NAS úložiště
Materiál pro studenty Obchodní akademie
Vývoj úložišť
Primitivní a Mechanické Úložiště
Ve velmi raných fázích historie ukládání dat lidé používali primitivní nástroje jako jsou kamenné tabulky, papyrus, a pergameny pro záznam informací. Postupem času vznikly mechanické zařízení jako je Jacquardův tkalcovský stroj (1804) s děrovanými kartami pro ukládání vzorů pro tkaní.
Magnetické Ukládání Dat
Ve 20. století přišel velký posun s vynálezem magnetických médií. Počínaje páskovými jednotkami v 50. letech, které umožňovaly ukládat velké objemy dat na magnetické pásky, přes flexibilní disky (floppy disky) v 70. letech, až po pevné disky (HDD), které se staly standardem pro ukládání dat ve výpočetní technice.
Optické a Flash Úložiště
Dalším významným krokem byl vývoj optických úložišť, jako jsou CD, DVD a Blu-ray disky, které nabídly ještě větší kapacitu a trvanlivost. V posledních desetiletích se flash úložiště (např. USB flash disky a SSD disky) stalo populární díky své rychlosti, odolnosti a schopnosti ukládat obrovské množství dat v malém fyzickém prostoru.
Cloudové a Síťové Úložiště
S příchodem internetu a rychlých síťových technologií se otevřely nové možnosti pro ukládání dat. Cloudové úložiště umožňuje uživatelům ukládat data na vzdálených serverech a přistupovat k nim z jakéhokoli místa. NAS se stává klíčovým hráčem v tomto ekosystému tím, že poskytuje centralizované, síťově připojené úložiště pro sdílení souborů a zálohování dat v domácnostech i v podnicích.
NAS v Současném Ekosystému Ukládání Dat
NAS zařazení do současného ekosystému ukládání dat je důležité pro pochopení jeho role a výhod. NAS kombinuje výhody lokálního úložiště, jako je rychlý přístup a kontrola nad daty, s výhodami vzdáleného ukládání, jako je snadné sdílení souborů a zálohování. Toto řešení umožňuje uživatelům snadno spravovat velké objemy dat bez potřeby rozsáhlých IT znalostí, což činí NAS ideálním pro malé a střední podniky, domácí kanceláře, a dokonce i pro domácí mediální centra.
NAS stojí na průsečíku několika technologických vývojových linií, spojující vlastnosti tradičního lokálního úložiště s moderními požadavky na síťové a cloudové služby. Jeho flexibilita a škálovatelnost zajistily, že NAS zůstane klíčovou součástí infrastruktury ukládání dat v době, kdy objem a význam dat neustále roste.
Definice NAS:
- Síťově připojené úložiště: NAS zařízení jsou připojena k lokální síti (LAN) nebo přes internet, což umožňuje uživatelům přistupovat k uloženým datům z různých zařízení (počítače, notebooky, mobilní telefony) a různých operačních systémů.
- Samostatné zařízení: NAS funguje jako samostatné zařízení s vlastním operačním systémem a aplikacemi, které jsou optimalizovány pro úložné a síťové operace.
- Centralizované ukládání dat: Poskytuje jedno centralizované místo pro ukládání souborů, což usnadňuje zálohování, obnovu a sdílení dat mezi uživateli.
Klíčové vlastnosti NAS:
- Snadná konfigurace a správa: NAS zařízení jsou navržena tak, aby byla snadno nastavitelná a spravovatelná, často prostřednictvím webového rozhraní. Uživatelé mohou jednoduše přidávat disky, vytvářet složky a nastavovat oprávnění pro sdílení.
- Sdílení souborů a zálohování: Umožňuje uživatelům snadno sdílet soubory a provádět zálohování dat z různých zařízení, zajišťující ochranu dat před ztrátou.
- Přístup z více zařízení: NAS podporuje různé síťové protokoly (např. SMB, NFS, FTP), což umožňuje uživatelům přistupovat k datům z různých zařízení a operačních systémů.
- Škálovatelnost: Kapacitu úložiště NAS lze snadno rozšířit přidáním dalších disků nebo připojením externích jednotek.
- Multimediální a aplikační servery: Mnoho NAS zařízení nabízí pokročilé funkce, jako je streamování multimediálního obsahu, spouštění vlastních aplikací, automatizované zálohování a další.
- Bezpečnost dat: Nabízí pokročilé možnosti zabezpečení, včetně šifrování, firewallů, a správy přístupu, chrání data před neoprávněným přístupem a zabezpečující síťovou komunikaci.
NAS VS SAN
NAS (Network Attached Storage)
Definice a Klíčové Vlastnosti:
- NAS je síťové úložiště připojené k LAN (lokální síť) prostřednictvím Ethernetu. Je navrženo pro snadné sdílení dat mezi více uživateli.
