RAID úrovně prakticky: 0, 1, 5, 6, 10 a SHR — co zvolit pro firemní NAS a proč RAID není záloha

Odpověď hned: Pro dvoudiskový firemní NAS zvolte RAID 1 nebo SHR-1, pro čtyři a více velkých disků spíš RAID 6 nebo SHR-2 — druhá parita se vyplatí všude, kde je odstávka dražší než jeden disk. RAID 10 patří k databázím a virtuálním strojům, RAID 0 nikdy pod jedinou kopii firemních dat. A žádná z těch úrovní není záloha: RAID řeší poruchu disku, ne smazání, ransomware ani chybu správce.

Volba RAIDu se ve firmě obvykle rozhodne za deset minut u objednávky NASu a pak s ní firma žije pět let. Tenhle text je rozhodovací vodítko: co která úroveň skutečně dělá, kolik místa z disků zbyde a kde se běžně sáhne vedle.

Co RAID řeší — a co od něj nečekat

RAID spojuje několik disků do jednoho úložiště. Podle zvolené úrovně z toho dostanete vyšší rychlost, větší využitelnou kapacitu, nebo možnost pracovat dál i po selhání disku.

Pro firmu je podstatná hlavně ta poslední vlastnost — dostupnost. Když v RAID 1 odejde jeden ze dvou disků, NAS dál poskytuje sdílené složky, vadný disk vyměníte a pole se obnoví. Nikdo nemusí zastavit práci.

Tím ale výčet končí. RAID vás nevrátí k včerejší verzi dokumentu a nezachrání soubory zašifrované ransomwarem. Neřeší:

  • smazání nebo přepsání souborů,
  • ransomware spuštěný z počítače zaměstnance,
  • chybu správce,
  • poškození souborového systému,
  • krádež, požár nebo přepětí,
  • rozpad pole po nekorektních zásazích do NASu,
  • ztrátu šifrovacího klíče.

RAID je pojistka proti jedné konkrétní události: proti tomu, že se rozbije plotna, hlava nebo elektronika jednoho disku. Pro všechno ostatní potřebujete něco jiného.

Srovnání RAID 0, 1, 5, 6, 10 a SHR

U klasického RAIDu se kapacita počítá podle nejmenšího disku v poli. Označíme-li počet disků jako N a kapacitu nejmenšího disku jako S, vychází orientačně:

ÚroveňMinimum diskůVyužitelná kapacitaTolerance poruchyTypické použití
RAID 02N × Sžádnádočasná data, pracovní prostor
RAID 121 × S1 disk u dvojicemenší dvoudiskový NAS
RAID 53(N − 1) × S1 disksdílené soubory, když rozhoduje kapacita
RAID 64(N − 2) × S2 diskyfiremní data a dlouhá obnova velkých disků
RAID 104, sudý počet(N ÷ 2) × Snejméně 1 diskdatabáze, virtuální stroje, intenzivní zápis
SHR-12 pro redundancipočítá DSM1 diskflexibilní Synology NAS
SHR-24počítá DSM2 diskySynology s vyšším nárokem na dostupnost

Čtyři stejné 8TB disky nabídnou orientačně 32 TB v RAID 0, 24 TB v RAID 5 a 16 TB v RAID 6 nebo RAID 10. SHR-1 vyjde se stejnými disky podobně jako RAID 5, SHR-2 podobně jako RAID 6.

Jde o hrubou kapacitu. V systému uvidíte méně — kvůli rozdílu mezi desetinnými TB a binárními jednotkami, metadatům, souborovému systému a prostoru vyhrazenému pro snapshoty.

Co jednotlivé úrovně znamenají v provozu

Technik vysouvá šuplík s pevným diskem z jedné šachty zapnutého čtyřšachtového NASu, ostatní šachty zůstávají v provozu.

RAID 0 rozprostírá data mezi disky. Dá vám celou souhrnnou kapacitu a nejvyšší propustnost, ale porucha jediného disku obvykle zničí celé pole — data jsou rozřezaná napříč všemi členy. Pro jedinou kopii účetnictví, projektů nebo firemních dokumentů je nepoužitelný.

RAID 1 zapisuje stejná data na oba disky. Je srozumitelný, obnova je jednoduchá a u dvoušachtového NASu dává smysl. Za dva 8TB disky ale dostanete přibližně 8 TB prostoru a ochranu pouze proti poruše jednoho disku — nikoli proti změně obsahu.

RAID 5 ukládá data plus rozloženou paritu. Ze čtyř stejných disků využijete kapacitu tří. Háček přijde až po poruše: pole běží bez jakékoli rezervy a při rebuildu musí NAS přečíst všechny zbývající členy od začátku do konce. Vadný sektor, který se do té doby nikde neprojevil, nebo druhý slábnoucí disk může obnovu shodit. Čím větší disky, tím déle to trvá a tím větší je expozice — proč to bolí zrovna u dnešních 8–20TB disků, rozebírá článek Proč rebuild zabíjí RAID pole.

