A különféle RAID tömbök előnyeivel és hátrányaival sokan tisztában vannak, azonban a Synology saját fejlesztésű Hybrid RAID megoldását kevesen ismerik. Egy RAID tömb létrehozásakor elsősorban az adatbiztonság, másodsorban pedig az adatátviteli sebesség növelése a cél, mégpedig úgy, hogy az adatokat több merevlemezre osztjuk szét, és redundáns információk segítségével biztosítjuk, hogy egy (vagy több) meghajtó hibája esetén az adatok ne sérüljenek. A hagyományos szempontok szerint tömbön belül ugyanakkora kapacitású merevlemezeket (vagy SSD-ket, ez most mindegy) célszerű összekötni, mivel a RAID vezérlők párhuzamosan az összes, a tömbbe bekötött merevlemezt vezérlik, pontosan ugyanúgy. Mindig a legkisebb meghajtó kapacitása az irányadó; hiába kötünk például RAID 1 tömbbe egy 1 TB-os és egy 2 TB-os meghajtót, a kiinduló kapacitás mindenképpen 1 TB lesz.
Ez pedig a gyakorlatban azt jelenti, hogy ha RAID 1 tömböt hozunk létre, akkor egy 1 TB-os RAID tömbünk lesz, ha RAID 0 tömböt, akkor pedig egy 2 TB-os kötetet kapunk. Vagyis hiába 2 TB-os a második meghajtó, 1 TB-nyi kapacitás elvész, és azt semmilyen módon nem lehet hasznosítani. A tajvani gyártó ötletes megoldása leginkább a RAID 5 tömbre hasonlít, vagyis alapvetően olyan tömböt tudunk vele létrehozni, amely egy merevlemez meghibásodását viseli el. De van egy fontos különbség: nem kell figyelni arra, hogy mekkora merevlemezeket használunk, mert a rendszer gondoskodik arról, hogy az adatbiztonság mellett a kihasználtság mindig optimális legyen.
Szemben a klasszikus RAID 5 tömbbel, SHR-t akár már két meghajtóval is létrehozhatunk, a tömböt pedig később az aktuális igények szerint tudjuk bővíteni. Sőt, kezdhetjük akár egyetlen meghajtóval is a NAS használatát, de ilyenkor nyilván az adatbiztonság még nem garantált. Ezt csak a második HDD beépítésével kapjuk meg, a harmadik meghajtótól kezdődően pedig a kapacitást tudjuk növelni. A fenti ábra kiválóan szemlélteti, hogy mi a különbség a normál RAID 5 és az SHR tömb között. Ha például egy 0,5, egy 1, egy 1,5 és két 2 TB-os HDD-t klasszikus RAID 5 tömbbe fűzünk, akkor 2 TB-os hasznos kapacitás mellett 4,5 TB-nyi terület kihasználatlanul marad, ami kész pazarlás.
Természetesen itt nem arra kell gondolni, hogy valaki a NAS megvételét követően szándékosan különböző méretű merevlemezeket vásárol, hanem arra, hogy ez a kavalkád évek alatt alakul ki, jellemzően azért, mert az ésszerűség mindig az aktuálisan legjobb ár/érték arányú HDD megvásárlását diktálja. SHR-rel ugyanez a felállás sokkal barátságosabb képet mutat; 0,5 TB-nyi kapacitásig mind az öt meghajtó részt vesz az adattárolásban, 1 TB-ig négy HDD, 1,5 TB-ig három, 2 TB-ig pedig kettő lemez alkotja a tömböt. Így 3 TB-tal több, összesen 5 TB lesz a hasznos kapacitás, ami nem elhanyagolható különbség!
A működés elve és bővíthetőség
A működési elvből adódik egyébként az is, hogy ha azt szeretnénk, hogy semennyi kapacitás ne vesszen kárba, akkor az egyetlen dolog, amire figyelnünk kell, az az, hogy a legnagyobb kapacitású meghajtóból mindig legalább kettő álljon rendelkezésre. Az SHR a komolyabb NAS-oknál a későbbi bővítést nemcsak egyszerűbbé, hanem olcsóbbá is teszi, mert egy négy vagy többlemezes NAS-nál sem kell rögtön az összes meghajtót cserélni, elég kettő bővítésével indulni - a kapacitás már ebben az esetben is növekszik, a későbbiekben pedig a további igények szerint lehet folytatni a dolgot.
