NAS: Práce s daty a sdílení pro pokročilé
8.3.2013, Radan Tuhý, návod
Primární funkcí NASu, tedy síťového úložiště dat, je ve většině případů ukládání dat a práce s dokumenty a soubory. Aby bylo možné tuto funkcionalitu využít co nejlépe, připravili jsme článek, který se zabývá pokročilými funkcemi a možnostmi.
Kapitoly článku:
Během úvodní konfigurace síťového úložiště je potřeba specifikovat mimo jiné to, jaké diskové pole (RAID) bude vytvořeno. Variant je více a odvíjí se od možností konkrétního NASu a především počtu disků, které máme v našem zařízení nainstalovány.
Kromě toho lze také vytvořit samostatné oddíly (partitions), které můžou sloužit pro oddělení určitého typu dat. Pokud vám tyto pojmy připadají povědomé, je to z toho důvodu, že stejné možnosti máme i u běžných počítačů. Běžnou praxí je například oddělit operační systém od uživatelských dat, což ve Windows bývá nejčastěji realizováno rozdělením disku na dva oddíly - systémový (C:) a jeden či více datových (D:, E:, apod.). Pokud je tedy z jakéhokoli důvodu nutné reinstalovat operační systém, můžeme s klidným svědomím provést formát systémového disku, přičemž data na ostatních oddílech zůstanou nedotčena.
V praxi nebývá tvorba jednotlivých oddílů na NASu zcela nezbytnou záležitostí, ve skutečnosti je daleko důležitější samotná konfigurace diskového pole, na kterém pak máme vytvořen datový oddíl. Proto si nyní řekneme něco o tom, co to vlastně diskové pole je, jaké přináší výhody a jaké typy diskových polí jsou nejčastěji využívány.
RAID je zkratka z anglického Redundant Array of Independent Disks, v překladu tedy vícenásobné diskové pole nezávislých disků. Jedná se o metodu zabezpečení dat proti selhání pevného disku. Toho je dosaženo ukládáním dat na více nezávislých disků tak, že ukládaná data jsou v případě selhání jednoho z nich zachována.
RAID (obrázek pochází z webu Synology)
Úroveň tohoto zabezpečení se liší dle způsobu ukládání dat, v praxi tedy dle zvoleného typu RAID. Jednotlivé typy jsou nejčastěji označovány čísly, např. RAID 0, RAID 1, RAID 5 a podobně. Je celkem důležité mít na paměti, že disková pole nenahrazují zálohování dat, pro které je typické ukládání na nezávislém datovém nosiči, fyzické zabezpečení, šifrování, možnost návratu ke starší verzi souborů, atp.).
Ačkoli je v názvu obsažena zkratka RAID, ve skutečnosti se o RAID v pravém slova smyslu nejedná, jelikož zde nejsou obsaženy žádné redundantní informace. To v praxi znamená, že pokud dojde k poruše jednoho z disků, znamená to ztrátu všech dat. Někdy bývá tento typ označován také zkratkou JBOD (z anglického Just a Bunch Of Disks).
RAID 0 (obrázek pochází z webu Synology)
Přesto má RAID 0 své uplatnění, jelikož jsme tímto způsobem schopni vytvořit jeden velký datový oddíl, který se rovná součtu kapacit použitých disků. Pokud tedy máme dva disky o kapacitě 2 TB, výsledná datová kapacita bude v tomto případě 4 TB.
RAID 0 lze ještě rozdělit na dva typy, což plyne z odlišného způsobu ukládání dat na jednotlivé disky. Jedná se o zřetězení (linear) a prokládání (striping). V prvním případě dochází k ukládání dat postupně na jednotlivé disky, a jak dojde místo na jednom, ukládá se na další disk. Výhodou je alespoň malá šance částečné obnovy dat v případě poruchy některého z disků.
Druhá varianta využívá oba disky a data jsou ukládána střídavě. Teoreticky lze tímto způsobem dosáhnout větší rychlosti čtení a zápisu, což se projevuje zejména u větších souborů.
Poměrně často využívaným typem je RAID 1, neboli zrcadlení disků (mirroring). To znamená, že data jsou ukládána na oba disky současně, takže v případě poruchy jednoho disku se pracuje s druhým diskem (a naopak). Nevýhodou tohoto typu pole je fakt, že máme sice dva disky, ale kapacitu pouze jednoho z nich (pokud mají disky odlišnou kapacitu, pak je výsledná kapacita rovna menšímu disku).
RAID 1 (obrázek pochází z webu Synology)
Nejčastěji bývá zrcadlení využito u serverů pro oddíl s operačním systémem. V případě domácích NASů záleží na počtu pozic pro pevné disky - pokud jsou k dispozici pouze dvě pozice, jedná se o jedinou možnost redundantního diskového pole, kterou je možné využít.
Velmi často využívaným typem diskového pole (zejména pro datové oddíly) je RAID 5. Toto pole vyžaduje alespoň tři disky, jelikož kapacitu jednoho disku vždy tvoří samoopravné kódy. Ty jsou střídavě ukládány na jednotlivých discích, takže je v praxi dosaženo odolnosti vůči poruše jednoho disku.
