Ratgeber für Speicherstrategien: Datenspeicherung, Datensicherung und Archivierung

Ratgeber: richtig speichern, sichern und archivieren

Die Datensicherung ist ein sehr leidiges und für die meisten auch eher lästiges Thema, da es viel Zeit kostet und man schließlich im Idealfall die Datensicherung gar nie benötigt. Die Realität sieht aber leider auf Dauer betrachtet meist anders aus: Da löscht man mal aus versehen eine wichtige Datei oder eine Datei ist beschädigt. Beides Fälle die in der Praxis leider häufig vorkommen, aber noch vergleichsweise harmlose Schäden sind. Viel kritischer wird es wenn Datenträger beschädigt oder gar durch ein Hackerangriff verschlüsselt ist. Dann sind auf einmal alle Daten weg. Sich darauf zurückzuziehen, dass so etwas allen, nur nicht einem selbst passiert ist nicht mutig, sondern schlichtweg dilettantisch. Deshalb überlegt man sich eine Sicherungsstrategie und die fängt damit an, dass wir erst einmal die Begriffe Datensicherung, Langzeitsicherung und die Archivierung klären.

Joachim Sauer erklärt im Video die Begrifflichkeiten und Strategien für die Sicherung großer Datenmengen. Dabei spielt die entsprechende Hardware, sprich die SSD, Festplatten und externe Laufwerke und deren Größe eine entscheidende Rolle.

Wir unterscheiden in Datenspeicherung, also dem was auf einem Rechner direkt gespeichert wird. Hier fallen jeden Tag neue Daten oder überarbeite Dateien an. Dabei kommt es in erster Linie darauf an, dass diese Daten möglichst schnell bereitgestellt werden können, damit man nicht lange vor dem Rechner warten muss bis etwas passiert. Die gängigste Datensicherung für diese Daten ist inzwischen die Cloud, denn sowohl Apple (iCloud) als auch Microsoft (OneDrive) bieten mit ihren Betriebssystemen eine parallele Sicherung auf im Internet. Der Speicherplatz ist allerdings begrenzt und fordert für die meisten Anwender die Investition in ein monatliches Abo um die passende Datenmenge sichern zu können. Das ist für die klassischen Office-Dokumente, aber auch für Projektdateien und Fotos eine Lösung – nicht jedoch für Videodaten, die man in der Regel auch nicht auf der Systemfestplatte, sondern einem eigenen Laufwerk ablegt. Wegen der großen Datenmenge braucht es eine ganz andere Backup-Lösung für die kurzfristige Sicherung der Video- und (im besten Fall auch) Projektdaten. Zu guter Letzt gibt es noch die Archivierung als Langzeitsicherung, wobei hier dann auch Daten gesichert sind, die nicht mehr auf dem System vorgehalten werden.

DATENSPEICHERUNG

Wenn es um die tägliche Datenspeicherung geht, dann geschieht dies in aller Regel auf die interne Festplatte, in der Windows-Welt also das Laufwerk C:. Doch egal, welches Betriebssystem man hat: Inzwischen ist das sogenannte interne Hauptlaufwerk im Normalfall eine SSD, auf welcher sich die täglichen und temporären Daten sowie das Betriebssystem befinden. SSDs bieten gegenüber Festplatten einen deutlich schnelleren Zugriff und benötigen weniger Energie, was gerade bei den mobilen Rechnern ein wichtiges Argument ist. Nur bei günstigen Systemen bieten diese lediglich 256 GB Kapazität – realistisch sollten Medienschaffende diese aber nicht kleiner als 1 Terabyte konzipieren.

Bei Notebooks sind die internen SSDs inzwischen meist NMVe-Speicher. Die gibt es auch mit zwei und mehr Terabyte Kapazität.

