A biztonságos adattárolásnak van még egy feltétele, nevezetesen az, hogy az adatokhoz csak azok férhessenek hozzá, akik erre jogosultak. Az adattitkosítással és a titkosított adatok feltörésével a kriptográfia tudománya foglalkozik.

A biztonságos adattárolás egyik ismert módjának lényege, ha egyszerre több merevlemez meghajtóra rögzítjük ugyanazt az információt, és még hibafelismerő és -javító kódokkal is kiegészítjük a filéket. A kiegészítő kódok legegyszerűbb változata a paritásbites kódolás. Erről a sorozat 22. részében már volt szó. A lényege, hogy egy kettes számrendszerbeli számhoz hozzáragasztunk még egy 0-t vagy 1-et, hogy a 0-k és 1-ek mennyisége páros legyen. Ha olvasáskor mégis páratlan, akkor az az adat hibás. A számokat egymás alá írjuk, oszlopokat képezve belőlük. Az oszlopokat is kiegészítjük párosra. Amelyik oszlop olvasáskor mégis páratlan, akkor az az oszlop hibás. A hibás sor-oszlop kereszteződésében van a hibás számjegy, ezt kell 0-ról 1-re vagy 1-ről 0-ra cserélni.

A paritásbites hibajavítási lehetőség a redundáns megoldások közé tartozik, mégpedig a szerkezeti redundanciák közé. A legtöbb adatvédelmi és -helyreállítási eljárás szintén szerkezeti, esetleg algoritmikus redundanciával összekötve (lásd a sorozat 95. részét). Az egyik legismertebb redundáns eljárás-csoport a RAID, amely eredetileg nem is az adatbiztonságot szolgálta, hanem azt, hogy az operációs rendszer két vagy több kiskapacitású, de olcsó HDD-t egynek lásson. Ezért aztán a RAID értelmezése módosult is: Redundant Array of Inexpensive Disks vagy Redundant Array of Independent Disks, azaz az olcsó lemezek redundáns tömbjéből független lemezek redundáns tömbje lett.

A RAID-ben eredetileg 5 szintet (RAID 1-től RAID 5-ig) definiáltak. Ezek nem a fejlődési, illetve minőségi sorrendet tükrözik, hanem különböző megoldások. A kezdeti 5 szinthez később hozzávették a RAID 6-ot. RAID 0-ként szokták emlegetni azt a változatot, ahol a lemezeket redundancia nélkül kapcsoljuk össze. Ezenkívül használjak még a RAID 10, vagy RAID 1+0 elnevezéseket is, ezeket a változatokat a RAID 1 és a RAID 0 kombinálásával hozzák létre. Hasonlóan a RAID 50 a RAID 5 és a RAID 0 kombinációja.

A RAID alapötlete a lemezegységek csíkokra (stripes) bontása. Ezek a csíkok nem azonosak a lemez fizikai sávjaival (tracks). A csíkok minden, a RAID tömböt alkotó tányéron egyforma méretűek, e méret 512 bájttól néhány megabájtig terjedhet. Az adatok nem folytonosan tárolódnak egy-egy meghajtón, hanem az egymást követő csíkokat mindig a sorban körmérkőzés-szerűen (round-robin mode) következő lemezmeghajtón rögzítik. Úgy képzeld el, hogy ha pl. négy HDD van, akkor az első csíkot az elsőre, a másodikat a másodikra, a harmadikat a harmadikra, a negyediket a negyedikre, az ötödiket az elsőre, a hatodikat a második meghajtóra, stb. rögzítik. A hang- és videótechnikában nagyméretű filéket használunk, ezekben az esetekben célszerű a csíkok méretét minél kisebbre állítani, hogy az egyes filék a HDD-ken szétterítve helyezkedjenek el, így a filék egyes darabjainak írása, illetve olvasása párhuzamosan történhet. A szétterítés a hibajavítás miatt is előnyös, mert – hasonlóan a digitális magnószalagos eljárásokhoz – ha csak az egyik meghajtó sérül, még a többiről összeszedhető és hibajavító kódolás esetén helyreállítható az eredeti filé.