Vegyük példának azt az esetet, amikor egy négylemezes RAID 5 tömböt készítünk 0,5 TB-os merevlemezekkel. Az induló kapacitás 1,5 TB. Ha később bővíteni szeretnénk, akkor erre csak az összes HDD cseréjével van mód, míg ha SHR kötetet hozunk létre, akkor lehetőség van arra is, hogy csak két meghajtót cseréljünk - mondjuk 2 TB-osra. Röviden ennyi az, amit érdemes tudni a Synology Hybrid RAID megoldásról - illetve még valamit. Valószínűleg a környezetemben élők is egyetértenek velem abban, hogy kocka, vagy másképp nézve power felhasználó vagyok.
Mint sok minden másban az otthoni adattárolásban is az egyedi megoldásokat részesítettem előnyben az elmúlt 10-15 évben, annak ellenére, hogy már itt a Pixinfo.com-on is több cikk született a hálózatra köthető tárolóeszközökről. Nem vagyok ugyan Linux guru, de elég otthonosan mozgok ebben a nyílt forráskódú operációs rendszerben mindaddig, amíg nem kell magam fordítanom a programokat. A megfelelő csomagok összeválogatása és naprakészen tartása nem okoz gondot, mint ahogy a konzolos konfigurálás sem. Így közel 10 éve kézenfekvőnek tűnt, hogy egy olcsó, kis fogyasztású barebone Shuttle PC legyen az otthoni adattároló egységünk alapja.
Az adattárolási rendszerem sokat változott az elmúlt években, nem biztos, hogy ideális irányba. Az OpenMediaVault linux disztribúcióval működtetett mini szerver elsődleges feladata két napi használatban lévő notebook adatainak a biztonsági mentése volt, amihez az évek során hozzáadódott két darab 1 TB-os USB merevlemez biztonsági másolata is. Bár az OpenMediaVault és a Linux képes lett volna RAID-be kötött lemezeket is kezelni, amikor összeállítottam a rendszert erre nem áldoztam. Inkább egy nagyobb külső merevlemezre egy másik földrajzi helyen készítettem ugyanezekről az eszközökről backupot, illetve költöttem egy online backup szolgáltatásra is.
Így a választás végül a Synology DS1019+-ra esett. Indulásként három darab három TB-os merevlemezt tettem be, így a mostani igényeinknek megfelel, és a későbbiekben is lesz lehetőség a bővítésre. Az SHR-2 használatához legalább 4 lemezre lett volna szükség, így az kiesett a lehetséges megoldások közül. Az én esetemben mind a RAID 5, mind pedig az SHR 6 TB tárterületet ígért, így végül az SHR mellett döntöttem. A gyakorlatban a használható terület 5,5 TB, még ha elméletben 6 TB érhető is el. Ha ezt a jövőben 2 db 6 TB-os diszkkel egészítem ki, akkor elvileg 15 TB-os rendszerem lesz.
A RAID és a SHR összehasonlítása
A RAID a Redundant Array of Independent Disk, vagyis a független lemezek redundáns tömbje, amit eredetileg azért fejlesztettek ki, hogy több külön lemezt a számítógéphez egy nagyobb tárterületként lehessen csatlakoztatni. Először a lemezeket csak összefűzték egy lemezzé (RAID 0), majd elkészült a lemezek páronkénti tükrözését támogató (RAID 1), ami egy-egy lemez meghibásodásakor is biztosította az adatok integritását. Az évek során számos RAID rendszert alakítottak ki, melyek különböző mértékben biztosítják a rendszer sebességét és adatbiztonságát, de a már említett RAID 0 illetve RAID 1 mellett ma leginkább a RAID 5 megoldást használják, ahol legalább 3 lemez összefűzésekor 1 lemeznyi tárhely feláldozásával biztosítható, hogy bármely lemez meghibásodása esetén az adatok még biztonságban legyenek, és a hibás lemez kicserélését követően a rendszer újra tudja építeni a kiesett lemez tartalmát.