SSD-Varianten

Bei SSD-Festplatten gibt es enorme Preis- aber eben auch Qualitätsunterschiede. Besonders langlebig sind Single-Level-Cell-SSDs (SLC), die nur 1 Bit pro Speicherzelle speichern können. Da jede Zelle nur ein Bit beinhaltet, vertragen sie bis zu 100.000 Schreibzyklen pro Zelle. Im Unterschied dazu speichern Multi-Level Cell-SSDs (MLC) zwei Bit pro Flash-Zelle und haben somit eine höhere Speicherdichte. Je höher die Speicherdichte desto günstiger werden die Laufwerke – aber da mehrere Bits pro Zelle gespeichert werden sinkt die Anzahl der Schreibzyklen. Die MLC-Zellen der SSDs vertragen nur bis zu 10.000 Schreibzyklen. Den Rest kann man sich jetzt fast zusammenreimen, denn es gibt noch günstigeren Triple-Level-Cell-SSDs (TLC) (drei Informationsbits pro Speicherzelle) und schließlich Quad-Level-Cell-SSDs (QLC). TLC-Laufwerke sollen etwa 3000 Speicherzyklen pro Zelle, QLC-SSDs dagegen nur 1000 Speicherzyklen zulassen. Somit ist klar: Wer hier spart, kauft sich häufig ein Problem ein.

SSDs für große Datenmengen

Inzwischen propagieren viele, dass man SSDs auch als zweites Laufwerk in den Rechner einbauen kann und von deren schnelleren Zugriffsraten profitiert. Das ist auch prinzipiell richtig – aber eben vergleichsweise teuer. Deshalb priorisieren wir die SSD in mobilen Rechnern – so diese überhaupt den Platz für eine zweite 2,5-Zoll-Laufwerke bieten. Ansonsten sind SSDs an Laptops auch als externes Laufwerk mit entsprechend schneller Schnittstelle sinnvoll.

HDDs für große Datenmengen

Wer etwas spitzer kalkuliert und nicht zwingend mobil schneiden muss, kauft sich ein Desktopsystem, das man zudem immer noch günstiger bestücken und vor allem leichter aufrüsten kann. In Desktop-Rechnern gibt es weniger Platzprobleme als auch genug Energie, so dass man hier durchaus mit vergleichsweise günstigen und größeren 3,5 Zoll-Festplatten arbeiten kann, die intern rotierende Magnetplatten haben. Aber auch hier gibt es Qualitätsfaktoren: Das ist zum einen, wie schnell die Speicherplatten in der Festplatte rotieren und zum anderen die Größe des Zwischenspeichers (Cache). Je schneller die Festplatte dreht, desto schneller kann der Lesekopf die Daten auslesen. Der Zwischenspeicher sorgt dafür, dass die Festplatte im Idealfall nie das Lese- oder Schreibtempo drosseln muss, auch wenn  der Rechner mal die Daten nicht direkt an oder von der Festplatte weiterreichen kann. Um es kurz zu machen: für Videodaten vorgesehene Festplatten sollten mit mindestens 7.200 upm drehen – dann am besten in einem RAID-Verbund. Solange man sie nur einzeln im System hat wäre die Empfehlung auf eine Festplatte mit 10.000 upm zu setzen – zumindest dann, wenn man Videos in hohen Auflösungen und hohen Datenraten bearbeitet.

Bei RAID 0 werden die Daten verteilt auf zwei Festplatten abgelegt und beim Auslesen wieder zusammengesetzt. Durch das Verteilen der Daten können diese schneller geschrieben und gelesen werden.

RAID-Verbund

Wer reichlich Speicherplatz benötigt, sollte sich einen RAID-Verbund gönnen. Dabei gibt es für Videospeicherung im Rechner unter den vielen RAID-Modi eigentlich nur einen der in Frage kommt: Bei RAID 0 wird ein sogenanntes Stripe gemacht: Eine Datei wird nicht auf einer Festplatte gespeichert sondern aufgeteilt. Der Anfang der Datei ist auf Festplatte 1, der zweite auf der zweiten, der dirtte wieder auf Festplatte 1 und so weiter. So können die Daten viel schneller gelesen werden, da sie gleichzeitig von zwei Festplatten gelesen werden. Der Haken daran: Wenn eine Festplatte defekt ist, dann sind gleich alle Daten weg. Eine Datensicherung ist also durchaus eine Pflichtaufgabe – und hier kommen dann auch die anderen RAID-Modi in Frage (siehe NAS-Laufwerke).