A RAID 0 megoldásban vannak csíkok, de semmilyen, az egyetlen merevlemezes redundancián túli redundancia nincs, vagyis egyetlen meghajtó meghibásodása az egész rendszer hibáját okozza. Mind az írási, mind az olvasási műveletek párhuzamosak; ideális esetben a sebesség az egyes lemezmeghajtók sebességének összege lesz, így a módszer az összes RAID eljárás közül a legjobb teljesítményt nyújtja, ugyanis a többi esetben a redundancia kezelése lassítja a rendszert. A megoldás lehetővé teszi különböző kapacitású HDD-k összekapcsolását is, viszont ilyenkor a teljes logikailag elért kapacitás mindössze a kisebb méretű meghajtó kapacitásának a dupláját fogja jelenteni, tehát egy 120 GB kapacitású és egy 100 GB-os HDD összefűzésekor mindössze egy 200 GB méretű logikai meghajtót fogunk kapni. Viszont a 120 gigás lemezmeghajtón a maradék 20 GB más célra is használható.

Természetesen lehetőség van akár 4 meghajtó összefűzésére is, de redundancia hiányában a HDD-k számának növelésével nő az adatvesztés veszélye is, mert itt elég egyetlen eszköz kiesése és már az egész adathalmaz használhatatlanná válhat, amit aztán csak nagyon bonyolult módszerekkel és hosszú idő alatt lehet csak helyreállítani. A RAID 0 főleg olyan helyeken alkalmazható, ahol nem szempont az adatbiztonság, és csak kevés merevlemez csatolható fel az operációs rendszer korlátozása miatt. Ez régebben volt gond, a Windows 2000 Professional előtt a Microsoft Windows rendszerek összesen 24 meghajtó betűjelet engedtek, ezzel 24 eszközre korlátozva a partíciók számát. Ma már önállóan nem használják a RAID 0-t.

A RAID 1 a RAID 0 ellentéte. Nincs csíkozás, mindössze annyi történik, hogy az egyik meghajtó tartalmát tükrözik a másik meghajtóra.

Ezt a párost egyetlen HDD-nek, a kisebb kapacitásúnak látja az operációs rendszer, vagyis igencsak pazarol a RAID 1, viszont remek a hibatűrése, ha az egyik HDD megpusztul, a rendszer jó esetben nem áll le a javítás időtartamára. De azért nem ennyire jóhiszemű a természet. Ugyanis a RAID rendszereket sokszor azonos gyártási sorozatból származó merevlemez meghajtókból építik meg. Ezek pedig hajlandók nagyjából azonos időszakban elhalálozni. Tehát a hibás HDD cseréjét követően ajánlott a többieket is kicserélni, lehetőleg nem ugyanabból a sorozatból.

A RAID 2 a bitszintű csíkozást hibaellenőrzéssel és információjavítással kombinálja. Ehhez a RAID-megvalósításhoz két lemezcsoportra van szükség – az egyik az adatok, a másik pedig az ún. ECC hibajavító kódok írásához kell. A RAID 2-hez speciális vezérlőre is szükség van az összes lemez szinkronizált pörgetéséhez.

A tömb menet közben kiszámítja a hibakód-javítást. Az adatok írása közben lecsupaszítja azokat az adatmeghajtóra, és kiírja a kódot a redundanciameghajtóra. Másrészt, miközben adatokat olvas az adat HDD-ről, a redundancia HDD-ről is olvas az adatok ellenőrzése és szükség esetén javítások elvégzése érdekében. A RAID 2 fő előnye, hogy képes a hibákat „menet közben” kijavítani anélkül, hogy csökkentené a meghajtók és a processzor közötti adatátviteli sebességet. A hibakód javításhoz alkalmazott ECC-t évtizedek óta alapból tudják a merevlemez meghajtók, ezért a RAID 2-t már nem használják, nincs értelme külön hibajavító meghajtót csak erre pazarolni.

