Das Wichtigste in Kürze
- S3 kommt von Amazons Simple Storage Service. Die Schnittstelle ist heute ein De-facto-Standard, den auch Open-Source-Systeme wie MinIO, Ceph und Garage sprechen.
- Ein Objektspeicher legt Dateien als Objekte mit Schlüssel und Metadaten in einem Bucket ab. Ordner sind nur ein Teil des Namens, Programme greifen über HTTPS mit Access Key und Secret Key zu.
- Weil die Daten auf viele Platten und Server verteilt sind, lässt sich der Speicher erweitern, ohne dass die Anwendung umziehen muss.
- Für Datenbanken und Betriebssysteme passt Objektspeicher nicht, und er ersetzt kein Backup. Nextcloud kann ihn als primären Speicher oder als zusätzlichen Ordner nutzen.
In unserer Paketübersicht für Managed Nextcloud steht beim Paket Team „1 TB Speicher (S3, erweiterbar)“. S3 ist ein Speicherdienst nach dem Prinzip Objektspeicher. Er legt Dateien anders ab als die Festplatte in Ihrem Büro-PC oder ein NAS im Serverschrank. Davon hängt ab, wie sich der Speicher vergrößern lässt und wie Programme an die Dateien kommen.
Woher kommt der Name S3?
S3 steht für Simple Storage Service, auf Deutsch etwa „einfacher Speicherdienst“. Amazon hat ihn 2006 als Teil seiner Cloud-Plattform AWS gestartet und beschreibt ihn in der Dokumentation als Objektspeicher-Dienst.
Programme sprechen mit S3 über eine fest beschriebene Schnittstelle, eine sogenannte API. Das ist eine vereinbarte Sprache, in der ein Programm zum Beispiel sagt: „Lege diese Datei unter diesem Namen ab.“ Viele andere Anbieter und Open-Source-Projekte haben diese Schnittstelle nachgebaut. Kein Normungsgremium hat sie beschlossen, und doch halten sich fast alle Objektspeicher daran. So etwas nennt man einen De-facto-Standard.
Wenn ein Anbieter „S3“ schreibt, meint er deshalb meist einen S3-kompatiblen Speicher, also einen Dienst, der dieselben Befehle versteht wie Amazon S3, egal wer ihn betreibt. Als Open-Source-Software gibt es zum Beispiel MinIO, Ceph mit dem RADOS Gateway und Garage. Ein Programm, das S3 spricht, arbeitet mit all diesen Systemen. Meist ändert sich nur die Serveradresse in der Konfiguration.
Objekt, Bucket und Schlüssel
Denken Sie an die Gepäckaufbewahrung in einem großen Bahnhof. Sie geben Ihren Koffer ab und bekommen einen Abholschein mit einer Nummer. In welchem Regal der Koffer steht, erfahren Sie nie. Mit dem Schein bekommen Sie trotzdem genau Ihren Koffer zurück. Ein Objektspeicher arbeitet nach diesem Prinzip.
Der Koffer heißt im Objektspeicher Objekt. Darin stecken die eigentlichen Daten, etwa ein Foto oder ein PDF. Am Objekt hängen außerdem Metadaten, so wie ein Gepäckanhänger am Koffer. Metadaten sind Angaben über die Daten, zum Beispiel der Dateityp oder das Datum der letzten Änderung.
Der Abholschein ist der Schlüssel, englisch Key. Er ist der eindeutige Name des Objekts, und über ihn holt ein Programm das Objekt wieder ab. Die Gepäckaufbewahrung selbst heißt Bucket, englisch für Eimer. Ein Bucket ist ein Behälter für Objekte. Eine Organisation kann mehrere davon haben, etwa einen für Backups und einen für die Bilder ihrer Website.
Ein Schlüssel darf wie ein Pfad aussehen, zum Beispiel protokolle/2026/vorstandssitzung.pdf. Ordner gibt es im Bucket trotzdem keine. Die Schrägstriche sind Teil des Namens. Amazon nennt den vorderen Teil eines solchen Schlüssels Präfix und schreibt ausdrücklich, dass Präfixe keine Verzeichnisse sind. Programme zeigen sie nur als Ordner an, damit man sich zurechtfindet.
