Ako nastaviť NAS? Porovnanie režimov RAID

Ako nastaviť NAS – OBSAH

1. NAS a sieťové zdieľanie: aspoň trocha teórie
2. Jeden disk, dva, štyri – mnoho diskov!
3. RAID 0: len pre špeciálne aplikácie
4. RAID 1: dáta v bezpečí za zrkadlom!
5. RAID 5: čo ste stratili, vráti matematika!
6. RAID 6: keď sa vám smola lepí na päty
7. Vyššie režimy RAID: ešte viac matematiky pre ešte lepšie zabezpečenie!
8. Ako na zákernejšie hrozby?
9. Aké riešenie si vybrať?

NAS a sieťové zdieľanie: aspoň trocha teórie

Sieťové zdieľanie na NAS je o niečo málo zložitejšie ako pripojenie klasického externého disku, ale má obrovské množstvo výhod. Predovšetkým – USB disky normálne vidia len ten počítač, ku ktorému sú disky pripojené a ich zdieľanie môže predstavovať určité obmedzenie, pretože keď ich odpojíte, zdieľanie sa nemusí automaticky obnoviť. Navyše sú tieto disky určené len na relatívne malý objem záťaže, takže sa v nich používajú základné disky, ktoré sú určené práve na nenáročnú prevádzku.

Sieťové stanice NAS sú stavané okolo diskov špecificky určených na prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Ich systém dokáže inteligentne rozkladať záťaž medzi väčší počet súčasne pristupujúcich používateľov – a hlavne zvládajú aj prevádzku s nízkymi dátovými tokmi. To je obzvlášť dôležité na streamovanie filmov a hudby pre inteligentné televízory a reproduktory – klasické disky sú stavané tak, aby pomerne rýchlo parkovali a vypínali sa, pretože to šetrí životnosť a energiu. Pri streamovaní sú dátové toky malé, ale dlhodobé, čo klasický disk núti znova a znova zastavovať a štartovať – a to mu ako každému inému mechanickému zariadeniu značne vadí.

Sieťové stanice NAS sú navyše špecificky navrhnuté tak, aby ponúkali sprístupnenie dát rôznym systémom, od Windows cez MacOS a Linux až po smart televízory. Je to vlastne najjednoduchší systém, ako medzi nimi zdieľať dáta – a priamo podporujú inteligentné zariadenia, ktorým sprístupnia nielen svoj obsah, ale dokážu ho preložiť do formátu, ktorému inteligentné domáce zariadenie rozumie.

Ich základnou funkciou je vytvorenie oddielov (volumes), v ktorých si určíte vlastné adresáre a nastavíte práva pre jednotlivých používateľov. Každý člen rodiny, vrátane inteligentných zariadení, tak môže mať vlastný účet s vlastnými právami, aby si nemohli navzájom prezerať a prepisovať dáta - a tiež dátové limity (kvóty), aby nejaký domáci dátový syseľ nezaplnil celé úložisko. Delenie prístupov podľa používateľov tiež zvyšuje bezpečnosť pri zálohovaní, pretože malvér nemôže vymazať údaje, ku ktorým nemá prístup.

Jeden disk, dva, štyri – mnoho diskov!

Sieťové stanice NAS sa líšia nielen cenou a funkciami, ale hlavne počtom diskov, ktoré zvládnu obsluhovať. Tie najlacnejšie majú iba jeden disk, nezriedka predinštalovaný, ale môžu mať aj viac pozícií. Jedna pozícia je úplne základná a slúži iba na najjednoduchšie scenáre, kedy sú dáta zároveň uložené aj niekde inde. Rovnako ako každý iný disk, môže aj disk v NAS zlyhať, čo v prípade jednodiskovej stanice obvykle znamená stratu dát. Ak sú na ňom priebežné zálohy alebo kópie zdieľaných dokumentov, obvykle to znamená, že o svoje dáta neprídete, pretože ich máte uložené aj na počítačoch.

Tento systém sa volá JBOD – „Just a Bunch of Discs“ a znamená, že systém pracuje s každým osadeným diskom zvlášť. Týmto spôsobom môže stanica pracovať aj s väčším počtom diskov, pokiaľ ponúka viac pozícií, ale riziko je jasné – ak zlyhá nejaký disk, stratíte jeho obsah. To niekedy môže byť akceptovateľné riziko, ale my odporúčame používať systém JBOD skutočne iba v prípade, že strata dát nebude znamenať nezvratnú katastrofu. Tento systém sa obvykle používa na „zálohovanie záloh“ kde sa nepredpokladá, že prídete o zálohu a tiež o jej kópiu naraz.

