Speicheranbindung: DAS, NAS, SAN

In L1 hast du HDD, SSD und NVMe kennengelernt – das sind die Bausteine. Jetzt geht es darum, wie sie an einen Server oder PC angebunden werden. Drei Architekturen haben sich etabliert: DAS, NAS und SAN. Sie unterscheiden sich fundamental in Anbindung, Protokoll und Einsatzbereich.

Diese Unterscheidung ist Pflichtwissen für FISIs – in praktisch jeder Klausur kommt eine Frage dazu. Die Begriffe werden auch von Vendor-Marketingunterlagen oft durcheinandergeworfen, daher hier die klaren Definitionen.

1) DAS – Direct Attached Storage

DAS ist der einfachste Fall: Speicher direkt am Server. Festplatten stecken im Server-Gehäuse oder hängen über ein direktes Kabel (SATA, SAS, eSATA, USB) an einem einzelnen Host. Kein Netzwerk, keine Sharing-Mechanismen – ein Server, sein Speicher.

Beispiele: SSD im Laptop, Festplatten im Tower-PC, externes USB-Laufwerk, Server mit eingebauten Disks. Auch ein extern angebundenes Disk-Shelf ist DAS, solange es exklusiv an einem Server hängt.

2) NAS – Network Attached Storage

NAS ist ein spezialisiertes Gerät im Netzwerk, das Dateien bereitstellt. Mehrere Clients greifen über LAN per Datei-Protokoll (SMB/CIFS, NFS) zu. Das NAS hat ein eigenes Betriebssystem und verwaltet Dateien und Berechtigungen.

Beispiele: Synology DiskStation, QNAP, TrueNAS-Server, Windows-Server mit Datei-Freigabe. Eingesetzt für gemeinsame Datei-Ablage, Home-Office-Backups, Medienarchive. Du sprichst auf Dateiebene – „öffne mir Datei X".

3) SAN – Storage Area Network

SAN ist ein dediziertes Netzwerk für Speicher. Statt Dateien werden Block-Daten übertragen – der Server sieht das SAN-Volume wie eine direkt angeschlossene Festplatte. Protokolle: Fibre Channel (FC), iSCSI, FCoE.

SANs sind die Enterprise-Lösung: hochverfügbar, performant, teuer. Standard in Rechenzentren für Datenbanken, VM-Storage, kritische Workloads. Mehrere Server teilen sich Storage, das System selbst sieht jedes Volume als lokale Disk.

4) Visualisierung der drei Architekturen

Klick durch die drei Topologien:

DAS, NAS, SAN im Vergleich

DAS – Direct Attached Storage

Speicher direkt am Server. Verbindung über SATA, SAS, NVMe, USB. Kein Netzwerk dazwischen. Exklusive Nutzung – ein Host. Einfach, schnell, kostengünstig. Typischer Use Case: Single-Server-Anwendungen, Workstations, kleine Datenbank-Server.

Beobachte die Unterschiede: DAS = ein Server, Speicher direkt dran. NAS = mehrere Clients greifen per LAN auf zentrales Storage zu, aber auf Datei-Ebene. SAN = mehrere Server teilen sich Storage über ein eigenes Netzwerk auf Block-Ebene. Diese Unterscheidung „Datei- vs. Block-Ebene" ist der Schlüssel zum Verständnis.

5) Block vs. Datei – der fundamentale Unterschied

Warum unterscheiden wir „Block-Storage" und „File-Storage"? Das ist die wichtigste Frage in der Speicher-Welt:

Block-Storage vs. File-Storage

Block-Storage (SAN)

Server sieht Disk wie lokal – als unformatierten Block-Pool.

Server kümmert sich um Dateisystem (NTFS, ext4, XFS).

Höchste Performance, niedrigste Latenz.

Ideal für Datenbanken, VMs, Boot-LUNs.

Protokolle: iSCSI, Fibre Channel, FCoE, NVMe-oF.

Einheit: Blocks (typisch 512 B oder 4 KiB).

File-Storage (NAS)

Storage verwaltet Dateisystem – Client greift auf Dateien zu.

Mehrere Clients gleichzeitig, Locking, Berechtigungen integriert.

Etwas mehr Overhead, dafür einfacher.

Ideal für gemeinsame Datei-Ablage, Home-Verzeichnisse.

Protokolle: SMB/CIFS (Windows), NFS (Linux), AFP (alt, Mac).

Einheit: Dateien und Verzeichnisse.

Faustregel: Dateien teilen → NAS. Block-Performance brauchen → SAN. Mischformen wie Unified-Storage-Systeme (NetApp, Dell EMC) können beides – ein Gerät, das sowohl SMB als auch iSCSI bedient.

6) Direktvergleich

DAS vs. NAS vs. SAN

Kriterium	DAS	NAS	SAN
Anbindung	direkt (SATA, SAS)	LAN (Ethernet)	dediziertes Netz (FC, iSCSI)
Sicht	Block	Datei	Block
Sharing	1 Host	viele Clients	viele Server
Protokolle	SATA, SAS, NVMe, USB	SMB, NFS	iSCSI, FC, FCoE, NVMe-oF
Performance	sehr hoch	mittel	sehr hoch
Komplexität	niedrig	mittel	hoch
Kosten	niedrig	mittel	hoch
Typische Größe	einige TB	10er TB	100er TB bis PB
Ausfallsicherheit	von Server abhängig	RAID + Replikation	hoch (redundante Wege)
Use Case	Workstation, Single-Server	Datei-Ablage, Backup	VM-Cluster, DB-Server

7) Speicher-Protokolle im Detail

Protokolle nach Architektur

SMB/CIFSNAS · Windows

Server Message Block. Standard-Protokoll für Datei-Freigaben in Windows-Netzen. Moderne Version: SMB3 mit Verschlüsselung. Port 445 (TCP).