- NAS funguje na úrovni souborů, což znamená, že data jsou přístupná a spravována jako soubory v rámci souborového systému.
- NAS zařízení jsou samostatné, obsahující vlastní operační systém a aplikace.
Typické Použití:
- Sdílení souborů a spolupráce v malých a středních podnicích nebo domácích kancelářích.
- Domácí mediální servery pro streamování videí, hudby a fotografií.
- Zálohování a archivace dat pro osobní uživatele a firmy.
SAN (Storage Area Network)
Definice a Klíčové Vlastnosti:
- SAN je síť vysokorychlostního ukládání, která propojuje servery s úložnými zařízeními (diskové pole, páskové knihovny).
- Funguje na úrovni bloků, což znamená, že servery přistupují k datům jako k blokům na pevných discích, což umožňuje vysokou výkonnost a flexibilitu.
- SAN vyžaduje specializovanou síťovou infrastrukturu, jako jsou Fibre Channel nebo iSCSI protokoly.
Typické Použití:
- Podniková databázová prostředí, kde je požadována vysoká výkonnost a nízká latence.
- Aplikace vyžadující vysokou dostupnost a rychlé obnovy, jako jsou systémy ERP (Enterprise Resource Planning) nebo CRM (Customer Relationship Management).
- Velké virtualizační prostředí, kde mnoho virtuálních serverů sdílí společné úložiště pro efektivní správu a alokaci zdrojů.
Vlastnost | NAS | SAN |
---|---|---|
Protokol | Ethernet / TCP/IP | Fibre Channel, iSCSI |
Úroveň | Souborová | Bloková |
Připojení | Připojení přes síťový kabel | Připojení přes dedikované síťové rozhraní nebo switch |
Použití | Sdílení souborů, mediální servery, zálohování | Vysokovýkonné databáze, aplikace s vysokou dostupností, virtualizace |
Scénáře využití NAS úložiště
Sdílení souborů v kanceláři
NAS umožňuje snadné sdílení dokumentů, fotografií, videí a jiných souborů mezi zaměstnanci v kanceláři. Díky centralizovanému úložišti mohou mít všichni přístup k potřebným souborům, což zlepšuje spolupráci a efektivitu práce.
Domácí mediální server
Pro domácnosti je NAS ideálním řešením pro ukládání a streamování multimediálního obsahu, jako jsou filmy, hudba a fotografie. Uživatelé mohou přistupovat k svému obsahu kdykoliv a z jakéhokoliv zařízení připojeného k domácí síti.
Zálohování dat
NAS poskytuje jednoduchý a efektivní způsob, jak zálohovat důležitá data z více počítačů a mobilních zařízení. Automatizované zálohovací funkce a podpora pro cloudové zálohování zajišťují ochranu dat proti ztrátě.
Video dohled
V bezpečnostních aplikacích lze NAS použít pro ukládání záznamů z IP kamer. Díky vysoké kapacitě a možnosti nastavit pravidla pro přepis starých záznamů je ideální pro systémy video dohledu.
Virtuální prostředí
V prostředích, kde se využívá virtualizace, může NAS sloužit jako úložiště pro virtuální stroje a jejich data. To umožňuje efektivní správu zdrojů a snadné nasazování nových virtuálních serverů.
Osobní cloud
Pro uživatele, kteří chtějí mít kontrolu nad svými daty mimo veřejné cloudové služby, nabízí NAS možnost vytvořit si vlastní osobní cloud. To umožňuje bezpečný přístup k datům odkudkoli přes internet.
Archivace dat
Pro firmy a instituce, které potřebují uchovávat velké objemy dat dlouhodobě, může NAS sloužit jako efektivní řešení pro archivaci. Systémy na bázi NAS lze navrhnout tak, aby byly škálovatelné a splňovaly požadavky na bezpečnost a dostupnost dat.
Tyto scénáře ilustrují, jak NAS může sloužit jako flexibilní a cenově dostupné řešení pro různé potřeby ukládání dat, od osobních po podnikové aplikace. Díky snadné konfiguraci a správě je NAS přístupný i pro uživatele bez rozsáhlých technických znalostí.
Hardwarové komponenty NAS
NAS (Network Attached Storage) je specializované úložné zařízení, které kombinuje hardwarové a softwarové komponenty pro efektivní ukládání a sdílení dat v síťovém prostředí. Klíčové hardwarové komponenty NAS zahrnují disky, síťové rozhraní, procesory a RAM, které společně definují výkon, kapacitu a funkčnost zařízení. Zde je stručný přehled těchto komponent:
Disky
- Úložiště: Základním prvkem každého NAS jsou pevné disky (HDD) nebo solid-state disky (SSD), které poskytují úložný prostor pro data. HDD jsou tradičně využívány pro jejich vysokou kapacitu a nižší cenu na gigabyte, zatímco SSD nabízejí rychlejší přístupový čas a lepší odolnost, ale za vyšší cenu.