Aby bolo jasné, akákoľvek záloha je lepšia ako žiadna záloha, ale pri jednodiskových staniciach a JBOD systémoch presunutie dát na stanicu riziko straty v zásade neznižuje. Takže JBOD je vlastne „Len Backupy Okopírovaných Dát!“

RAID 0: len pre špeciálne aplikácie

Veľmi lákavým, ale pomerne nebezpečným nastavením na staniciach s dvoma a viacerými diskami je RAID 0. RAID je skratka „Redundant Array of Inexpensive Disks“ – a áno, skutočne sa myslí „lacných“ diskov, pretože tie pre spotrebiteľov sú typicky lacnejšie ako špecializované disky pre výkonné servery. Číslo za slovom RAID potom označuje typ poľa – ako tradične ide o taký ítéčkársky vtip, pretože pri RAID 0 a 1 sa dá v zásade povedať, že udáva počet diskov, ktoré môžu havarovať, ale to isté neplatí u tých vyšších čísel, ako je RAID 5 alebo RAID 60. Jednoducho to číslo chápte ako súčasť pomenovania, ako vlastne stanica používa disky.

RAID 0 ponúka používateľovi ako dostupnú kapacitu súčet kapacity všetkých diskov. Zdalo by sa, že to je vlastne to isté ako JBOD, ale nie, je to v skutočnosti oveľa nebezpečnejšie nastavenie, ktoré by domáci používatelia nemali ideálne vôbec používať. Ide totiž o takzvané stripovanie, kedy sa dáta ukladajú na striedačku súčasne na všetky dostupné disky, takže kus je tam a kus je tu. V poli RAID 0 nesmie zlyhať ani jeden disk, takže pravdepodobnosť zlyhania v skutočnosti rastie s počtom osadených diskov.

Dôvod, prečo taká šialenosť vôbec existuje, je vlastne historický – z čias, kedy boli prenosové rýchlosti diskov pomerne nízke, takže tento systém dovolil používať všetky disky naraz a tým prácu zrýchľovať. Systém sa teda používa na zrýchlenie vybavovania používateľských požiadaviek – a dnes ho môžeme nahradiť niečím ľahko pomalším, ale bezpečnejším. Možno sa divíte, prečo to tu s nami stále je – ale základné princípy tohto systému sa používajú napríklad vo vnútri moderných SSD diskov, kde radič disku podobným spôsobom obsluhuje viac relatívne pomalých pamäťových čipov, aby vo výsledku ohromil vysokými rýchlosťami prenosu dát. Je to ukryté vo vnútri SSD, ale jednoducho to funguje.

Takže ak viete, čo robíte, RAID 0 zmysel má - ale pamätajte, čím viac diskov je v ňom zapojených, tým vyššie je riziko zlyhania. Na domáce použitie, kedy chcete maximum kapacity, je o niečo lepšia JBOD, ale v obidvoch prípadoch je to vhodné len na dáta, ktoré sú zálohované niekde inde.

RAID 1: dáta v bezpečí za zrkadlom!

RAID 1 je režim, ktorý sa volá zrkadlenie – a funguje presne tak, ako sa zdá – dva disky sa navzájom zrkadlia (mirorujú), takže je na nich to isté. To znamená, že ak sa jeden zosype, druhý stále dáta drží – a ak máte šikovnú NAS-ku, tak vás dokonca upozorní, ktorý disk je zlý a ktorý je dobrý, takže ten zlý stačí vybrať a stanica sama „prezrkadlí“ dáta na náhradný disk. Navyše, pretože sú tie isté dáta na oboch diskoch, dokáže zrýchliť čítacie operácie tým, že číta z oboch diskov naraz, takže to prináša určité výhody, ktoré má aj RAID 0.