A RAID 3 hasonló a RAID 2-höz, de a hibajavító meghajtón nem a teljes hibajavító kódot, hanem annak csak egy részét, a paritás ellenőrzőt helyezik el.

Az alapvető különbség a RAID 2-ben alkalmazott hibajavító kóddal szemben, hogy itt feltételezik, hogy a meghajtó meghibásodását valamilyen módon (például többszöri sikertelen olvasás hatására) észleljük, majd a meghibásodott HDD-n lévő információt a többi meghajtón lévő adatok segítségével állítják elő. A meghajtók szinkronizálásához vezérlő kell, és kis méretű csíkokra szeletelik az információt. A RAID 3 se baba már.

A RAID 4-ben nagyok a csíkok, és a meghajtók egymástól függetlenül pörögnek, nincs szükség szinkronizáló vezérlőre. A RAID 3 és RAID 4 közötti különbség, hogy a RAID 3-ban az információkat külön bájtokra bontják, ami komoly lelassuláshoz vezet nagyszámú kis fájl írása-olvasása során. A RAID 4-ben az adatok különböző blokkokra vannak osztva, amelyek nem nagyobbak, mint egy szektor a lemezen. Ennek eredményeként megnő a kisméretű fájlok feldolgozási sebessége, ami kritikus a személyi számítógépek számára. A RAID 3 és 4 közös hátránya, hogy ha a hibajavító HDD purcan ki, akkor hibajavítás sincs.

A RAID 5 napjainkban is használatos megoldás. A lényege, hogy nincs külön hibakód meghajtó, hanem a hibafelismerést szolgáló filéket is csíkozza, és szétterítve tárolja. A RAID 5-höz legalább 4, de legfeljebb 16 HDD kell. A RAID 5 akkor is működik, ha egy meghajtó kiesik. Ha viszont pl. egy 4 TB-os meghajtókat használó tömb egyik meghajtója meghibásodik, és kicserélik, az adatok helyreállítása a tömb terhelésétől és a vezérlő sebességétől függően egy vagy több napot is igénybe vehet. Ha egy másik meghajtó meghibásodik ezalatt az idő alatt, adatai elvesznek helyreállítási képesség nélkül.

Két meghajtó meghibásodása esetén is elketyeg a RAID 6 szerint létrehozott tömb, ugyanis dupla paritásvédelme van. Ez azt jelenti, hogy soronként és oszloponként is kiszámítják a paritásbit értékét.

A RAID 7 a többi szinttől eltérően nem nyílt ipari szabvány – a Storage Computer Corporation bejegyzett védjegye. Ebben a rendszerben az adatokat gyorsítótárazzák. A RAID 7 beépített vezérlő elektronikája valós idejű operációs rendszert futtató mikroprocesszort tartalmaz. Lehetővé teszi az összes adatátviteli kérés aszinkron és független feldolgozását nagyon nagy sebességgel (1,5-6-szor nagyobb, mint más szabványos RAID-szinteknél). Jelentősen megnöveli (a gyorsítótár elérhetősége miatt) a kis mennyiségű adat olvasásának sebességét. Háromszoros paritásvédelme van – hogy ezt hogyan csinálja, nem tudom, valószínűleg ún. paritásmátrixszal dolgozik –, de a paritáskódok külön HDD-n vannak.

A RAID 7 baromi drága, csak a gyártó és megbízott szervizei tudják javítani, csakis szünetmentes táppal ajánlott működtetni, mert ha nem kap áramot, a gyorsítótárból elvesznek az adatok.

A kombinált vagy hibrid RAID típusokat viszont széles körben használják az egyszerű RAID néhány hiányosságának kompenzálására. Különösen a RAID 10 és RAID 0+1 változatok terjedtek el nagyon. Az első esetben egy pár tükörtömböt egyesítenek a RAID 0-ba, a második esetben pedig éppen ellenkezőleg, két RAID 0 tömböt egyesítenek egy tükörbe. Mindkét esetben a RAID 0 megnövekedett teljesítménye hozzáadódik a RAID 1 biztonságához.