Datei-, Block- und Objektspeicher im Vergleich
Dateispeicher kennen Sie vom eigenen Rechner. Es gibt Laufwerke, Ordner, Unterordner und Dateien. Ein NAS (Network Attached Storage, ein Speichergerät im Netzwerk) funktioniert genauso, nur greifen mehrere Rechner darauf zu. Ein Programm kann dabei gezielt einzelne Stellen in einer Datei überschreiben.
Blockspeicher liegt eine Ebene tiefer. Er stellt rohe Speicherblöcke bereit, ähnlich wie eine leere Festplatte. Erst das Betriebssystem legt ein Dateisystem mit Ordnern darauf an. Server nutzen Blockspeicher für ihr Betriebssystem und für Datenbanken, weil dort ständig kleine Stellen geändert werden.
| Dateispeicher | Blockspeicher | Objektspeicher (S3) | |
|---|---|---|---|
| Aufbau | Ordnerbaum mit Dateien | nummerierte Blöcke, die Ordnung schafft erst das Dateisystem | flache Ablage von Objekten mit Schlüssel und Metadaten in Buckets |
| Zugriff | lokal oder über das Netzwerk, etwa als Netzlaufwerk | als Laufwerk, das ein Server einbindet | über HTTPS mit Zugangsschlüsseln |
| Datei ändern | einzelne Stellen direkt änderbar | einzelne Blöcke direkt änderbar | Objekt wird als Ganzes neu geschrieben |
| Mehr Platz | größere oder zusätzliche Platten, oft mit Umzug der Daten | Laufwerk vergrößern und Dateisystem anpassen | weitere Platten und Server im Hintergrund |
| Typischer Einsatz | Büro-Laufwerk, NAS | Betriebssystem, Datenbanken | Backups, Medien, Archive, Dateien von Cloud-Anwendungen |
Zugriff mit Access Key und Secret Key
Mit einem Objektspeicher spricht ein Programm über HTTPS. Das ist dasselbe verschlüsselte Protokoll, mit dem Ihr Browser Webseiten lädt. Zum Hochladen schickt das Programm eine Anfrage mit dem Befehl PUT, zum Abholen eine mit GET. Amazon bezeichnet die S3-Schnittstelle als REST-API, gemeint ist eine Schnittstelle aus gewöhnlichen HTTP-Anfragen.
Buckets und Objekte sind bei Amazon S3 von Haus aus privat. Für den Zugriff braucht ein Programm zwei Zugangsschlüssel. Der Access Key funktioniert wie ein Benutzername und sagt dem Speicher, wer anfragt. Der Secret Key ist das zugehörige Passwort. Mit ihm berechnet das Programm für jede Anfrage eine Signatur, die der Speicher prüft. Den Secret Key selbst schickt es dabei nicht mit.
Wer beide Schlüssel kennt, kann den Bucket lesen und je nach Berechtigung auch ändern oder leeren. Bewahren Sie Access Key und Secret Key deshalb so sorgfältig auf wie ein Admin-Passwort, am besten in einem Passwortmanager.
Warum S3-Speicher mitwächst
Hinter einem Objektspeicher stehen in der Regel viele Server mit vielen Festplatten. Die Software verteilt die Objekte darauf und legt Kopien oder zusätzliche Prüfdaten auf anderen Platten ab. Fällt eine Platte aus, lassen sich die Daten aus den übrigen wiederherstellen. Amazon schreibt, dass S3 die Daten über mehrere Server in seinen Rechenzentren repliziert, also mehrfach ablegt.
Wird der Platz knapp, kommen weitere Platten oder Server dazu. Die Software nimmt sie in den Speicher auf. Die Programme, die den Bucket nutzen, arbeiten unter derselben Adresse weiter. Mit einem NAS läuft das anders. Ist es voll, brauchen Sie größere Platten oder ein zweites Gerät, und die Daten müssen meist umziehen.
Objektspeicher kommt gut mit sehr vielen Dateien und mit sehr großen Dateien zurecht. Amazon gibt für ein einzelnes Objekt eine Obergrenze von 50 TB an, andere S3-Systeme setzen eigene Grenzen.