Nevýhody sú jasné: nižšie rýchlosti zápisu – a hlavne prídete o polovicu kapacity úložiska. To je pre veľa ľudí zásadná nevýhoda, ktorá ich od RAID 1 odrádza, ale celý ten systém je skutočne vymyslený so zámerom, že cena diskov nie je až taká podstatná vedľa ceny dát na nich uložených. RAID 1 ponúka rozumné navýšenie zabezpečenia, ale pozor – iba oproti zlyhaniu diskov, na ktorých sú dáta uložené. RAID 1 neponúka ochranu proti malvéru ani proti ransomware, naopak, všetky zlé zmeny, chyby a omylom zmazané súbory iniciatívne prepíše aj na zrkadliaci sa disk.

RAID 1 je teda bezpečnejší a odporúčaný pre sieťové stanice s dvoma pozíciami, ale v žiadnom prípade ho nepovažujte na ochranu proti malvéru a podobne. Stále musíte mať vymyslenú stratégiu, ako zálohovať, tento systém vám iba ušetrí šok z toho, že sa raz vrátite domov a stanica bude signalizovať haváriu disku, a teda stratu dát. Je to lepší systém, ale nie je dokonalý.

RAID 5: čo ste stratili, vráti matematika!

Existujú aj rafinovanejšie spôsoby, ako si poistiť dáta, je potrebné siahnuť po riešeniach, ktoré podporujú viac ako dva disky. Stanica potom dokáže dáta nielen rozdeliť, ale zaobstarať ich tiež kontrolnými súčtami, ktoré dovoľujú rekonštruovať dáta na disku, ktorý havaroval. Takýmto základným systémom je RAID 5. Ten vyžaduje aspoň tri disky a je odolný proti zlyhaniu jedného z nich, ale v praxi sa predávajú stanice až so štyrmi diskami, takže sa budeme zaoberať nimi.

Mágia týchto systémov spočíva v tom, že na každý z diskov uloží aj kontrolné súčty, takže pokiaľ máme súčet a poznáme pôvodné dáta na fungujúcich diskoch, dá sa dopočítať, čo bolo na tom stratenom. RAID 5 zvládne stratu jedného disku za tú cenu, že dostupná kapacita je nižšia práve o jeden disk, čo je práve ten priestor, ktorý potrebuje na kontrolné súčty.

Pretože sú dáta aj súčty rozprestreté na všetkých diskoch, havarovať môže ktorýkoľvek z nich – a stanica môže ísť ďalej, pretože ich vie dopočítať v reálnom čase! Tento režim sa nazýva degradovaný režim – a aj keď stanica funguje, neberte jej varovanie na ľahkú váhu a čo najskôr nahraďte havarovaný disk náhradným. Stanica potom spustí automaticky režim obnovenia, kedy dáta dopočítava a ukladá na nový disk, čo podľa kapacity môže zabrať aj niekoľko dní. Počas tejto doby je ale riziko, že zlyhá ďalší disk, čo už systém nezvládne, takže prácu v degradovanom režime čo najviac skráťte!

Je až neuveriteľné, pre koľko požívateľov vrátane firemných degradovaný režim znamená, „že to neponáhľa“ a degradované pole používajú ďalej. To je ale naozaj nebezpečné, pretože každé ďalšie zlyhanie disku znamená stratu dát - a ak ste kupovali všetky disky naraz, je určité riziko, že napríklad patrí do nejakej menej podarenej série, ktorá má nepríjemný zvyk zlyhať v podobnom čase. Preto je dobré meniť chybný disk za nový čo najrýchlejšie a pri profesionálnom používaní treba konzultovať so špecialistami, či náhodou nemáte nejakú problémovú sériu diskov, ktorá trpí vyššou poruchovosťou. V diskovom poli sú tieto disky namáhané zhruba rovnako – a pokiaľ tam je nejaký problém z výroby, zlyhanie jedného môže naznačovať blížiace sa zlyhanie ďalších.

Niektoré stanice ponúkajú aj možnosť - takzvanú okamžitú rezervu (hot spare), kedy sa jeden osadený disk nevyužije na dáta, ale iba čaká na to, kedy príde nešťastie - a akonáhle je zaznamenaná havária disku v poli, systém okamžite začne s obnovou. Je to skvelé profesionálne riešenie, ale aj pri tých domácich vám dá stanica jasne (a dosť často aj veľmi nahlas) najavo, že je problém. Potom nezostáva nič iné ako rýchlo objednať nový disk, alebo v ideálnom prípade načrieť do zásob – a obrniť sa trpezlivosťou, pretože obnova poľa znamená aj jeho znížený výkon, vyššiu hlučnosť, a to aj počas niekoľkých dní.

