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QNAP High Availability (HA) ist QNAPs Echtzeit-Redundanz-Lösung, die es ermöglicht, zwei NAS-Geräte über Netzwerkkabel zu verbinden und einen virtuellen Cluster zu bilden. Wenn ein NAS-Dienst unterbrochen wird, kann HA automatisch ein Failover durchführen und den Dienst wiederherstellen. In dieser Demonstration testen wir die Funktionsweise und den Effekt von „Active-Passive HA“. Typischerweise können bei Ausfall eines einzelnen Geräts die Dienste innerhalb von 90 Sekunden wiederhergestellt werden, und Daten, die über SMB übertragen werden, können nach einer kurzen Pause automatisch fortgesetzt werden.
Übersicht und Einrichtung
HA hat Hardwareanforderungen, die im referenzierten Einrichtungsleitfaden überprüft werden können. Für diesen Test verwendeten wir ein QNAP TVS-h474 zusammen mit TOSHIBA N300 Serien-NAS-spezifischem Festplattenlaufwerke. Die N300 6TB ist eine 3,5″ mechanische Laufwerk, die mit 7.200 U/min und einem 512MB-Puffer arbeitet. Dank der werkzeuglosen Einschübe des TVS-h474 ist die Installation schnell erledigt. Jeder NAS wurde mit drei N300 6TB Laufwerke ausgestattet, die zu einem RAID 5 Pool konfiguriert wurden.
Um HA einzurichten, müssen die beiden NAS-Einheiten identische Modelle und Hardware-Spezifikationen haben. HA synchronisiert Daten zwischen den beiden Einheiten, um ein nahtloses Failover zu ermöglichen. In diesem Artikel wurden zwei QNAP TVS-474 Einheiten und sechs TOSHIBA N300 Festplattenlaufwerke verwendet. Eine vollständige Liste der unterstützten Hardware finden Sie in der bereitgestellten Referenz.
Da HA über eine Anwendung betrieben wird, müssen Sie die „High Availability“-App aus dem App Center herunterladen. Voraussetzung ist, dass das Betriebssystem die QTS hero Version 5.3 (Public Beta) oder höher ist.
Die Verkabelung erfolgt wie folgt. Zur besseren Übersicht sind die Kabel farblich gekennzeichnet. Beide NAS-Einheiten müssen sich im selben Switch und Subnetz befinden. Blaue Kabel verbinden jedes NAS mit dem Switch, während ein schwarzes Kabel die beiden NAS-Einheiten direkt verbindet, um eine Heartbeat-Verbindung herzustellen. Diese Heartbeat-Verbindung sorgt für die Echtzeit-Synchronisierung von Daten. Fällt eine Einheit aus, kann die andere schnell übernehmen, um den Dienst aufrechtzuerhalten.
Wir haben Ausfälle simuliert, indem wir Netzwerk- und Stromkabel physisch abgezogen und wieder angeschlossen haben, um Szenarien wie Geräteausfall, Netzwerkunterbrechung und Stromausfälle abzudecken.
Nach Abschluss der Einrichtung zeigt die Startseite der High Availability App den von den beiden NAS-Einheiten erstellten Cluster mit dem Namen „C1“ an (der Name kann während der Konfiguration angepasst werden). Die Startseite ähnelt einem Dashboard und listet den Status sowohl des aktiven als auch des passiven Knotens auf, einschließlich CPU- und DRAM-Auslastung, Platte-Lese-/Schreibgeschwindigkeit, einzelner Netzwerkverbindungsgeschwindigkeiten sowie der Übertragungsrate und Latenz zwischen den beiden NAS-Geräten.
Über das Panel können Sie den Cluster verwalten – zum Beispiel Firmware aktualisieren, die HA-App aktualisieren, zwischen aktivem und passivem Knoten wechseln, den passiven Knoten entfernen oder den Cluster löschen. Beim Herunterfahren können Sie außerdem beide NAS-Einheiten gleichzeitig über den Cluster ausschalten oder neu starten.
In dieser Konfiguration hat der aktive Knoten die IP 192.168.0.114 und der passive Knoten die IP 192.168.0.2. Der High Availability Manager hat den Cluster „C1“ mit der Cluster-IP 192.168.0.99 erstellt. Dieses C1 verhält sich wie ein virtueller NAS – er kann Medien streamen und Datei-Uploads und -Downloads verarbeiten.
In der Oberfläche „Network & Virtual Switch“ können Sie auch die aktuellen Netzwerkverbindungen sehen, einschließlich des virtuellen HA-Clusters unter 192.168.0.99.
Im linken „Nodes“-Panel können Sie Basisinformationen beider NAS-Geräte einsehen, darunter Modell, CPU, Speicher, Seriennummer, BIOS-Version, Betriebssystemversion und HA-Version. Es werden auch Lüftergeschwindigkeiten, wichtige Temperaturen und Netzwerkstatus angezeigt. Von hier aus können Sie auch einzelne NAS-Geräte herunterfahren oder neu starten.