A Synology Hybrid RAID nagyon hasonlít a RAID 5-re, vagyis egy lemez meghibásodása esetén sincs adatvesztés, de míg a RAID 5-nél célszerű azonos méretű lemezekből építeni a tömböt (ugyanis a legkisebb lemez mérete fogja meghatározni a tömb méretét), addig az SHR esetén a rendszer ügyesen kihasználja a nagyobb lemezek extra kapacitását is. Egy SHR tömb akár két lemezzel is elindítható, amit ugyanakkora vagy nagyobb lemezekkel is lehet bővíteni. A rendszer mindig úgy osztja be a lemezeken az adatokat, hogy bármely lemez kiesése esetén védve legyen a felhasználó. Természetesen ha a tömbben a legkisebb lemezt nagyobbra cseréljük, a rendelkezésre álló tárhely is automatikusan megnő. A legjobb, hogy ezzel a felhasználónak nem kell foglalkoznia, a Synology NAS-ok automatikusan intézik az egészet helyettek.
Gyakorlati példák és elérhető kapacitás
A Synology DS1019+ jelölésű NAS egy 5 lemezes, komoly processzorral és memóriával rendelkező eszköz. Elsőre furcsa lehet, hogy fájlszerverbe erős processzor és sok memória kell, de már RAID és a modern, hibatűrő fájlrendszerek kezelése is sok erőforrást igényel, ha a hálózatról egyszerre több eszközről is írni és olvasni szeretnénk az adatokat. Ha pedig a NAS-ra egyéb feladatokat (pl. biztonsági kamerarendszer, letöltőközpont, videó kiszolgáló szerver, stb.) is bízunk, akkor pedig már érthető, hogy miért kell 4 magos, 1,5 GHz-es processzor, illetve 8 GB memória a NAS-ba. A DS1019+ párhuzamosan akár 2 db 4K filmet is képes streamelni úgy, hogy valós időben konvertálja azt a lejátszóeszköz felbontásához igazodva.
A DS1019+ annak ellenére kisebb doboz, mint az előző szerverem, hogy ebbe három helyett 5 lemez is betehető. Szinte a teljes doboz a lemezeket rejtő fiókos rendszerből áll, az alaplap egy rendkívül keskeny, kb. még egy lemeznyi helyre befért. Hiába volt a maga nemében pici az előző rendszerem, mivel nem ilyen feladatra készült, az elektronika része sokkal több helyet foglalt el. Pedig a Synology NAS-ok tulajdonképpen sima számítógépek, amiket a gyártó nagyon jól a feladatra szabott, és készített rájuk egy eszméletlenül jó szoftvert. A Synology NAS-ok legnagyobb ütőkártyája a patent hardver mellett a Disk Station Manager (DSM). Ez tulajdonképpen a NAS operációs rendszere. Egy speciális Linux disztribúció, amit a Synology raktott össze a saját eszközeihez, és monitor helyett egy böngészőablakban nyújt komplett ablakozós operációs rendszer élményt.
A telepítés ennek megfelelően gyorsan is ment, szinte nem is tudom felidézni így utolag, hogy milyen lépésekből állt, annyira egyszerű és magától értetődő volt. A legnehezebb feladat a saját adattárolási és hozzáférési struktúra kitalálása. Mivel már egy meglévő adathalmazt kellett átmozgatnom rá, egyfelől kötött az, amit eddig kialakítottam, másrészt igényem volt rá, hogy annak a hibáit kiküszöljem. Erre rá kellett szánjak néhány estét, hogy minden a helyére kerüljön, de végül csak összejött.
A Synology NAS-ok legnagyobb ütőkártyája a Disk Station Manager (DSM) révén mutatkozik meg. A DSM teljes körű grafikus felületen keresztül teszi lehetővé a beállításokat, és a felhasználó számára a jogosultsági rendszer sokrétű lehetőségeket kínál. A Synology remek dinamikus DNS szolgáltatást is kínál teljesen ingyen a NAS-okhoz, így az eszközt akár távolról is kényelmesen el lehet érni függetlenül attól, hogy a szolgáltató milyen külső IP címet rendelt a NAS-t üzemeltető előfizető routeréhez. Nem kell tehát hosszú számsorokat megjegyeznünk, csak a NAS-unk fantázianevét kell tudni, hogy egy webböngészővel belépjünk.