RAID 6 používá dvojitou paritu. Obětuje kapacitu dvou disků, zato zvládne selhání dvou členů — včetně toho, že druhý disk odejde uprostřed rebuildu prvního. U firemního NASu se čtyřmi, šesti nebo osmi velkými HDD je to zpravidla rozumnější volba než RAID 5, pokud by obnova ze zálohy znamenala odstávku v řádu dnů.

RAID 10 staví zrcadlené dvojice a data rozkládá mezi ně. Nabízí dobrý náhodný zápis a výrazně jednodušší obnovu než paritní pole, protože rebuild je prosté zrcadlení jednoho disku, ne dopočet z celého pole. Přežije i více poruch — ale jen dokud neodejdou oba disky ze stejné dvojice. Pak pole končí bez ohledu na to, že ostatní disky žijí.

Kdy má smysl Synology SHR

SHR není další stupeň odolnosti. Je to automatizovaná správa RAIDu v Synology DSM: SHR-1 chrání proti výpadku jednoho disku (stejně jako RAID 5), SHR-2 proti dvěma (stejně jako RAID 6).

Výhoda se ukáže při kombinaci různých kapacit. Klasický RAID 5 se sestavou 4 + 4 + 8 + 8 TB využije z každého disku jen velikost nejmenšího členu, tedy 4 TB — vyjde orientačně 12 TB a 8 TB na větších discích leží ladem. SHR-1 rozdělí pole do vrstev: přes všechny čtyři disky postaví paritní vrstvu ze 4TB oddílů a zbylé 4TB oddíly na dvou větších discích zrcadlí. Výsledek je orientačně 16 TB.

SHR volte, když chcete NAS postupně rozšiřovat výměnou disků za větší a zůstanete u Synology. Klasický RAID je čitelnější pro správce, který chce strukturu pole přesně řídit nebo počítá s přechodem jinam — nepředpokládejte, že QNAP nebo jiná platforma existující SHR pool jednoduše importuje.

Jak RAID vybrat podle provozu firmy

Nerozhodujte podle počtu terabajtů. Nejdřív si odpovězte na dvě otázky: jak dlouho firma vydrží bez souborů a kolik dat smí od poslední zálohy ztratit. Teprve pak dává výběr úrovně smysl.

SituacePraktická volba
Dvoudiskový NAS pro dokumentyRAID 1 nebo SHR-1 plus samostatná záloha
Čtyřdiskový NAS, důraz na kapacituRAID 5 nebo SHR-1, pokud je obnova ze zálohy přijatelná
Čtyřdiskový NAS, drahá odstávkaRAID 6 nebo SHR-2
Šesti- až osmišachtové sdílené úložištězpravidla RAID 6 nebo SHR-2
Virtuální stroje, databáze, intenzivní zápisRAID 10, případně SSD podle zátěže
Střižna s dočasnými kopiemiRAID 0 jen tehdy, když originály existují jinde

U čtyřšachtového NASu si postavte vedle sebe ještě RAID 6 a RAID 5 s hot spare diskem. Obě varianty spotřebují kapacitu dvou disků, takže „cena” je stejná. Rozdíl je v načasování: RAID 6 chrání proti druhé poruše průběžně, hot spare začne pomáhat až ve chvíli, kdy NAS závadu rozpozná a spustí rebuild — tedy přesně v tom okamžiku, kdy je pole nejzranitelnější.

NAS a disky vybírejte jako jeden celek

Synology DS923+ a QNAP TS-464 jsou typické čtyřšachtové NASy, ve kterých lze provozovat RAID 5, 6 i 10. Počet šachet ale o vhodnosti pro firmu neříká nic. Kontrolujte síťové rozhraní, paměť, podporu snapshotů, možnosti vzdálené zálohy, kompatibilitu disků a to, jak rychle seženete náhradní zařízení, když NAS jako celek odejde.

Do NAS pole patří disky k tomu určené — typicky řady WD Red Plus/Pro, Seagate IronWolf/Pro nebo Toshiba N300; rozdíly mezi nimi rozebírá srovnání WD Red, IronWolf a Toshiba N300. WD Purple je naopak navržený hlavně pro nepřetržitý sekvenční zápis kamerových záznamů, takže z něj automaticky není nejlepší disk do souborového serveru.

Disk musí být na seznamu kompatibility konkrétního NASu — a ověřte technologii záznamu. SMR disky přepisují data v překrývajících se stopách a při dlouhém souvislém zápisu nebo rebuildu dokážou propadnout na zlomek rychlosti, což u paritního pole prodlužuje právě tu nejrizikovější fázi. Pro RAID je CMR předvídatelnější volba; podrobnosti v přehledu CMR vs. SMR.