- RAID: NAS často podporuje různé konfigurace RAID (Redundant Array of Independent Disks), které umožňují zlepšení výkonu a/nebo zvýšení odolnosti dat proti selhání disku.
Síťové rozhraní
- Připojení: Síťové rozhraní umožňuje NAS zařízení komunikovat s ostatními zařízeními v síti. Typicky obsahuje jeden nebo více Ethernetových portů s podporou různých rychlostí (např. 1 Gb/s, 10 Gb/s), což umožňuje flexibilní integraci do domácích i firemních sítí.
- Protokoly: NAS podporuje různé síťové protokoly pro sdílení souborů, jako jsou SMB/CIFS, NFS, AFP, což umožňuje snadný přístup k datům z různých operačních systémů.
Procesory
- Výkon: Procesor (CPU) v NAS zařízení určuje jeho schopnost zpracovávat požadavky, spravovat datové toky a provádět aplikace. Vyšší výkon procesoru umožňuje lepší multitasking a efektivnější zpracování náročnějších úloh, jako je šifrování, komprese dat nebo streamování multimediálního obsahu.
RAM
- Paměť: Operační paměť (RAM) v NAS slouží jako dočasné úložiště pro ukládání dat, která jsou právě zpracovávána. Větší množství RAM umožňuje zařízení efektivněji spravovat simultánní síťové připojení a operace s velkými soubory, což zlepšuje celkový výkon systému.
Operační systémy NAS
V kontextu NAS (Network Attached Storage) zařízení hrají klíčovou roli softwarové komponenty, které definují uživatelské rozhraní, funkčnost, a bezpečnostní opatření úložiště. Softwarové aspekty NAS lze rozdělit do dvou hlavních kategorií: embedded (vestavěné) systémy a plnohodnotné operační systémy. Kromě toho existuje řada dostupných NAS operačních systémů, které uživatelům nabízejí různé úrovně funkcí a přizpůsobení.
Embedded Systémy vs. Plnohodnotné Operační Systémy
Embedded Systémy:
- Embedded systémy jsou speciálně navržené softwarové platformy integrované přímo do hardwaru NAS zařízení. Tyto systémy jsou optimalizovány pro efektivitu a stabilitu při provádění konkrétních úloh, jako je správa souborů, sdílení dat a zálohování.
- Mají obvykle menší nároky na systémové zdroje a jsou méně flexibilní v přizpůsobení než plnohodnotné operační systémy. Přesto nabízejí uživatelsky přívětivé rozhraní a jsou navrženy pro snadnou konfiguraci a správu.
- Příklady: Synology DSM (DiskStation Manager), QNAP QTS.
Plnohodnotné Operační Systémy:
- Plnohodnotné operační systémy pro NAS, jako je FreeNAS (nyní TrueNAS CORE) nebo OpenMediaVault, nabízejí větší flexibilitu a rozšiřitelnost. Tyto systémy běží na standardním hardwaru a podporují širokou škálu aplikací a služeb, které jdou nad rámec základního ukládání a sdílení souborů.
- Umožňují uživatelům instalovat a spouštět dodatečný software, což z nich činí vhodnou volbu pro pokročilé domácí uživatele nebo malé a střední podniky, které vyžadují specifické aplikace nebo služby.
- Vyžadují více znalostí pro správu a konfiguraci, ale nabízejí vyšší stupeň přizpůsobení a kontrolu nad systémem.
Dostupné NAS Operační Systémy
FreeNAS/TrueNAS CORE:
- Jedná se o open-source řešení založené na FreeBSD, které je oblíbené pro svou robustnost, flexibilitu a podporu ZFS (Z File System), což je vysoko výkonný souborový systém s funkcemi pro zabezpečení dat a efektivní správu úložiště.
Synology DiskStation Manager (DSM):
- DSM je intuitivní operační systém navržený pro produkty Synology NAS. Nabízí bohatou sadu aplikací pro zálohování, sdílení souborů, multimediální služby a monitorování bezpečnosti. Jeho uživatelské rozhraní je snadno přístupné přes webový prohlížeč.
QNAP QTS:
- QTS je operační systém pro NAS zařízení od QNAP, který poskytuje uživatelsky přívětivé rozhraní a podporuje širokou škálu aplikací pro podnikání, zálohování, sdílení souborů a multimediální zábavu.