NFSNAS · Linux/Unix

Network File System. Linux/Unix-Standard. Aktuelle Version: NFSv4. Performant, weniger Features als SMB. Port 2049.

iSCSISAN · IP

SCSI-Befehle über TCP/IP. Günstige SAN-Variante, läuft über normales Ethernet. Port 3260.

Fibre Channel (FC)SAN · dediziert

Hochperformante Glasfaser-Verbindung. 8/16/32/64 Gbit/s. Eigene Switches und HBAs (Host Bus Adapters). Sehr niedrige Latenz, teuer.

FCoESAN · Hybrid

Fibre Channel over Ethernet. FC-Frames auf 10/25/40/100 GbE-Netz. Reduziert Verkabelung – ein Netz für LAN und SAN.

NVMe-oFSAN · Modern

NVMe over Fabrics. Höchstleistungs-Block-Storage über Netzwerk. RDMA-basiert. Latenz nahe an lokalem NVMe. Zukunft im Enterprise.

SASDAS · Enterprise

Serial Attached SCSI. Standard-Anbindung für Server-Festplatten und Disk-Shelves. 12/24 Gbit/s. Höher als SATA in Zuverlässigkeit.

SATADAS · Consumer

Serial ATA. Standard für Heim- und Office-Computer. SATA III: 6 Gbit/s. Geht bis 8 TB SSD bzw. 24 TB HDD.

8) Einsatzszenarien – welche Architektur wann?

Wann welche Speicheranbindung?

Workstation / Notebook

DAS. NVMe oder SATA-SSD direkt im Gerät. Keine andere Lösung sinnvoll.

Kleine Firma (5-30 Personen)

NAS. Synology, QNAP. Datei-Freigaben, Backups, ggf. SnapShots.

VM-Cluster (VMware, Hyper-V)

SAN. Mehrere Hosts brauchen Block-Storage gleichzeitig. iSCSI bei Mittelstand, FC bei Enterprise.

Datenbank-Server (kritisch)

SAN oder leistungsstarkes DAS. Block-Storage mit garantierten IOPS.

Home-Server / Media

NAS. Filme, Fotos, Backups. Synology/QNAP-Klassiker.

Archiv / Backup-Target

NAS mit Deduplication oder SAN mit Tape-Library.

Cloud-native App

Object-Storage (S3) – modern und massiv skalierbar. Eigenes Kapitel (nicht in dieser Lektion).

HPC / KI-Training

Spezielles Parallel-Filesystem (Lustre, GPFS) oder NVMe-oF. Höchste Bandbreiten.

9) Object Storage – die vierte Architektur

Streng genommen gibt es noch eine vierte Speicher-Architektur, die hier nicht im IHK-Rahmenplan steht, aber praktisch wichtig ist: Object Storage. Statt Block oder File arbeitet es mit Objekten – einer Datei plus Metadaten, addressiert über eindeutige IDs/URLs.

Beispiele: Amazon S3, Azure Blob Storage, Google Cloud Storage, MinIO (self-hosted). Skaliert auf Exabyte. Zugriff per HTTP-API. Standard für Cloud-Anwendungen, Backups, Bilder/Videos, statische Webseiten. Nicht direkt mountbar wie ein Dateisystem (außer mit Workarounds).

10) Praktische Tipps

Kein NAS für Datenbanken. NFS oder SMB als DB-Storage = Performance-Killer. SAN oder DAS nehmen.
iSCSI ist Einsteiger-SAN. Funktioniert über normales Ethernet, kein FC-Setup nötig. Performance reicht für viele Workloads.
NAS nicht über WAN. SMB/NFS sind LAN-Protokolle, latenzanfällig. Für Remote-Zugriff Cloud-Storage oder VPN.
Backups separat. Wenn dein NAS Primärspeicher und Backup-Ziel ist, hast du kein Backup. (Vgl. K58.)
RAID ist nicht Backup. Auch im NAS/SAN. RAID schützt vor Disk-Ausfall, nicht vor Lösch-Unfällen oder Ransomware. Vgl. ab L3.

Zusammenfassung

DAS = Speicher direkt am Server (SATA, SAS, NVMe), exklusiv, schnell, günstig. NAS = Speichergerät im Netzwerk, Datei-Ebene über SMB (Windows) oder NFS (Linux), für gemeinsame Datei-Ablage. SAN = dediziertes Netzwerk für Block-Storage über iSCSI/Fibre Channel/NVMe-oF, für VM-Cluster und Datenbanken. Block vs. Datei: Block = Server verwaltet Filesystem (Performance), Datei = Storage verwaltet Filesystem (Sharing). Object Storage (S3) als vierte moderne Variante. Wahl je nach Use Case: Workstation → DAS, Datei-Ablage → NAS, Datenbank/VMs → SAN. Nächste Lektion: RAID-Grundprinzip.