RAID 5 (obrázek pochází z webu Synology)
Výhodou tohoto pole je výsledná datová kapacita (pokud máme 5 disků o kapacitě 1 TB, výsledná datová kapacita pole bude 4 TB). Proto, pokud máme NAS o třech a více diskových pozicích, tímto způsobem dosáhneme nejvyšší kapacity při zachování redundance. Je ale důležité vědět, že při poruše dvou a více disků již dochází ke ztrátě dat.
Mimo samotných konfigurací diskových polí se ještě můžeme setkat s diskem, který plní funkci Hot Spare (někdy zkracováno pouze jako Spare). Jedná se o záložní disk, který není využíván do momentu, než dojde k poruše některého z disků v poli, ke kterému je tento záložní disk přiřazen. Jakmile dojde k poruše některého z disků, jeho funkci přebírá disk označený jako Hot Spare.
Díky tomu se prodlužuje potřebná reakční doba pro výměnu porouchaného disku, jelikož jeho funkci dočasně přebral záložní disk, takže pokud by v mezičase došlo k poruše dalšího disku, nedojde ke ztrátě dat. Záložních disků je obvykle možné definovat více, v praxi se ovšem nejčastěji přiřazuje jeden.
Jako příklad lze uvést třeba Synology DS413, do kterého umístíme 4 disky o kapacitě 2 TB a využijeme varianty RAID 5 + Spare. Výsledná kapacita bude sice pouze 4 TB, ale na rozdíl od např. RAID 6 dochází k aktivnímu využívání pouze tří disků, čili nedochází k opotřebování všech členů pole.
Kromě výše uvedených konfigurací ještě rozlišujeme další typy diskových polí, kterými jsou například RAID 2 (složitější verze RAID 3), RAID 3 (využívá se jednoho samostatného paritního disku), RAID 4 (ukládání dat probíhá po blocích, ne po bitech), RAID 6 (podobné jako RAID 5, ale využívá dva paritní disky, takže v praxi je dosaženo odolnosti vůči výpadku dvou disků, což je vyváženo nižší výslednou kapacitou dat a nutností mít minimálně 4 disky v poli), RAID 7 (přidává vyrovnávací paměť), RAID 10, RAID 50 nebo třeba RAID 60.
RAID 10 (obrázek pochází z webu Synology)
Jelikož jsou tato disková pole typicky využívána spíše pro větší počet disků, případně jsou výhody těchto konfigurací překonány jinými diskovými poli, není nutné se jimi nějak detailně zabývat, navíc nejsou ve většině případů jednotlivými NASy podporovány.
Na internetových stránkách výrobce Synology můžeme pro tento účel najít také poměrně dobře zpracovanou kalkulačku diskových polí, díky které si můžeme jednoduše vypočítat výslednou datovou kapacitu.
Kromě toho lze také vytvořit samostatné oddíly (partitions), které můžou sloužit pro oddělení určitého typu dat. Pokud vám tyto pojmy připadají povědomé, je to z toho důvodu, že stejné možnosti máme i u běžných počítačů. Běžnou praxí je například oddělit operační systém od uživatelských dat, což ve Windows bývá nejčastěji realizováno rozdělením disku na dva oddíly - systémový (C:) a jeden či více datových (D:, E:, apod.). Pokud je tedy z jakéhokoli důvodu nutné reinstalovat operační systém, můžeme s klidným svědomím provést formát systémového disku, přičemž data na ostatních oddílech zůstanou nedotčena.
V praxi nebývá tvorba jednotlivých oddílů na NASu zcela nezbytnou záležitostí, ve skutečnosti je daleko důležitější samotná konfigurace diskového pole, na kterém pak máme vytvořen datový oddíl. Proto si nyní řekneme něco o tom, co to vlastně diskové pole je, jaké přináší výhody a jaké typy diskových polí jsou nejčastěji využívány.
Co je to RAID
RAID je zkratka z anglického Redundant Array of Independent Disks, v překladu tedy vícenásobné diskové pole nezávislých disků. Jedná se o metodu zabezpečení dat proti selhání pevného disku. Toho je dosaženo ukládáním dat na více nezávislých disků tak, že ukládaná data jsou v případě selhání jednoho z nich zachována.
RAID (obrázek pochází z webu Synology)
Úroveň tohoto zabezpečení se liší dle způsobu ukládání dat, v praxi tedy dle zvoleného typu RAID. Jednotlivé typy jsou nejčastěji označovány čísly, např. RAID 0, RAID 1, RAID 5 a podobně. Je celkem důležité mít na paměti, že disková pole nenahrazují zálohování dat, pro které je typické ukládání na nezávislém datovém nosiči, fyzické zabezpečení, šifrování, možnost návratu ke starší verzi souborů, atp.).
RAID 0
Ačkoli je v názvu obsažena zkratka RAID, ve skutečnosti se o RAID v pravém slova smyslu nejedná, jelikož zde nejsou obsaženy žádné redundantní informace. To v praxi znamená, že pokud dojde k poruše jednoho z disků, znamená to ztrátu všech dat. Někdy bývá tento typ označován také zkratkou JBOD (z anglického Just a Bunch Of Disks).