Faktom je, že RAID 5 zvládne haváriu jedného z diskov, pri obnove normálneho stavu je schopný ukladať aj poskytovať dáta, ale stojí za mierne zníženú kapacitu, takže ho vrelo odporúčame aj na domáce použitie pre stanice so štyrmi a viacerými pozíciami.

RAID 6: keď sa vám smola lepí na päty

RAID 6 je systém principiálne podobný RAID 5 s tým rozdielom, že je navrhnutý na zlyhanie dvoch fyzických diskov. Je určený primárne na profesionálne riešenie vyžadujúce vysokú spoľahlivosť (mission critical aplikácie). RAID 6 vyžaduje minimálne štyri disky s tým, že pole prichádza o kapacitu dvoch diskov na kontrolné súčty. Z povahy veci teda vyplýva, že je vhodnejší pre veľké NAS-ky s viacerými pozíciami, avšak pre domáce úložisko so štyrmi pozíciami je možno až zbytočne komplikovaný.

Vyššie režimy RAID: ešte viac matematiky pre ešte lepšie zabezpečenie!

Vyššie režimy RAID sú dôležité na firemné a korporatívne použitie. Existujú režimy ako RAID 10, ktoré kombinujú vlastnosti RAID 0 a RAID 1 a sú dôležité na také použitie, ktoré vyžaduje extrémnu záťaž spoločne s vysokou mierou zaistenia bezpečnosti. Potom nájdeme ešte vyššie systémy, ako je RAID 50 a RAID 60, ktoré opäť kombinujú pekné vlastnosti strán zabezpečenia spolu s vysokým výkonom, ale sú určené pre polia také veľké a také drahé, že asi nemajú zmysel na domáce použitie.

Ak chcete zálohovať dáta doma, používajte na stanici s dvoma pozíciami najlepšie RAID 1 a na stanici so štyrmi pozíciami RAID 5, ktorý ponúka najlepší kompromis medzi kapacitou a bezpečnosťou. Jednotliví výrobcovia ponúkajú často svoje vlastné riešenia, ktoré sú špecificky orientované na menších používateľov – ako takzvané hybridné RAID polia, ktoré dovoľujú ľahko pridávať ďalšie disky alebo ich nahrádzať väčšími. Ponúka solídnu bezpečnosť spolu s veľkou flexibilitou, ktorú chcú práve menší používatelia.

Pre menšie firmy je zrejme najlepším kompromisom menší fileserver alebo väčší NAS s viacerými pozíciami, kde sa jeden disk použije ako hot spare a zvyšok ide v režime RAID 6. Takýto systém ponúka výborný kompromis medzi odolnosťou a rýchlou somoopraviteľnosťou.

Ako na zákernejšie hrozby?

Obzvlášť pri firemných používateľoch je potrebná zvýšená ochrana pred ransomware. Tento hanebný softvér ticho na pozadí kryptuje dáta, počas procesu kódovania je schopný odomknúť ich aplikáciám, a preto je pomerne nenápadný. Zmenené dáta ale nie sú čitateľné - a keď bude zablokované všetko, program sa pripomenie používateľom, informuje ich, že ich práve dostal do pozície, kedy sa k dátam už nedostanú - a oznámi im požiadavky na výkupné, ktoré majú zaplatiť v kryptomenách.

Pretože ide o nenápadný systém, bráni sa proti nemu zle. Bežné základné nástroje na zálohovanie, ktoré iba kopírujú dáta, pri zálohovaní zničí zdravé kópie tými zakryptovanými. Proti ransomware je potrebné používať verziovacie systémy, ktoré detekujú zmenu a uložia ju ako samostatnú kópiu, ako je napríklad Windows File History. Aj tam ale platí, že ak je úložisko na zálohovanie malé a ransomware pomalý, môže dôjsť k vyčerpaniu priestoru na zálohovanie a prepísaniu zdravých záloh tými zakódovanými.

