RAID-Z

RAID 5 hat einen berühmten schlechten Morgen: den Stromausfall mitten im Schreibvorgang. RAID-Z wurde gebaut, damit dieser Morgen ausfällt.

Kurz gesagt

RAID-Z ist die Paritätsanordnung von ZFS. Es gibt drei Stufen, raidz1, raidz2 und raidz3, die pro vdev den Ausfall von einer, zwei oder drei Platten überstehen [1][2]. Anders als RAID 5 und 6 vermeidet es das „Write Hole“, bei dem Daten und Parität nach einem Stromausfall nicht mehr zusammenpassen [1][2][5]. Unsere Einschätzung: Für ein NAS mit mehreren großen Platten ist RAID-Z2 der vernünftige Standard. Zählen Zufallslesezugriffe mehr als Kapazität, passen Spiegel besser. Ein Backup ersetzt keines von beiden.

So funktioniert’s

1. Stufen und Kapazität. Eine Gruppe aus N Platten der Größe X mit P Paritätsplatten fasst rund (N-P)×X Byte und übersteht P Ausfälle. Das Minimum ist eine Platte mehr als Paritätsplatten; die Dokumentation empfiehlt 3 bis 9 Platten je Gruppe [1][2]. Der vdev-Leitfaden nennt für raidz1 mindestens 2 Platten (ab 3 empfohlen), für raidz2 mindestens 3 (ab 5) und für raidz3 mindestens 4 (ab 7) [3].
2. Kein Write Hole. Daten und Parität werden über die Gruppe verteilt, aber nicht immer in fester Streifenbreite [1]. Da ZFS Copy-on-Write nutzt, wechselt der Pool in einem atomaren Schritt in einen neuen, konsistenten Zustand. Deshalb gibt es kein Gegenstück zum RAID-5-Write-Hole [5].
3. Platzbedarf hängt von der Blockgröße ab. Die OpenZFS-Seite zu RAIDZ rechnet ein Beispiel vor: Ein raidz1 mit drei Platten, ashift=12 und 4K-Record nutzt 50 Prozent des Platzes für Daten, mit 128K-Record etwa 66 Prozent. Eine breitere Gruppe ist effizienter [2].
4. Tempo. Im ungünstigsten Fall schreibt ein RAID-Z-vdev mit den IOPS seiner langsamsten Platte, weil jeder Streifenteil auf jeder Platte ankommen muss. Beim Standard-Record von 128 KiB berührt jeder Lesezugriff alle Datenplatten, die Zufalls-IOPS beim Lesen liegen also etwa auf dem Niveau einer einzelnen Platte. Die Dokumentation ergänzt, dass Spiegel die bessere Wahl bleiben, wenn Zufallslese-IOPS der Engpass sind [2].
5. Den Pool vergrößern. zpool add hängt ein neues oberstes vdev an, vorhandene Daten werden aber nicht umverteilt [4]. Seit OpenZFS 2.3.0 (veröffentlicht am 14. Jan. 2025) lässt sich ein RAID-Z-vdev auch verbreitern, indem du eine Platte anhängst [6]. Die Erweiterung liest und schreibt alle Daten neu, behält die Redundanz und ändert die Ausfalltoleranz nicht: Ein RAID-Z2 bleibt ein RAID-Z2. Alte Blöcke behalten ihr altes Verhältnis von Daten zu Parität. Der Pool trägt danach das Feature-Flag raidz_expansion, ältere Softwarestände können ihn nicht mehr importieren [4][7].
6. Kein Zurück. Ein Pool mit irgendeinem obersten RAID-Z-vdev kann nicht schrumpfen. Kein oberstes vdev lässt sich je wieder entfernen, auch nicht eine versehentlich hinzugefügte Platte [4].

Ein Homelab-Beispiel

RAID-Z ist auf keinem Bytearium-System erfasst (Inventar Stand 14. bis 16. Okt. 2026), also rechnen wir allgemein. Sechs 8-TB-Platten im raidz2 fassen grob (6-2)×8 = 32 TB der 48 TB Rohkapazität, vor Abzug des Overheads, und überstehen jeden Ausfall von zwei Platten [1]:

sudo zpool create tank raidz2 /dev/disk/by-id/DISK_1 /dev/disk/by-id/DISK_2 \
  /dev/disk/by-id/DISK_3 /dev/disk/by-id/DISK_4 /dev/disk/by-id/DISK_5 /dev/disk/by-id/DISK_6
sudo zpool attach tank raidz2-0 /dev/disk/by-id/DISK_7   # vdev später verbreitern

Der Typ raidz2 und die Form zpool attach sind die dokumentierte Syntax [1][4]. Beobachte zpool status, solange die Erweiterung läuft [4]. Fällt dabei eine Platte aus, pausiert die Erweiterung, bis das vdev wieder gesund ist [7].

Prüfliste

• Wähle die Paritätsstufe nach dem Ausfall, den du verkraften kannst: eine, zwei oder drei Platten je vdev.
• Halte die Gruppe in der empfohlenen Breite von 3 bis 9 Platten [1].
• Vergleiche Spiegel und RAID-Z für deine Last, bevor du Platten kaufst [2].
• Führe zpool add -n aus, bevor du etwas zu einem Pool mit RAID-Z-vdev hinzufügst [4].
• Prüfe, ob deine ZFS-Version raidz_expansion kann, bevor du ein vdev verbreitern willst [6][7].
• Tausche eine ausgefallene Platte sofort und beobachte, bis der Resilver fertig ist.
• Lege ein Backup außerhalb des Pools an.