A SHR automatikus RAID menedzselő rendszer, amely nem várja el a NAS felhasználájától, hogy tájékozott legyen a különböző RAID módokkal kapcsolatban, illetve hogy oda kelljen figyelnie, milyen lemezeket érdemes/szabad használni a maximális tárhelykihasználás érdekében. A SHR automatikusan megoldja RAID tömbünk bővítését is újabb lemezekkel, függetlenül a meglévő és új diszkek kapacitásától. Ez a módszer - a hagyományos RAID5-tel megegyezően - alapvetően 1 lemez meghibásodásáig nyújt biztonságot, ha egyidőben kettő, vagy több HDD menne tönkre, az adataink itt is elvesznének. A SHR módszer használata nem kötelező a Synology NAS-okon sem. Ha a felhasználó tisztában van a megfelelő RAID-szintekkel, a merevlemezeket ezekhez igazítva választja ki, nem származik különösebb előnye az SHR használatából a hagyományos RAID módokhoz képest.
A kalsszikus RAID5 három lemeztől kezdve használható, és a legkisebb lemez mérete a meghatározó, a többi lemez hiába nagyobb kapacitású, azokon is csak a legkisebben lévő kapacitás lesz használatban. Hiába használtunk fel tehát 7 TB lemezkapacitást, mindösszesen 2 TB szabad, biztonságos tárhelyünk lesz. Azaz 4, 5 TB nincs kihasználva. Lássuk, mi a helyzet, ha ugyanezt az 5 lemezt egy Synology NAS-ban használjuk, és az automatikus SHR segítségével telepítjük/formázzuk őket. Természetesen ide jutunk akkor is, ha nem egyszerre telepítjük mind az 5 lemezt, hanem pl. több lemezt adunk hozzá később. Igen, a SHR-nek nincs elveszett tárhelye, teljes egészében kihasználtuk lemezeink kapacitását, és 5 TB szabad, bármely lemez elhalálozását is túlélő SHR tömbünk van a NAS-ban.
2 TB elment ugyan a biztonság miatt, de a „tudomány jelen állás szerint” ennél jobban nem lehet kihasználni a fenti 5 lemezt, amely ráadásul 4-féle kapacitású. A SHR esetében, amint legalább két lemezzel bővítettük a kezdetben egyetlen, 500 GB-os diszkből álló kötetünket, azonnal használhatóvá is vált a nagyobb lemezek plusz (500 GB fölötti) kapacitása is, így máris bővült a hasznos tárterületünk. Azaz, hiába adtunk ki pénzt 3 darab 2 TB-os lemezre, semmi nem változott egészen addig, amíg a negyedik lemezt is meg nem vesszük, és nem telepítjük. A második lemez cseréje után azonnal dupla akkora hely áll már a rendelkezésünkre, a harmadik után pedig már 4,5 TB. Így az újabb és újabb lemezt ráérünk akkor megvásárolni, ha már a megnőtt tárhely sem elég, így vélhetően már olcsóbban kaphatjuk meg azokat, és kisebb egyszeri beruházással máris előrébb vagyunk a szabad hely tekintetében.
Táblázat a kapacitásokról
| Felállás | Hasznos kapacitás | Megjegyzés |
|---|---|---|
| RAID5 különböző méretű lemezekkel | 극 legkisebb lemez kapacitása alapján | gyakorlatban sok hasznos terület vész el |
| SHR kezdetben 0,5 TB-es tömb | 5 TB-os hasznos kapacitás két lemez cseréje után | későbbi bővítés egyszerű |
A meglévő kötet bővíthető nagyobb lemezekkel is (mikor pl. már nincs több szabad lemezfiók a NAS-ban)? Igen. Egy lemezt kicserélve nagyobbra, majd megvárva amíg az új lemez beépül, az eltávolított lemez nélkül sérült állapotú RAID tömb újraépül, majd a következő lemezzel is ugyanígy eljárva lecserélhető a kötet összes lemeze egymás után, miközben adatainkat nem kell lementeni, és az új diszkek beépülése közben is használható a Synology. Bővíthető a SHR kötet újabb lemezekkel? Természetesen, kezdhetjük akár egyetlen lemezzel is a NAS használatát, majd ahogy szükségünk van újabb és újabb tárterületre, helyezzünk be újabb lemezeket.
Végső gondolatok a SHR-ről
A SHR nem kötelező mód a Synology NAS-okon. Ha a felhasználó tisztában van a megfelelő RAID-szintekkel, a merevlemezeket ezekhez igazítva választja ki, nem származik különösebb előnye az SHR használatából a hagyományos RAID módokhoz képest. Ennek megfelelően a JBOD, RAID0, RAID1, RAID5, RAID5+spare, RAID6, RAID10 stb. továbbra is választhatóak minden többlemezes DiskStation és RackStation modellen.