Proč RAID není záloha

Odpojený externí disk s volným kabelem leží na stole vedle přenosné tašky, v pozadí na polici stojí NAS.

Změna provedená na RAIDu se okamžitě propíše na všechny jeho disky. Když zaměstnanec smaže adresář nebo ransomware zašifruje připojenou sdílenou složku, zrcadlení i parita tu změnu poslušně uloží — a udělají to spolehlivě, protože přesně k tomu jsou určené. Jak takový incident vypadá zevnitř, ukazuje článek Ransomware na NAS.

Praktické firemní minimum vypadá takhle:

  1. Pracovní data jsou na NASu v RAID 1, 6, 10 nebo SHR.
  2. NAS dělá verzované zálohy na jiné zařízení — třeba přes Synology Hyper Backup nebo QNAP HBS 3.
  3. Jedna kopie je oddělená od běžných účtů a leží mimo kancelář — princip 3-2-1.
  4. Obnova vybrané složky se pravidelně zkouší. Neotestovaná záloha je jen naděje.

Snapshot na stejném NASu pomůže proti omylu a proti části ransomwarových incidentů, ale zálohou není — sdílí napájení, zařízení i administraci s originálem. Synchronizace do cloudu bez verzování nestačí taky: přenese smazání i zašifrované soubory, jen o pár minut později.

Jak poznat dobře navržené úložiště

Kvalita se nepozná podle zelené ikony „Healthy”. Správce by měl doložit:

  • požadovanou kapacitu na několik let dopředu,
  • zvolenou toleranci poruch a důvod té volby,
  • oddělenou zálohu a dobu uchování verzí,
  • proběhlý test obnovy a jméno odpovědné osoby,
  • notifikace o závadách, které někdo skutečně čte,
  • pravidelné SMART testy a scrubbing,
  • UPS s řízeným vypnutím NASu,
  • šifrovací klíče uložené mimo zařízení,
  • postup pro výměnu disku a plánovanou odstávku.

V Synology DSM to najdete ve Storage Manageru, u QNAPu v Storage & Snapshots. Na běžném Linux RAIDu si stav jen přečtěte:

cat /proc/mdstat
sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo smartctl -a /dev/sda

/dev/md0 a /dev/sda jsou příklady, názvy zařízení se liší. Tyhle příkazy pouze čtou. Příkazy pro assemble, create, repair, nulování superblocku nebo nucené přidání disku do pole nespouštějte bez ověřené znalosti struktury — právě jimi se z degradovaného pole vyrábí ztracená data.

Pokud NAS už hlásí Degraded, Crashed, Read-Only nebo víc vadných disků, není to chvíle na pokusy. Navazují na to samostatné postupy pro Synology Storage Pool Degraded a QNAP RAID Group Degraded.

Co započítat do ceny

Cena úložiště není NAS plus sada disků. Patří do ní UPS, druhý cíl pro zálohy, případné cloudové úložiště, nastavení notifikací, aktualizace a čas na test obnovy.

Levný dvoušachtový NAS malé kanceláři vyhoví, ale nedává prostor pro růst — za dva roky ho vyměníte celý. RAID 6 spotřebuje víc kapacity, zato srazí riziko odstávky při druhé poruše. Správná volba se počítá podle ceny výpadku a obnovy, ne podle ceny jednoho terabajtu.

Nejčastější dotazy

Je pro čtyři disky lepší RAID 5, nebo RAID 6?

RAID 5 dá kapacitu tří disků a přežije jednu poruchu. RAID 6 dá kapacitu dvou, ale přežije dvě. Pokud by delší odstávka bolela víc než cena jednoho disku, dává RAID 6 obvykle větší smysl.

Kolik místa získám ze čtyř 8TB disků?

Orientačně 24 TB v RAID 5 a 16 TB v RAID 6 nebo RAID 10. Zobrazená kapacita bude nižší kvůli přepočtu jednotek, metadatům a souborovému systému.

Je SHR bezpečnější než RAID 5?

Ne. SHR-1 snese jednu poruchu úplně stejně jako RAID 5. Jeho výhodou je pružnější využití disků různých kapacit, ne vyšší odolnost. Na dvě poruchy potřebujete SHR-2.

Musí být všechny disky stejné?

Nemusí, ale u klasického RAIDu se kapacita a často i výkon srovnají podle nejmenšího a nejpomalejšího člena. Pro předvídatelný provoz používejte kompatibilní NAS disky stejné kapacity a technologie záznamu; SHR umí rozdílné velikosti využít lépe.

Stačí zálohovat NAS na externí disk připojený přes USB?

Je to lepší než žádná druhá kopie, ale trvale připojený disk zasáhne ransomware, přepětí i zloděj stejně jako NAS. Alespoň jedna verzovaná kopie má být oddělená a ideálně mimo provozovnu.