Jak nastavit NAS? Srovnání režimů RAID

Jak nastavit NAS – OBSAH

1. NAS a síťové sdílení: alespoň trocha teorie
2. Jeden disk, dva, čtyři – mnoho disků!
3. RAID 0: jen pro speciální aplikace
4. RAID 1: data v bezpečí za zrcadlem!
5. RAID 5: co jste ztratili, vrátí matematika!
6. RAID 6: když se vám smůla lepí na paty
7. Vyšší režimy RAID: ještě více matematiky pro ještě lepší zabezpečení!
8. Jak na zákeřnější hrozby?
9. Jaké řešení si vybrat?

NAS a síťové sdílení: alespoň trocha teorie

Síťové sdílení na NAS je o něco málo složitější než připojení klasického externího disku, ale má obrovskou spoustu výhod. Předně – USB disky normálně vidí jenom ten počítač, ke kterému jsou disky připojené, a jejich sdílení může představovat určité mrzení, protože když je odpojíte, sdílení se nemusí automaticky obnovit. Navíc jsou tyto disky určeny jen pro relativně malý objem zátěže, takže se v nich používají základní disky, které jsou vyhrazeny právě pro nenáročný provoz.

Síťové stanice NAS jsou stavěny kolem disků specificky určených pro provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Jejich systém umí inteligentně rozkládat zátěž mezi větší počet současně přistupujících uživatelů – a hlavně zvládají i provoz s nízkými datovými toky. To je zvláště důležité pro streamování filmů a hudby na inteligentní televize a reproduktory – klasické disky jsou stavěny tak, aby poměrně rychle parkovaly a vypínaly se, protože to šetří životnost a energii. Při streamování jsou datové toky malé, ale dlouhodobé, což klasický disk nutí znovu a znovu zastavovat a startovat – a to mu, jako každému jinému mechanickému zařízení, značně vadí.

Síťové stanice NAS jsou navíc specificky navrženy tak, aby nabízely zpřístupnění dat různým systémům, od Windows přes MacOS a Linux až po smart televize. Je to vlastně nejjednodušší systém, jak mezi nimi sdílet data – a přímo podporují inteligentní zařízení, kterým zpřístupní nejen svůj obsah, ale dokážou ho třeba za chodu přeložit do formátu, jemuž inteligentní domácí zařízení rozumí.

Jejich základní funkcí je vytvoření oddílů (volumes), ve kterých si určíte vlastní adresáře, a u nich nastavíte práva pro jednotlivé uživatele. Každý člen rodiny, včetně inteligentních zařízení, tak může mít vlastní účet s vlastními právy, aby si nemohli navzájem prohlížet a přepisovat data – a také datové limity (kvóty), aby nějaký domácí datový sysel nezaplnil celé úložiště. Dělení přístupů podle uživatelů také zvyšuje bezpečnost při zálohování, protože malware nemůže přemazat data, ke kterým nemá přístup.

Jeden disk, dva, čtyři – mnoho disků!

Síťové stanice NAS se liší nejen cenou a funkcemi, ale hlavně počtem disků, které zvládnou obsluhovat. Ty nejlevnější mají jenom jeden disk, nezřídka předinstalovaný, ale můžou mít i více pozic. Jedna pozice je naprosto základní a slouží pouze pro nejjednodušší scénáře, kdy jsou data zároveň uložená i někde jinde. Stejně jako každý jiný disk, může i disk v NAS selhat, což v případě jednodiskové stanice obvykle znamená ztrátu dat. Pokud jsou na něm průběžné zálohy nebo kopie sdílených dokumentů, obvykle to znamená, že o svoje data nepřijdete, protože je máte uložená i na počítačích. 