Speicher und Server sind außerdem voneinander getrennt. Der Server, auf dem eine Anwendung läuft, holt die Dateien bei Bedarf aus dem Bucket. Den Server kann man austauschen oder neu aufsetzen, die Dateien bleiben im Bucket. Umgekehrt wächst der Speicher, ohne dass der Server mehr Festplatten braucht.
Wo Objektspeicher an Grenzen stößt
Ordner sind nur ein Teil des Namens. Benennt man einen „Ordner“ um, muss jedes Objekt darin einen neuen Schlüssel bekommen. Laut Amazon entsteht dabei jeweils ein neues Objekt, das das alte ersetzt. Bei Tausenden Dateien dauert das spürbar.
Ein Objekt wird beim Ändern als Ganzes ersetzt. Korrigieren Sie in einer großen Datei ein einziges Wort, wird die ganze Datei neu hochgeladen. Bei Fotos oder fertigen PDFs spielt das kaum eine Rolle, weil sie nach dem Hochladen selten geändert werden.
Datenbanken und Betriebssysteme gehören deshalb auf Blockspeicher. Sie ändern viele Male pro Sekunde kleine Stellen in großen Dateien. Jede dieser Änderungen als neues Objekt über HTTPS zu schreiben, wäre viel zu langsam. Wenn Sie eine Datenbank für eine eigene Anwendung brauchen, betreiben wir sie über unsere Leistung Datenbank & Cloud-Storage.
S3 ersetzt kein Backup. Die Kopien im Objektspeicher schützen vor einer defekten Festplatte. Löscht jemand versehentlich einen Ordner oder verschlüsselt Schadsoftware die Dateien, trifft das alle Kopien im selben Speicher. Ein Backup ist eine getrennte Kopie, am besten an einem anderen Ort. Wie Sie das aufbauen, beschreibt unser Artikel zur 3-2-1-Backup-Regel.
Wofür S3 eingesetzt wird
Ein häufiger Einsatz ist die Datensicherung. Das Backup-Programm restic schreibt direkt in einen S3-Bucket. Laut restic-Dokumentation übergeben Sie Access Key und Secret Key als Umgebungsvariablen und geben die Adresse des Buckets an:
export AWS_ACCESS_KEY_ID=<ACCESS_KEY>
export AWS_SECRET_ACCESS_KEY=<SECRET_KEY>
# Repository im Bucket anlegen, dann sichern
restic -r s3:https://s3.example.com/backup-verein init
restic -r s3:https://s3.example.com/backup-verein backup /srv/datenBorgBackup sichert in der stabilen Reihe 1.4 auf eine lokale Platte oder einen Server per SSH. In einen Bucket kommt ein Borg-Repository über einen Umweg, etwa indem man es mit dem Werkzeug rclone dorthin kopiert.
Webanwendungen legen Medien und Downloads gern in S3 ab. Ein Onlineshop speichert dort zum Beispiel Produktbilder, ein Verein die PDFs für den Mitgliederbereich. Der Server der Website bleibt dadurch klein, und die Dateien wachsen getrennt davon.
Auch Archive passen gut. Gemeint sind Daten, die man lange aufheben muss und selten öffnet, etwa abgeschlossene Projekte. Amazon bietet dafür eigene, günstigere Speicherklassen an, bei denen das Abrufen länger dauern kann.
Zum Beispiel für Nextcloud
Nextcloud kann einen S3-Speicher auf zwei Arten nutzen.
Als primärer Speicher ersetzt der Bucket das Datenverzeichnis auf dem Server. Jede Datei, die Sie hochladen, landet als Objekt im Bucket. Laut Nextcloud-Administrationshandbuch hält der Objektspeicher dabei nur den Inhalt der Datei unter einer eindeutigen Kennung. Dateinamen, Ordner, Freigaben und die übrigen Metadaten stehen in der Datenbank von Nextcloud.
Wer direkt in den Bucket schaut, sieht deshalb eine lange Liste von Objekten mit technischen Kennungen. Die Satzung oder das Protokoll der letzten Sitzung erkennt man dort nicht wieder. Das Handbuch nennt als Nachteil, dass man von außerhalb von Nextcloud nicht an die Dateien kommt. Im Alltag merken Sie davon nichts. Sie arbeiten über die Weboberfläche, den Desktop-Client, die Smartphone-App oder WebDAV mit Ordnern und Dateinamen wie gewohnt. WebDAV ist ein Protokoll, mit dem sich die Nextcloud zum Beispiel als Netzlaufwerk in den Datei-Explorer einbinden lässt.