Néhány RAID 10 rendszer rendelkezik egy speciális „forró tartalék” meghajtóval, amely automatikusan lecseréli a tömbben lévő meghibásodott meghajtót. A RAID 50 (más néven RAID 5+0) ún. beágyazott RAID, amely RAID 5 és RAID 0 tömbökből áll, nagy írási és olvasási sebességgel. Legalább hat HDD-t igényel. A RAID 50 tömbben lévő adatok elvesztéséhez három HDD-nek kell egyszerre meghibásodnia, ami nagyon ritka. A RAID 60 vagy RAID 6+0 megvalósításához már legalább 8 meghajtó kell, és akár 4 meghajtó is földobhatja a talpát egyszerre, akkor sem áll le.

A RAID rendszereket szoftveres vagy hardveres vezérléssel valósítják meg. Szoftveres megvalósítás esetén vagy az operációs rendszer nyújt támogatást, vagy speciális meghajtó programot (firmware) használnak. Ez utóbbinak előnye, hogy nem igényel külön költséges hardver komponenseket, viszont hátránya, hogy a központi memóriát és a processzort terheli, lerontván az egész rendszer teljesítményét. Hardveres megvalósítás esetén a szükséges feldolgozást a RAID vezérlő végzi el, ezáltal az operációs rendszer teljesítménye nem csökken le. A vezérlő osztja el az adatokat a HDD-k között, és mondja meg az operációs rendszernek, hogyan olvassa be az adatokat a HDD-kről. A kezelés bonyolultsága miatt RAID 5-től fölfelé csak a hardveres támogatás terjedt el.

Bár a RAID-tömbök fő célja az adatbiztonság javítása, de vannak hátrányai is. Például, hogy drága. Aztán az, hogy nagyon drága. A RAID-tömb legsebezhetőbb része a RAID-vezérlő. Természetesen maguk a HHD-k is meghibásodhatnak. De a leggyengébb láncszem te vagy, akik nem mindig tudja, hogyan kell dolgozni a tömbbel, és vagy véletlenül elindítasz káros folyamatokat, vagy olyan dolgokat művelsz, amelyek adatvesztéshez vezetnek. Az adatvesztés okától függetlenül tudnod kell, mi a helyreállítás helyes menete.

A RAID rendszereket leginkább hálózati tárolókban használjuk. Ezek legismertebb fajtája a NAS (Network Attached Storage). A NAS lehetővé teszi a fájlok közös megosztását és tárolását a hálózaton keresztül. A NAS speciális szoftverrel működik. A NAS-nak saját operációs rendszere van (ADM, DSM, QTS), és hálózati kábellel vagy wifivel csatlakozik a hálózathoz. A felhasználók a hálózaton keresztül férhetnek a NAS-hoz, és fájlokat tárolhatnak, megoszthatnak vagy lekérdezhetnek róla. A NAS-t gyakran használják adattárolásra, biztonsági másolatok készítésére, médiafájlok (pl. filmek, zene) sztrímelésére, valamint otthoni vagy kisvállalati szerverként.

Amikor NAS-t vásárolsz, mélyen a zsebedbe kell nyúlnod, mert 100 ezer forint alatt aligha fogod megúszni, bár néhány alaptípus a feléért is kapható. A három nagy gyártó (Asustor, Synology, Qnap,) termékei közül érdemes választanod, mert kb. 10 évig adnak ki biztonsági hibajavításokat. A három nagy cég rövid, szakszerű, közérthető jellemzését olvashatod a kép alatti linken.

https://my-life.hu/cikkek/legjobb-nas-rendszer-2024/

Amikor egy olyan merevlemez meghajtót teszel be a NAS-ba, amin már vannak adatok, készülj föl arra, hogy el fognak veszni, mert a NAS azzal kezdi a használatba vételt, hogy új fájlrendszert (ext4, vagy btrfs) hoz létre, újraparticionálja a HDD-t. Ha régi NAS-ból teszed újba, a dolog kétesélyes, ezért mindenképpen készíts biztonsági másolatot! A NAS-ok gyakorlatilag bármilyen SATA csatlakozós merevlemezt/SSD-t befogadnak, de a NAS HDD-k – legalábbis, a gyártók szerint – jóval megbízhatóbbak, mint a gyalog változatok. Abban az esetben, ha RAID1 vagy RAID5 kötet a cél, figyelni kell arra, hogy milyen technológiát használ a HDD. Ha lehet, akkor az átfedés nélkül írót (CMR) válasszad!