Tento systém se jmenuje JBOD – „Just a Bunch of Discs“ a znamená, že systém pracuje s každým osazeným diskem zvlášť. Tímto způsobem může stanice pracovat i s větším počtem disků, pokud nabízí více pozic, ale riziko je jasné – pokud selže nějaký disk, ztratíte jeho obsah. To někdy může být akceptovatelné riziko, ale my doporučujeme používat systém JBOD skutečně jenom v případě, že případná ztráta dat nebude znamenat nezvratnou katastrofu. Tento systém se obvykle používá pro „zálohování záloh“, kde se nepředpokládá, že jak o zálohu, tak i o její kopii přijdete najednou.

Aby bylo jasné, jakákoliv záloha je lepší než žádná záloha, ale u jednodiskových stanic a JBOD systémů přesunutí dat na stanici riziko ztráty v zásadě nesnižuje. Takže JBOD je vlastně „Jen Backupy Okopírovaných Dat!“

RAID 0: jen pro speciální aplikace

Velmi lákavým, ale poměrně nebezpečným nastavením u stanic se dvěma a více disky je RAID 0. RAID je zkratka „Redundant Array of Inexpensive Disks“ – a ano, skutečně je míněno „levných“ disků, protože ty pro spotřebitele jsou typicky levnější než specializované disky pro výkonné servery. Číslo za slovem RAID pak označuje typ pole – a jako tradičně jde o takový ajťácký fór, protože u RAID 0 a 1 se dá v zásadě říci, že udává počet disků, které mohou havarovat, ale to samé naprosto neplatí u těch vyšších čísel, jako je RAID 5 nebo RAID 60. Prostě to číslo chápejte jako součást pojmenování, jak stanice disky vlastně používá.

RAID 0 nabízí uživateli jako dostupnou kapacitu součet kapacity všech disků. Zdálo by se, že to je vlastně to samé jako JBOD, ale ne, je to ve skutečnosti mnohem nebezpečnější nastavení, které by domácí uživatelé neměli ideálně vůbec používat. Jde totiž o takzvané stripování, kdy se data ukládají na střídačku současně na všechny dostupné disky, takže kus je tam a kus je tady. U pole RAID 0 nesmí selhat ani jeden disk, takže pravděpodobnost selhání ve skutečnosti roste s počtem osazených disků.

Důvod, proč taková šílenost vůbec existuje, je vlastně historický – z dob, kdy byly přenosové rychlosti disků poměrně nízké, takže tento systém dovolil používat všechny disky najednou a tím práci zrychlovat. Systém se tedy používá ke zrychlení vyřizování uživatelských požadavků – a dnes ho můžeme nahradit něčím lehce pomalejším, ale bezpečnějším. Možná se podivujete, proč to tu s námi stále je – ale základní principy tohoto systému se používají například uvnitř moderních SSD disků, kde řadič disku podobným způsobem obsluhuje více relativně pomalých paměťových čipů, aby ve výsledku ohromil vysokými rychlostmi přenosu dat. Je to schované uvnitř SSD, ale prostě to funguje.

Takže pokud víte, co děláte, RAID 0 smysl má – ale pamatujte, čím více disků je v něm zapojených, tím vyšší je riziko selhání. Pro domácí použití, kdy chcete maximum kapacity, je o něco lepší JBOD, ale v obou případech je to vhodné jen pro data, která jsou zálohována někde jinde.

RAID 1: data v bezpečí za zrcadlem!

RAID 1 je režim, který se jmenuje zrcadlení – a funguje přesně tak, jak se zdá – dva disky se navzájem zrcadlí (mirorují), takže je na nich to samé. To znamená, že pokud se jeden sesype, druhý stále data drží – a pokud máte šikovnou NASku, tak vám dokonce řekne, který disk je špatný a který je dobrý, takže ten špatný stačí vyjmout a stanice sama „prozrcadlí“ data na náhradní disk. Navíc, protože jsou ta samá data na obou discích, dokáže zrychlit čtecí operace tím, že čte z obou disků najednou, takže to přináší určité výhody, které má i RAID 0.