Pokročilé sieťové súborové stanice (fileservery) si vedia poradiť aj s tým – pokiaľ im dáte dosť miesta na prácu. Stanice QNAP napríklad používajú systém snapshotov, kedy si priebežne vytvárajú svoje vlastné kópie zdieľaných adresárov do dedikovaného priestoru, do ktorého sa používatelia normálne nedostanú. Podmienkou je dostatok diskového priestoru a správne nastavenie stanice, aby sa starala o priestor efektívne – a áno, aj tu platí, že pokiaľ je ransomware dosť pomalý, môže poškodiť všetky dáta.

Preto sa používajú ďalšie riešenia, kedy napríklad sieťovú stanicu vybavíte jej vlastným externým diskovým priestorom, takže stanica dokáže zálohovať samú seba na iné diskové pole, do cloudu alebo napríklad na páskovú knižnicu. Cloud je riešením pre smrteľníkov žiadajúcich ochranu menšieho objemu dát, kde sa o ich bezpečnosť starajú dátoví profesionáli. Externé polia a páskové knižnice sú riešenia pre firmy – a tie najnáročnejšie si nezriedka vyžiadajú pomoc špecialistov, ako je firma Iron Mountain, ktorá sa špecializuje na vysoko zabezpečené zálohovanie korporatívnych dát.

Aké riešenie si vybrať?

Riešenia na zálohovanie dát sa nájdu pre každú veľkosť podniku a každého používateľa. Je však potrebné dodržiavať základné pravidlá, vyhodnotiť cenu svojich dát a vedieť sa rozhodnúť.

Vyberte tie naozaj dôležité dáta. Aj bežní smrteľníci majú oceán dát, z ktorých je však väčšina nahraditeľná – hry alebo filmy získate znova, ale domáce videá a fotografie nie. Pracovné dáta, účtovníctvo a podobné dáta patria medzi tie najdôležitejšie. Možno zistíte, že tie naozaj dôležité dáta sú také malé, že na tie naozaj odolné a bezpečné zálohovanie vlastne nepotrebujete – treba napríklad len ďalší flash disk, alebo napaľovačku. Zostala vám mechanika na napaľovanie a nejaké médiá na zápis? Lepšie bude urobiť si zálohu tam, ako sa ich úplne zbaviť!

Na zdieľanie bežných dát a zdieľanie dát, ktoré máte zálohované inde, stačí aj lacné riešenia, napríklad NAS s jediným diskom. Pamätajte však, že aj takto nenáročné úložiská by mali byť vybavené špeciálnymi NAS diskami, ktoré sú prispôsobené na trvalú prevádzku. Ich voľba nie je o cene, ale o spôsobe použitia – keď budete akékoľvek zariadenie používať v rozpore s jeho návrhom, dlho nevydrží. Vhodný disk spolu s dobrou stanicou vám bude slúžiť veľmi dlho!

Moderné sieťové stanice nevyžadujú, aby ste boli „na drôte“ – môžete si na ne zálohovať mobilný telefón alebo napríklad streamovať filmy. Stanice podporujú multimediálne protokoly, dokonca vedia aj transkódovať, takže „za chodu prevedú“ film do formátu, ktorý vie váš mobilný telefón prehrať. A dokonca ich nemusíte ani zapájať do klasickej siete – mnohé zvládajú aj prevádzku cez wifi!

Pre sieťové stanice s dvoma diskami používajte ideálne RAID 1 alebo hybridný RAID odporúčaný výrobcom. Pre stanice so štyrmi a viacerými diskami je ideálny RAID 5 na domáce použitie, na firemné použitie potom RAID 6. Pre naozaj dôležité zálohy potom porozmýšľajte aj nad zálohovaním sieťového úložiska.

Pokiaľ stanica vyhlási poplach o tom, že disk zlyháva, treba rýchlo konať – objednajte ho obratom alebo nahraďte neodkladne tým zo skladu. Nečakajte! Pokiaľ máte naozaj dôležité dáta, kúpte si väčšiu stanicu a rovno nainštalujte extra disk – hot spare. Ten zabezpečí, že stanica začne s opravami okamžite, akonáhle zistí problém.

Premýšľajte o tom, aké sú vaše dáta cenné. Keď ich stratíte, oželiete ich? Nahradíte ich ľahko? Ak áno, možno vám stačí základná sieťová stanica s jedným diskom. Ak nie, nepozerajte sa príliš na cenu diskov, pretože akýkoľvek pokus o záchranu dát je obvykle oveľa drahšie a rizikovejšie riešenie ako jedna záloha navyše.