A legolcsóbb, kétfiókos NAS-ok nyilván nem alkalmasak Raid 5-re vagy 6-ra. A mentési feladatok automatizálására minden gyártó biztosít olyan programot, ami a NAS megadott mappáiról biztonsági másolatot készít a gyártó felhőjébe vagy a NAS USB-jére kötött külső merevlemezre. Célszerű, ha szünetmentes tápról eteted a NAS-t. Önmagad is építhetsz NAS-t, erre egy régi számítógép is megfelel, legfeljebb sokkal nagyobb a fogyasztása, tehát nem éppen környezetvédő megoldás. Ha ekkora fába vágod a fejszédet, inkább egy laptop vagy esetleg Raspberry Pi gyötrését javaslom.

A neten számos, nagyon részletes leírás is található, pl. a következő linken.

https://pomm.hu/2016/02/13/hazi-nas-i-resz-telepites/

Most elárulok neked egy személyes titkot. A NAS és a különböző RAID megoldások valóban hasznosak, és ha most kezdenék számítógépes multimédiával foglalkozni, biztosan lenne egy izmos NAS-om. De nincs. Ugyanis kb. 30 évvel ezelőtt, amikor filmeket és zenéket kezdtem gyűjteni, ncore-ról letöltögetni (fúj), VHS-ről digitalizálni, tv-műsorból számítógépre venni, nem gondoltam volna, hogy napjainkra több ezer DVD-m lesz, és 18 db, 1-2 TB kapacitású HDD-m fog külső házban, USB-n lógni egyetlen számítógépen. Persze, a merevlemez meghajtók nincsenek mind egyszerre bekapcsolva, viszont van egy DLNA szerver a PC-imen, az ingyenesen letölthető LG SmartShare amelynek segítségével a családi ház összes, az otthoni hálózatba kötött számítógépén (6db) és tévéjén (4 db) megnézhető és meghallgatható minden médiafilé részben a számítógépek, tv-k saját médiajátszói, részben egy Dune HD Max és két Xiaomi Mi Box S médiajátszó beiktatásával.

 DLNA (Digital Living Network Alliance) szabványos protokoll a multimédiás tartalmak otthoni hálózaton belüli, különböző eszközök közötti megosztására. A DLNA-kompatibilis eszközök lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy videókat, zenéket és fényképeket játsszanak le az otthoni hálózaton lévő más eszközökről, például számítógépekről, okostelefonokról vagy éppen NAS-okról. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy a merevlemez meghajtók meghibásodásából adódó adatvesztést egyáltalán nem védi ki, ezért nagyon kell figyelnem, milyen állapotban vannak a HDD-im.

Ám álmodozz velem! A médiafiléim össz-terjedelme kb. 16 TB. RAID 10 rendszerben gondolkodom. Ez azt jelenti, hogy 4 db 16 TB-os merevlemez meghajtóra volna szükségem. Ilyen HDD például a Synology HAT5300-16T, amelyre 5 év garanciát vállal a gyártó.

Most kb. 280 ezer forintért mérik darabját, 4 db tehát kb. 1,2 millát kóstál. Ha már a HDD Synology, akkor legyen a NAS is az! A négyfiókos egyik változata, a RackStation RS422+, kb. 300 ezer forintba kerül.

Mivel kicsit fölfelé kerekítettem, és ekkora tételnél már lehet alkudozni, a másfél milliós végösszegbe beleférne egy kis szünetmentes táp is. Viszont ennyi pénzért már egészen tűrhető analóg lemezjátszót is vásárolhatnék, és ebből is kiderül, mily nehéz döntések előtt áll, akinek van pénze. Kifejezetten irigylem most magam, hogy nekem nincs.