Nevýhody jsou jasné: nižší rychlosti zápisu – a hlavně přijdete o polovinu kapacity úložiště. To je pro spoustu lidí zásadní nevýhoda, která je od RAID 1 odrazuje, ale celý ten systém je skutečně vymyšlený kolem ideje, že cena disků není až tak podstatná vedle ceny dat na nich uložených. RAID 1 nabízí rozumné navýšení zabezpečení, ale pozor – pouze proti selhání disků, na kterých jsou data uložená. RAID 1 nenabízí ochranu ani proti malware ani proti ransomware, naopak, všechny zlé změny, chyby a omylem smazané soubory iniciativně propíše i na zrcadlící se disk.

RAID 1 je tedy bezpečnější a doporučovaný pro síťové stanice se dvěma pozicemi, ale v žádném případě ho nepovažujte za ochranu proti malware a podobně. Stále musíte mít vymyšlenou strategii, jak zálohovat, tento systém vám pouze ušetří šok z toho, že se jednou vrátíte domů a stanice bude signalizovat havárii disku, a tedy ztrátu dat. Je to lepší systém, ale není dokonalý.

RAID 5: co jste ztratili, vrátí matematika!

Existují i rafinovanější způsoby, jak si zajistit data, ale tam je potřeba sáhnout po řešeních, jež podporují více než dva disky. Stanice pak dokáže data nejen rozdělit, ale opatřit je také kontrolními součty, které dovolují rekonstruovat data na disku, jenž havaroval. Základním takovým systémem je RAID 5. Ten vyžaduje alespoň tři disky a je odolný vůči selhání jednoho z nich, ale v praxi se prodávají stanice s až čtyřmi disky, takže se budeme zabývat jimi.

Magie těchto systémů je, že na každý z disků uloží také kontrolní součty, takže pokud máme součet a známe původní data na fungujících discích, dá se dopočítat, co bylo na tom ztraceném. RAID 5 zvládne ztrátu jednoho disku za tu cenu, že dostupná kapacita je nižší právě o ten jeden disk, což je právě ten prostor, který potřebuje pro kontrolní součty.

Protože jsou jak data, tak i součty rozprostřené na všech discích, havarovat může kterýkoliv z nich – a stanice může jet dál, protože je umí dopočítat v reálném čase! Tento režim se nazývá degradovaný režim – a i když stanice funguje, neberte její varování na lehkou váhu a co nejdříve nahraďte havarovaný disk náhradním. Stanice pak spustí automaticky režim obnovení, kdy data dopočítává a ukládá na nový disk, což podle kapacity může zabrat i několik dní. Po těchto několik dní je ale riziko, že selže další disk, což už systém nezvládne, takže práci v degradovaném režimu co nejvíce zkraťte!

Je až neuvěřitelné, pro kolik uživatelů včetně firemních degradovaný režim znamená, „že to nechvátá“ a degradované pole používají dál. To je ale opravdu nebezpečné, protože každé další selhání disku znamená ztrátu dat – a pokud jste kupovali všechny disky najednou, je určité riziko, že například patří do nějaké méně povedené série, která má nepříjemný zvyk selhávat v podobnou dobu. Proto je dobré měnit vadný disk za nový co nejrychleji a u profesionálních použití zkonzultovat se specialisty, jestli náhodou nemáte nějakou problémovou sérii disků, která trpí vyšší kazovostí. V diskovém poli jsou tyto disky namáhané zhruba stejně – a pokud tam je nějaký problém z výroby, selhání jednoho může naznačovat blížící se selhání dalších.

Některé stanice nabízejí i možnost – takzvanou okamžitou rezervu (hot spare), kdy se jeden osazený disk nevyužije na data, ale pouze čeká na to, až přijde neštěstí – a jakmile je zaznamenána havárie disku v poli, systém okamžitě začne s obnovou. Je to skvělé profesionální řešení, ale i u těch domácích vám dá stanice jasně (a dost často i hodně nahlas) najevo, že je problém. Pak nezbývá než rychle objednat disk či ideálně sáhnout do zásob – a obrnit se trpělivostí, protože obnova pole znamená jak jeho snížený výkon, tak i vyšší hlučnost, a to po dobu několika dní.

