Parität, es bleiben vier mal 20 TB. Davon hält ZFS noch etwa ein Zweiunddreißigstel als Reserve zurück, damit der Pool auch im vollen Zustand beschreibbar bleibt. In TrueNAS sehen Sie deshalb am Ende rund 70,5 TiB.
Was ist der Unterschied zwischen RAID-Z1, Z2 und Z3?
Die Anzahl der Paritätsplatten. RAID-Z1 verkraftet den Ausfall einer Platte, RAID-Z2 zwei, RAID-Z3 drei. Jede Paritätsstufe kostet eine ganze Platte an nutzbarer Kapazität. Bei sechs 20-TB-Platten bedeutet das: Z1 gibt 100 TB, Z2 gibt 80 TB, Z3 gibt 60 TB.
Warum zeigt TrueNAS weniger Speicher an, als der Rechner sagt?
Aus zwei Gründen, die sich addieren. Erstens rechnet ZFS in TiB, während die Festplatte in TB verkauft wird: Das kostet rund 9 Prozent. Zweitens hält ZFS etwa 3 Prozent des Pools als sogenannte Slop Space zurück, damit ein voller Pool nicht unbeschreibbar wird. Dieser Rechner zeigt Ihnen beide Abzüge getrennt, damit die Zahl in TrueNAS Sie nicht überrascht.
Kann ich einem RAID-Z-Verbund später eine einzelne Festplatte hinzufügen?
Seit OpenZFS 2.3 gibt es RAID-Z-Expansion, mit der sich ein vdev tatsächlich um eine Platte erweitern lässt. Der Haken: Bereits geschriebene Daten behalten ihr altes Paritätsverhältnis, der Zugewinn fällt also kleiner aus als erwartet. Der klassische Weg bleibt, ein komplettes zweites vdev hinzuzufügen. Planen Sie den Verbund deshalb lieber von Anfang an in der Zielgröße.
Wie viele Platten gehören in ein RAID-Z2-vdev?
Sechs bis zehn sind der übliche Bereich. Darunter zahlen Sie einen sehr hohen Paritätsanteil (bei vier Platten geht die Hälfte drauf), darüber wird das Resilvern nach einem Ausfall unangenehm lang. Wer mehr Platten hat, baut besser zwei vdevs statt eines sehr breiten.
Brauche ich für ZFS zwingend ECC-Arbeitsspeicher?
Zwingend nicht, sinnvoll ja. ZFS prüft jeden Block per Prüfsumme, aber diese Prüfung findet im Arbeitsspeicher statt. Kippt dort ein Bit, schreibt ZFS den Fehler mitsamt korrekter Prüfsumme auf die Platte. ECC-RAM fängt genau das ab. TrueNAS läuft auch ohne, und die meisten Heimserver tun das seit Jahren problemlos; wer aber ZFS gerade wegen der Datenintegrität wählt, sollte den Gedanken zu Ende gehen.
Leon Fischer ordnet bei nas-rechner.de ein, welche Festplatten, welcher Arbeitsspeicher und welcher NVMe-Cache zu welchem NAS-Modell passen – und was die RAID-Wahl für die nutzbare Kapazität bedeutet. Bei pcbau-rechner.de beantwortet er dieselbe Frage für Grafikkarten und Prozessoren.
Daten geprüft von Daniel Krüger, Technischer Redakteur