Das Handbuch warnt außerdem davor, eine bestehende Nextcloud nachträglich auf einen primären Objektspeicher umzustellen. Die vorhandenen Dateien wären danach nicht mehr erreichbar. Ob der Bucket der primäre Speicher wird, legt man deshalb beim Einrichten fest.
Die zweite Möglichkeit ist die App „External storage support“. Sie gehört zum Lieferumfang von Nextcloud, ist aber zunächst ausgeschaltet. Mit ihr binden Administratoren einen vorhandenen S3-Bucket als zusätzlichen Ordner ein. Dafür brauchen sie den Namen des Buckets, Access Key und Secret Key und bei anderen Anbietern als Amazon die Serveradresse. So lässt sich etwa ein Bucket mit Fotos oder Projektarchiven in die Nextcloud holen, neben dem normalen Speicher.
Was das bei ACONA heißt
In den Paketen Team (1 TB) und Plus (2 TB) und im Paket für Unternehmen (ab 2 TB) liegt Ihr Speicher in einem S3-Objektspeicher. Wird der Platz knapp, erweitern wir ihn. Ihre Nextcloud muss dafür nicht auf einen neuen Server umziehen, weil Speicher und Server bei S3 getrennt sind. Wenn Sie mehr Platz brauchen, sprechen Sie uns über den Helpdesk an.
Das Paket Starter hat 150 GB Speicher. Welche Funktionen dieses Paket mitbringt, beschreibt der Artikel zu den Standard-Funktionen von Nextcloud.
In allen Paketen liegen Ihre Daten auf Servern in Deutschland. Updates, Sicherheits-Patches und Backups übernehmen wir ebenfalls in jedem Paket. Warum der Standort der Server für Vereine und Unternehmen zählt, steht auf unserer Seite zur digitalen Souveränität.
Häufige Fragen
Muss ich Kunde bei Amazon sein, um S3 zu nutzen?
Nein. S3 bezeichnet heute vor allem die Schnittstelle. Viele Anbieter und Open-Source-Programme wie MinIO, Ceph oder Garage stellen S3-kompatiblen Speicher bereit, der mit Amazon nichts zu tun hat.
Kann ich mit dem Windows-Explorer direkt auf einen S3-Bucket zugreifen?
Von Haus aus nicht, denn S3 ist eine Schnittstelle für Programme über HTTPS. Bei Nextcloud greifen Sie über die Weboberfläche, den Desktop-Client, die App oder WebDAV auf Ihre Dateien zu.
Warum sehe ich im Bucket meiner Nextcloud keine Dateinamen?
Nutzt Nextcloud den Bucket als primären Speicher, liegt dort nur der Inhalt jeder Datei unter einer technischen Kennung. Namen, Ordner und Freigaben verwaltet Nextcloud in seiner Datenbank.
Brauche ich mit S3 noch ein Backup?
Ja. Die Kopien im Objektspeicher helfen bei einer defekten Festplatte. Gegen versehentliches Löschen oder Schadsoftware brauchen Sie eine getrennte Sicherung, am besten an einem anderen Ort.
Was passiert, wenn der Speicher in meinem Nextcloud-Paket voll wird?
In den Paketen Team, Plus und Unternehmen ist der S3-Speicher erweiterbar. Sprechen Sie uns über den Helpdesk an, dann vergrößern wir den Speicher, ohne dass Ihre Nextcloud auf einen neuen Server umzieht.
Quellen
- Amazon S3 User Guide: What is Amazon S3?
- Amazon S3 User Guide: Amazon S3 objects overview
- Amazon S3 User Guide: Organizing objects using prefixes
- Amazon S3 User Guide: Uploading objects
- Nextcloud Administration Manual: Configuring Object Storage as Primary Storage
- Nextcloud Administration Manual: External Storage
- Nextcloud Administration Manual: External Storage, Amazon S3
- restic Documentation: Preparing a new repository (Amazon S3, S3-compatible storage)
- Ceph Documentation: Ceph Object Gateway
- Garage: S3-kompatibler Objektspeicher (Projektseite)