Fakt, že RAID 5 zvládne havárii jednoho z disků a že i při obnově normálního stavu je schopen ukládat i poskytovat data, ale stojí za mírně sníženou kapacitu, takže ho vřele doporučujeme i na domácí použití pro stanice se čtyřmi a více pozicemi.

RAID 6: když se vám smůla lepí na paty

RAID 6 je systém principiálně podobný RAID 5 s tím rozdílem, že je navržen pro selhání dvou fyzických disků. Je určen primárně pro profesionální řešení vyžadující vysokou spolehlivost (mission critical aplikace). RAID 6 vyžaduje minimálně čtyři disky s tím, že pole přichází o kapacitu dvou disků pro kontrolní součty. Z povahy věci tedy plyne, že je vhodnější pro velké NASky s více pozicemi, avšak pro domácí úložiště se čtyřmi pozicemi je možná až zbytečně komplikované.

Vyšší režimy RAID: ještě více matematiky pro ještě lepší zabezpečení!

Vyšší režimy RAID jsou důležité pro firemní a korporátní užití. Existují režimy jako RAID 10, které kombinují vlastnosti RAID 0 a RAID 1 a jsou důležité pro takové použití, jež vyžaduje extrémní zátěž společně s vysokou mírou zajištění bezpečnosti. Pak najdeme ještě vyšší systémy, jako je RAID 50 a RAID 60, které opět kombinují pěkné vlastnosti stran zabezpečení spolu s vysokým výkonem, ale jsou určeny pro pole tak velká a tak drahá, že asi nemají smysl pro domácí použití. 

Pokud chcete zálohovat data doma, používejte u stanice se dvěma pozicemi nejlépe RAID 1 a u stanice se čtyřmi pozicemi RAID 5, který nabízí nejlepší kompromis mezi kapacitou a bezpečností. Jednotliví výrobci nabízejí často svoje vlastní řešení, která jsou specificky orientovaná na menší uživatele – jako takzvaná hybridní RAID pole, která dovolují snadno přidávat další disky nebo je nahrazovat většími. Nabízí solidní bezpečnost spolu s velkou flexibilitou, kterou chtějí právě menší uživatelé.

Pro menší firmy je patrně nejlepším kompromisem menší fileserver nebo větší NAS s více pozicemi, kde se jeden disk použije jako hot spare a zbytek jede v režimu RAID 6. Takový systém nabízí výborný kompromis mezi odolností a rychlou samoopravitelností.

Jak na zákeřnější hrozby?

Zvláště u firemních uživatelů je třeba zvýšená ochrana před ransomware. Tento hanebný software tiše na pozadí kryptuje data, během procesu kódování je schopen odemknout je aplikacím, a proto je poměrně nenápadný. Změněná data ale nejsou čitelná – a až bude zablokováno vše, program se připomene uživatelům, informuje je, že je právě dostal do pozice, kdy se k datům už nedostanou – a sdělí jim požadavky na výkupné, které mají zaplatit v kryptoměnách. 

Protože jde o nenápadný systém, brání se proti němu špatně. Běžné základní zálohovací nástroje, které pouze kopírují data, při zálohování zničí zdravé kopie těmi zakryptovanými. Proti ransomware je třeba používat verzovací systémy, jež detekují změnu a uloží ji jako samostatnou kopii, jako je třeba Windows File History. I tam ale platí, že pokud je zálohovací úložiště malé a ransomware pomalý, může dojít k vyčerpání zálohovacího prostoru a přepsání zdravých záloh těmi zakódovanými.

Pokročilé síťové souborové stanice (fileservery) si umí poradit i s tím – pokud jim dáte dost místa na práci. Stanice QNAP například používají systém snapshotů, kdy si průběžně vytvářejí svoje vlastní kopie sdílených adresářů do dedikovaného prostoru, do nějž se uživatelé normálně nedostanou. Podmínkou je dostatek diskového prostoru a správné nastavení stanice, aby se starala o prostor efektivně – a ano, i zde platí, že pokud je ransomware dost pomalý, může poškodit všechna data. 