Bei RAID 1 Systemen werden die Daten für erhöhte Datensicherheit auf mindestens zwei Laufwerke parallel geschrieben. Fällt eine Festplatte aus, lässt sich die andere noch problemlos auslesen.

DATENSICHERUNG (Backup)

Wer eine Datensicherung macht, macht diese immer auf ein externes Laufwerk. Das kann zum einen ein NAS-System im Netzwerk sein, aber auch angeschlossene Laufwerke. Wir fahren hier eine Doppelstrategie: Zum einen nehmen wir immer auf zwei SD-Karten gleichzeitig auf und führen nach dem Dreh eine weitere Datensicherung durch, sodass wir bis zur Übertragung auf den Rechner zwei Backups haben. Auf dem Rechner werden die Daten auf dem NAS-Speicher im Netzwerk gesichert und zudem auf externen Laufwerken, die nicht immer am System sind. Damit gibt es die aktuell wichtigen Daten nicht nur auf dem Rechner, sondern auch auf zwei weiteren unterschiedlichen Speichersystemen. Somit sind sie vor den wichtigsten Fehlerquellen gut geschützt.

Das LaCie Rugged Mini SSD geht mit auf den Dreh und wird am Abend mit den Daten von den Speicherkarten befüllt. Damit sind diese Daten zusätzlich gesichert und zudem schneller ins Schnittsystem eingelesen.

 NAS-Laufwerke

NAS-Systeme bieten idealerweise Platz für mindestens zwei 3,5-Zoll-Festplatten, denn sie werden in der Regel als RAID-Verbund betrieben. Im Gegensatz zu internem Speicher, bei dem es auf die Geschwindigkeit ankommt, setzt man hier nicht auf RAID-Stripes mit RAID 0, sondern entweder auf RAID 1 mit der Spiegelung der Daten, oder besser mit noch mehr Festplatten auf RAID 5 oder höher. Bei RAID eins werden alle Daten parallel auf beiden angeschlossenen Laufwerken gespeichert. Das sorgt bei Hardwareschäden dafür, dass sich die zweite Festplatte weiterhin direkt auslesen lässt. Der Haken daran: Man benötigt die doppelte Kapazität.

Das WD My Cloud Pro PR4100 arbeitet bei uns schon seit vielen Jahren zuverlässig im Netzwerk und dient der Datensicherung von aktuellen Produktionen.

NAS-Systeme bieten idealerweise Platz für mindestens zwei 3,5-Zoll-Festplatten, denn sie werden in der Regel als RAID-Verbund betrieben. Im Gegensatz zu internem Speicher, bei dem es auf die Geschwindigkeit ankommt, setzt man hier nicht auf RAID-Stripes mit RAID 0, sondern entweder auf RAID 1 mit der Spiegelung der Daten, oder besser mit noch mehr Festplatten auf RAID 5 oder höher. Bei RAID eins werden alle Daten parallel auf beiden angeschlossenen Laufwerken gespeichert. Das sorgt bei Hardwareschäden dafür, dass sich die zweite Festplatte weiterhin direkt auslesen lässt. Der Haken daran: Man benötigt die doppelte Kapazität.

Gerade im Serverbereich steigt der Speicherbedarf kontinuierlich an. Seagate hat deshalb inzwischen Laufwerke mit über 30 Terabyte Kapazität im Angebot.