Szenario: Trennung des aktiven Knotens
Im Test haben wir das Netzwerkkabel zwischen NAS_A und dem Switch manuell abgezogen, um eine Trennung zu simulieren.
Kurz darauf zeigte das HA-Systemsteuerung eine Warnung an, dass NAS_A getrennt wurde. Das System hat den aktiven Knoten automatisch auf NAS_B umgeschaltet und das Failover in 89 Sekunden abgeschlossen.
Nach dem Vorfall konnte der Warnhinweis auch im Bereich „Ereignisprotokolle“ im linken Menü gefunden werden.
Nach dem erneuten Anschließen des Netzwerkkabels zeigte der Bildschirm einen blauen Hintergrund mit weißem Text „Überprüfung des System-High-Availability-Status.“ Vom Wiederanschluss bis zum Abschluss der Switch-Wiederherstellung und der Wiederaufnahme des Betriebs durch das HA-System vergingen etwa 74 Sekunden.
Szenario: Trennung des passiven Knotens
Wir haben das Netzwerkkabel zwischen NAS_B und dem Switch manuell abgezogen, um eine Trennung zu simulieren.
Nachdem NAS_B getrennt wurde, wurden die Dienste nach etwa 82 Sekunden wiederhergestellt.
Wenn Sie sich während des laufenden HA-Betriebs auf der QuTS hero-Startseite des passiven Knotens anmelden (in diesem Fall über 192.168.0.99), sehen Sie ihn im „Wartungsmodus“. Die High Availability-Oberfläche bleibt jedoch weiterhin zugänglich.
Heartbeat-Trennungsszenario
Von den drei Netzwerkkabeln kann auch die dritte Heartbeat-Verbindung aus verschiedenen Gründen ausfallen. Hier haben wir das Trennen dieser Verbindung simuliert.
Die Oberfläche zeigte eine Warnung an, dass die Verbindung zwischen den beiden NAS-Geräten unterbrochen wurde und deren Grundstatus nicht angezeigt werden konnte. In dieser Situation war die Auswirkung auf die Nutzung jedoch minimal. Beispielsweise wurde beim Streamen eines Video selbst nach der Trennung des Heartbeat-Links das schnelle Springen zu beliebigen Stellen im Video weiterhin sofort und ohne Unterbrechung abgespielt. Bei laufenden Datei-Uploads oder -Downloads gab es nahezu keine Auswirkungen – die Dateien wurden weiterhin übertragen.
Wenn das blaue Kabel (die Verbindung vom NAS zum Switch) getrennt wird und der Ausfall nur kurz ist – etwa 3 bis 5 Sekunden –, kann es sein, dass HA kein Failover auslöst und die Dateiübertragung ohne Unterbrechung bis zum Abschluss fortgesetzt wird.
HA führt dazu, dass SMB-Dienste pausieren, aber nicht abbrechen
Beim Übertragen über das SMB-Protokoll pausiert die Dateiübertragung vorübergehend, wenn der aktive Node während der Übertragung offline geht. Innerhalb von 90 Sekunden wird die Übertragung jedoch automatisch fortgesetzt und abgeschlossen, ohne von vorne zu beginnen. Im Diagramm der Übertragungsgeschwindigkeit ist ein Einbruch (Tal) zu sehen, der die Pause darstellt. Ein praktisches Beispiel: Ein Editor lädt 200 Mediendateien vom NAS herunter und lässt den Computer unbeaufsichtigt. Wenn der NAS-Host ohne HA offline geht, müsste der Editor den gesamten Download neu starten. Mit HA übernimmt jedoch der passive Node die Übertragung innerhalb von 90 Sekunden automatisch. Wenn der Editor zurückkehrt, bemerkt er die Unterbrechung möglicherweise gar nicht.
Wenn stattdessen der passive Node oder die Heartbeat-Verbindung offline geht, bleiben die Dienste nicht nur ununterbrochen, sondern es gibt während SMB-Übertragungen auch keine spürbare Verlangsamung oder Störung. Die Dateien werden weiterhin mit der ursprünglichen Geschwindigkeit übertragen.
Aus diesen Tests lässt sich die Leistung und der Nutzen von QNAP High Availability im realen Betrieb erkennen. Egal ob aktiver Node, passiver Node oder sogar Heartbeat-Trennung – HA kann das Failover innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens abschließen und die Dienste unterbrechungsfrei halten oder Auswirkungen minimieren.
Aktiv-Passiv HA ist kosteneffizient und vielseitig und eignet sich daher für kleine bis mittelgroße Unternehmen oder Studios mittlerer Größe. Wenn eine stabile und schnelle NAS-Wiederherstellung benötigt wird, ist QNAP High Availability eine solide Wahl. Aus den Tests geht hervor, dass das Failover immer innerhalb von 90 Sekunden abgeschlossen wird und Hardware, die innerhalb von 90 Sekunden wiederhergestellt wird, auch wieder dem ursprünglichen Cluster beitreten kann. Für Unternehmen mit höheren Anforderungen an die Service-Stabilität kann Network HA für ein Failover ohne Ausfallzeit in Betracht gezogen werden, sodass die Dienste stets verfügbar sind.