RAID 0 (obrázek pochází z webu Synology)
Přesto má RAID 0 své uplatnění, jelikož jsme tímto způsobem schopni vytvořit jeden velký datový oddíl, který se rovná součtu kapacit použitých disků. Pokud tedy máme dva disky o kapacitě 2 TB, výsledná datová kapacita bude v tomto případě 4 TB.
RAID 0 lze ještě rozdělit na dva typy, což plyne z odlišného způsobu ukládání dat na jednotlivé disky. Jedná se o zřetězení (linear) a prokládání (striping). V prvním případě dochází k ukládání dat postupně na jednotlivé disky, a jak dojde místo na jednom, ukládá se na další disk. Výhodou je alespoň malá šance částečné obnovy dat v případě poruchy některého z disků.
Druhá varianta využívá oba disky a data jsou ukládána střídavě. Teoreticky lze tímto způsobem dosáhnout větší rychlosti čtení a zápisu, což se projevuje zejména u větších souborů.
RAID 1
Poměrně často využívaným typem je RAID 1, neboli zrcadlení disků (mirroring). To znamená, že data jsou ukládána na oba disky současně, takže v případě poruchy jednoho disku se pracuje s druhým diskem (a naopak). Nevýhodou tohoto typu pole je fakt, že máme sice dva disky, ale kapacitu pouze jednoho z nich (pokud mají disky odlišnou kapacitu, pak je výsledná kapacita rovna menšímu disku).
RAID 1 (obrázek pochází z webu Synology)
Nejčastěji bývá zrcadlení využito u serverů pro oddíl s operačním systémem. V případě domácích NASů záleží na počtu pozic pro pevné disky - pokud jsou k dispozici pouze dvě pozice, jedná se o jedinou možnost redundantního diskového pole, kterou je možné využít.
RAID 5
Velmi často využívaným typem diskového pole (zejména pro datové oddíly) je RAID 5. Toto pole vyžaduje alespoň tři disky, jelikož kapacitu jednoho disku vždy tvoří samoopravné kódy. Ty jsou střídavě ukládány na jednotlivých discích, takže je v praxi dosaženo odolnosti vůči poruše jednoho disku.
RAID 5 (obrázek pochází z webu Synology)
Výhodou tohoto pole je výsledná datová kapacita (pokud máme 5 disků o kapacitě 1 TB, výsledná datová kapacita pole bude 4 TB). Proto, pokud máme NAS o třech a více diskových pozicích, tímto způsobem dosáhneme nejvyšší kapacity při zachování redundance. Je ale důležité vědět, že při poruše dvou a více disků již dochází ke ztrátě dat.
Co je to Hot Spare
Mimo samotných konfigurací diskových polí se ještě můžeme setkat s diskem, který plní funkci Hot Spare (někdy zkracováno pouze jako Spare). Jedná se o záložní disk, který není využíván do momentu, než dojde k poruše některého z disků v poli, ke kterému je tento záložní disk přiřazen. Jakmile dojde k poruše některého z disků, jeho funkci přebírá disk označený jako Hot Spare.
Díky tomu se prodlužuje potřebná reakční doba pro výměnu porouchaného disku, jelikož jeho funkci dočasně přebral záložní disk, takže pokud by v mezičase došlo k poruše dalšího disku, nedojde ke ztrátě dat. Záložních disků je obvykle možné definovat více, v praxi se ovšem nejčastěji přiřazuje jeden.
Jako příklad lze uvést třeba Synology DS413, do kterého umístíme 4 disky o kapacitě 2 TB a využijeme varianty RAID 5 + Spare. Výsledná kapacita bude sice pouze 4 TB, ale na rozdíl od např. RAID 6 dochází k aktivnímu využívání pouze tří disků, čili nedochází k opotřebování všech členů pole.
Méně standardní disková pole
Kromě výše uvedených konfigurací ještě rozlišujeme další typy diskových polí, kterými jsou například RAID 2 (složitější verze RAID 3), RAID 3 (využívá se jednoho samostatného paritního disku), RAID 4 (ukládání dat probíhá po blocích, ne po bitech), RAID 6 (podobné jako RAID 5, ale využívá dva paritní disky, takže v praxi je dosaženo odolnosti vůči výpadku dvou disků, což je vyváženo nižší výslednou kapacitou dat a nutností mít minimálně 4 disky v poli), RAID 7 (přidává vyrovnávací paměť), RAID 10, RAID 50 nebo třeba RAID 60.
RAID 10 (obrázek pochází z webu Synology)
Jelikož jsou tato disková pole typicky využívána spíše pro větší počet disků, případně jsou výhody těchto konfigurací překonány jinými diskovými poli, není nutné se jimi nějak detailně zabývat, navíc nejsou ve většině případů jednotlivými NASy podporovány.
Kalkulačka diskových polí
Na internetových stránkách výrobce Synology můžeme pro tento účel najít také poměrně dobře zpracovanou kalkulačku diskových polí, díky které si můžeme jednoduše vypočítat výslednou datovou kapacitu.