Bei einem RAID 5 benötigt man dagegen mindestens drei, maximal 16 Festplatten. Das RAID verteilt die Daten auf alle Festplatten und errechnet dazu einen Paritätswert. Sollte eine Festplatte des RAIDs ausfallen, kann der RAID-Kontroller anhand dieses Paritätswerts die fehlenden Daten errechnen. Das Errechnung des Paritätswerts kostet allerdings Leistung und Zeit, so dass RAID 5 Systeme langsamer sind als die klassische Spiegelung von RAID 1. Auch im Fehlerfall ist das das Zurückberechnen der Daten leistungsintensiv und vergleichsweise aufwändig. Der Vorteil: Die Nutzungskapazität beträgt nicht nur 50% wie bei RAID 1, sondern liegt zwischen 67 – 94 Prozent, je nach Gesamtkapazität (Kapazität aller Laufwerke minus ein Laufwerk).

In Rechenzentren und in der Kreativbranche kommen Speicherlösungen für den 19 Zoll-Schrank zum Einsatz, die dann große Festplatten beherbergen und somit mehrere hundert Terabyte Kapazität bereitstellen.

Wer Datensicherheit mit Geschwindigkeit kombinieren will, kann auf den RAID 6 Modus setzen, der dann allerdings etwas weniger nutzbare Gesamtkapazität liefert. RAID 10 kombiniert dagegen Das RAID 0 und 1, bietet also hohe Geschwindigkeit und die Datenspiegelung. Dafür benötigt man allerdings mindestens vier Festplatten und bekommt, wie bei RAID 1, nur 50 Prozent nutzbare Gesamtkapazität aller Laufwerke. Das ist also eine vergleichsweise teure Lösung.

Bei USB-C ist die Verwirrung perfekt: Es gibt eine Vielzahl von Anschluss-Versionen, die aber unterschiedliche Datenübertragung bieten. Die genauen Zusammenhänge erklären wir im eigenen Ratgeber.

Externe Festplatten

Externe Festplatten gibt es in jeglicher Variante – für ein Backup empfehlen sich wegen der höheren Kapazität 3,5-Zoll-Festplatten, die dann auch zur Not nur mit 5.400 upm drehen müssen. Allerdings darf man bei großen Projekten auch hier die Sicherungszeiten nicht unterschätzen. Entsprechend sollte man darauf achten, dass die externen Laufwerke wenigstens über USB 3.0 verfügen. Einen ausführlichen Ratgeber zu den Schnittstellen Thunderbold und USB-C finden Sie hier.

Bei uns kommen am Schnittsystem gleich mehrere externe Festplatten mit RAID zum Einsatz.

Selbstverständlich gibt es auch hier schon viele Jahre Laufwerke mit mehreren Festplatten und RAID-Controller. Sie haben besonders dann Vorteile, wenn man bereits verworfenes Material doch noch ins Projekt integrieren will, ohne die Daten nochmal auf die internen Laufwerke zurückzuholen.

ARCHIVIERUNG

Bei der Archivierung geht es um die Langzeitspeicherung von Daten, die man nicht mehr auf dem System bereithalten muss. Meist sind dies die Rohdaten von abgeschlossene Projekte, wobei man eben häufig auch später mal wieder für eine Überarbeitung auf diese Daten zurückgreifen können muss. Es ist also gerade im professionellen Umfeld geschäftlich und wirtschaftlich wichtig, dass diese Daten noch zuverlässig verfügbar bleiben. Um es kurz zu machen: SSD-Laufwerke sind nicht nur wegen der hohen Kosten, sondern auch von der Datensicherheit keine Lösung für die Archivierung, auch wenn man bei SSDs von einer Lebensdauer von zehn Jahren ausgehen kann. Der Haken: Gerade ohne Stromzufuhr kann Flash-Speicher seinen Zustand relativ schnell verlieren.