Proto se používají další řešení, kdy například síťovou stanici vybavíte jejím vlastním externím diskovým prostorem, takže stanice dokáže zálohovat sama sebe na jiné diskové pole, do cloudu anebo třeba na páskovou knihovnu. Cloud je řešením pro smrtelníky žádající ochranu menšího objemu dat, kde se o jejich bezpečnost starají datoví profesionálové. Externí pole a páskové knihovny jsou řešení pro firmy – a ty nejnáročnější si nezřídka vyžádají pomoc specialistů, jako je Iron Mountain, firma specializující se na vysoce zabezpečené zálohování korporátních dat.

Jaké řešení si vybrat?

Zálohovací řešení jsou pro každou velikost podniku a každého uživatele. Je ale potřeba dodržovat základní pravidla, zhodnotit cenu svých dat a umět se rozhodnout.

Vyberte ta opravdu důležitá data. I běžní smrtelníci mají oceán dat, z nichž je však většina nahraditelná – hry nebo filmy získáte znovu, ale domácí videa a foto ne. Pracovní data, účetnictví a podobná data patří mezi ta nejdůležitější. Možná zjistíte, že ta opravdu důležitá data jsou tak malá, že na ta opravdu odolná a bezpečná zálohování nepotřebujete vlastně moc navíc – třeba jenom další flashdisk, nebo třeba vypalovačku. Zbyla vám vypalovací mechanika a nějaká média na zápis? Lepší zazálohovat tam než se jich úplně zbavit!

Ke sdílení běžných dat a sdílení dat, která máte zálohována jinde, stačí i levná řešení, třeba NAS s jediným diskem. Pamatujte však, že i takto nenáročná úložiště by měla být vybavena speciálními NAS disky, které jsou uzpůsobeny pro trvalý provoz. Jejich volba není o ceně, ale o způsobu použití – když budete jakékoliv zařízení používat v rozporu s jeho návrhem, dlouho nevydrží. Vhodný disk spolu s dobrou stanicí ale bude sloužit velice dlouho!

Moderní síťové stanice nevyžadují, abyste byli „na drátě“ – můžete na ně zálohovat i mobil a taky si do něj můžete třeba streamovat filmy. Stanice podporují multimediální protokoly, dokonce umí i transkódovat, takže „za chodu přeloží“ film do formátu, který umí váš mobil přehrát. A dokonce je nemusíte ani zapojovat do klasické sítě – mnohé zvládají i provoz čistě přes wifi!

Pro síťové stanice se dvěma disky používejte ideálně RAID 1 nebo hybridní RAID doporučený výrobcem. Pro stanice se čtyřmi a více disky je ideální RAID 5 na domácí použití, na firemní použití pak RAID 6. Pro opravdu důležité zálohy pak popřemýšlejte i nad zálohováním síťového úložiště.

Pokud stanice vyhlásí poplach o tom, že disk selhává, neodkladně nahraďte selhávající disk – objednejte ho obratem nebo nahraďte tím ze skladu okamžitě. Nečekejte! Pokud máte opravdu důležitá data, pořiďte si větší stanici a rovnou nainstalujte extra disk – hot spare. Ten zajistí, že stanice začne s opravami okamžitě, jakmile zjistí problém.

Přemýšlejte o tom, jak jsou vaše data cenná. Když je ztratíte, oželíte je? Nahradíte je snadno? Pokud ano, možná vám stačí základní síťová stanice s jedním diskem. Pokud ne, neohlížejte se moc na cenu disků, protože jakýkoliv pokus o záchranu dat je obvykle mnohem dražší a rizikovější než jedna záloha navíc.

Michal Rybka

Michal Rybka je publicista a nadšenec s 20 lety zkušeností v IT a gamingu. Je kurátorem AlzaMuzea a YouTube kanálu AlzaTech. Napsal několik fantasy a sci-fi povídek, které vyšly v knižní podobě, a pravidelně pokrývá páteční obsah na internetovém magazínu PCTuning.