LTO-Bandlaufwerke

Es mag antiquiert wirken, doch im professionellen Bereich kommen immer noch Bandlaufwerke nach dem gemeinsam von IBM, HP und Seagate entwickelten Linear Tabe Open Standard zum Einsatz. Dabei werden die Daten auf ein 1/2-Zoll-Magnetband geschrieben. Entsprechend muss eine Software die Datensicherung organisieren und damit man später gezielt Daten wieder in das System zurückgelesen kann, die Bandpositionen verwalten. Der Zeitaufwand für Datensicherung und Datenrückspielung ist erheblich größer – die Kosten für die Datenspeicherung dafür unschlagbar günstig. Rein aus professioneller Sicht ist dies der sichere „Königsweg“.

LTO-Laufwerke gibt es auch als externe Speicher. Je nach Bandmaterial bietet sie bis zu 18 TB, komprimiert sogar bis 45 TB Kapazität. Sie bieten die derzeit höchste Datensicherheit. Dafür benötigen sie eigene Lesegeräte wie dieses im 19''-Rackformat.

Archivierung auf Festplatten

Dennoch haben wir eine weniger populäre und deutlich hemdsärmeligere Lösung: Die Sicherung auf (alten) Festplatten. Wir nutzen hier die Festplatten aus unseren NAS-Systemen, die nach vier Jahren ausgetauscht werden. Auch wenn jetzt der ein oder andere Fachmann mit den Augen rollt: Wir haben diese Art der Datensicherung schon häufig mit Entwicklern der Festplattenhersteller diskutiert, die aus technischer Sicht bestätigt haben, dass dies ein technisch sinnvoller und extrem kostengünstiger Weg ist. Denn die Festplatten haben zwar Jahrelang schon ihren (Dauer-)Dienst getan und werden aus Gründen der Zuverlässigkeit ausgemustert, doch künftig müssen diese kaum noch laufen. Sie werden einmal mit Daten bespielt und erst dann wieder genutzt, wenn Projekte reaktiviert werden müssen.

In das per USB anschließbare Laufwerk kann man Festplatten direkt einschieben und beschreiben.

Gerade bei den meist sehr großen Medienprojekten ist eine sinnvolle Aufteilung auf Festplatten machbar, wenn man von vornherein eine klare Dateistruktur angelegt hat. Auf kleinteilige Datenstrukturen aus dem Bürobereich lässt sich das zwangsläufig nicht übertragen. Gesichert wird immer Projektweise: ein Projekt auf eine Festplatte, wobei sich bei extrem viel Rohmaterial dieses nach Drehtagen getrennt auch auf mehrere Festplatten verteilen lässt, was dann allerdings schon wieder weiteren Aufwand verursacht. Ganz wichtig: Wir verpacken die Festplatten wieder in die elektronisch ableitetende Kunststoffhülle und packen einen der typischen Trockenmittelbeutel mit hinein. Dabei am besten aufpassen, dass die Elektronik nach unten zeigt, denn dann ist weniger mechanische Belastung auf den Spindellagern der rotierenden Magnetplatten. Was auf der Festplatte gespeichert ist, steht nicht nur oben und vorn auf der Verpackung, sondern auch auf der Festplatte selbst.

EIne eigene Speicher-Organisiationssoftware wie Goodsync nimmt viel Organisationsaufwand beim Abgleichen, Sichern und Archivieren ab.

Zwangsläufig hat das einen klaren Haken: Diese Art der Archivierung ist weit unsicherer als die Sicherung über eine Archivierungssoftware auf LTO-Bänder und erfordert manuelle und damit fehleranfällige Arbeit. Man muss sich feste Routinen für die Zeitpunkte, für die Datenstruktur, die Beschriftung, Verpackung und Lagerung überlegen – und dann vor allem auch einhalten. Und nicht zuletzt: So hat man immer nur eine Archivierung auf einer „alten“ Festplatte – sicherer fährt man mit einer doppelten Sicherung und dann der räumlich getrennten Lagerung der zwei Festplatten – auch wenn dann die „alten“ Festplatten aus unseren RAID-Systemen schon nicht mehr ausreichen.

Autor: Joachim Sauer / Bilder: Seagate, LaCie, Western Digital, Quantum, Joachim Sauer, Jonas Schupp MEDIENBUREAU

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