Konfigurace NAS
Konfigurace NAS (Network Attached Storage) je klíčovým krokem k zajištění, že vaše úložiště bude efektivně fungovat a splní vaše potřeby ukládání dat. Zahrnuje několik základních oblastí: základní nastavení, síťové nastavení, nastavení úložiště a RAID konfigurace. Tady je přehled toho, co by studenti měli vědět o každé části procesu konfigurace:
Základní Nastavení
Po prvním spuštění NAS zařízení obvykle projdete průvodcem nastavením, který vás provede základními kroky konfigurace:
- Nastavení hesla: Změna výchozího hesla pro administrátorský účet je kritickým krokem k zabezpečení vašeho NAS.
- Aktualizace firmwaru: Je důležité aktualizovat operační systém NAS na nejnovější verzi, aby byly zajištěny nejnovější funkce a bezpečnostní opravy.
- Nastavení času: Správné nastavení časové zóny a synchronizace času pomáhá při logování událostí a plánování úloh.
Síťové Nastavení
Síťové nastavení je zásadní pro zajištění, že vaše NAS zařízení bude správně komunikovat s ostatními zařízeními v síti:
- Konfigurace IP adresy: NAS může získat IP adresu automaticky přes DHCP nebo můžete nastavit statickou IP adresu, což je doporučeno pro snazší přístup a správu.
- Nastavení portů a firewallu: Ujistěte se, že ve vašem routeru nebo firewallu jsou správně nastaveny porty pro služby, které NAS využívá, aby bylo možné k zařízení přistupovat z interní sítě i z internetu.
Nastavení Úložiště
Správné nastavení úložiště je klíčové pro optimalizaci výkonu a kapacity vašeho NAS:
- Formátování disků: Při prvním nastavení je třeba disky ve vašem NAS formátovat, což obvykle zahrnuje výběr souborového systému, jako je EXT4 pro Linux-based systémy nebo ZFS pro systémy jako TrueNAS.
- Vytváření svazků a složek: Vytvoření svazků (volumes) pro organizaci dat a nastavení složek pro různé typy dat (např. dokumenty, fotografie, zálohy).
RAID Konfigurace
RAID (Redundant Array of Independent Disks) je metoda, která kombinuje více disků do jednoho logického svazku pro zvýšení odolnosti dat nebo výkonu:
- Výběr RAID úrovně: Závisí na vašich potřebách. RAID 0 pro vysoký výkon (bez redundance), RAID 1 pro zrcadlení dat (ochrana proti selhání jednoho disku), RAID 5 nebo 6 pro vyvážený výkon a ochranu dat (umožňuje selhání 1 nebo 2 disků) jsou běžné volby.
- Konfigurace RAID: Provede se během procesu nastavení úložiště, kde určíte, které disky budou součástí RAID pole a jakou úroveň RAID použijete.
Pamatujte, že i přes redundanci, kterou RAID poskytuje, by RAID neměl být považován za náhradu za pravidelné zálohování. Ztráta dat může nastat i v RAID systémech v důsledku uživatelských chyb, softwarových chyb nebo katastrofálních událostí, jako je požár nebo povodeň.
Správa NAS s ohledem na kybernetickou bezpečnost
Bezpečnost NAS (Network Attached Storage) je kritická pro ochranu uložených dat před neoprávněným přístupem, ztrátou nebo poškozením. Existuje několik základních bezpečnostních opatření, která je třeba zvážit při konfiguraci a správě NAS systémů. Tato opatření zahrnují správu uživatelských práv, šifrování dat, zálohování a obnovu dat. Zde je stručný přehled každého z těchto bodů:
Správa Uživatelských Práv
- Uživatelské účty a oprávnění: Pro každého uživatele by měl být vytvořen jedinečný uživatelský účet s přísně definovanými oprávněními. Toto zabraňuje neoprávněnému přístupu k datům a umožňuje sledovat aktivity uživatelů.
- Silná autentizace: Použití silných hesel a, pokud je to možné, vícefaktorové autentizace (MFA) zvyšuje bezpečnost tím, že ztěžuje neoprávněný přístup.
- Minimalizace oprávnění: Aplikujte princip nejmenších privilegií, kdy uživatelům a aplikacím poskytnete pouze taková oprávnění, která jsou nezbytně nutná pro jejich úkoly.
Šifrování Dat
- Šifrování v klidu: Data uložená na NAS by měla být šifrována, aby nebyla čitelná bez správného šifrovacího klíče. Toto je zásadní pro ochranu citlivých dat v případě fyzického zcizení zařízení.
- Šifrování při přenosu: Zajistěte, že data přenášená mezi NAS a klienty jsou šifrována pomocí bezpečných protokolů, jako je HTTPS, SFTP, nebo VPN, aby byla chráněna před odposlechem.
Zálohování a Obnova Dat
- Pravidelné zálohování: Vytvořte a dodržujte plán pravidelného zálohování dat na externí disky, do cloudového úložiště nebo na jiné NAS zařízení. To zajišťuje, že v případě selhání hardwaru, softwarové chyby nebo útoku ransomware budou data zachována.
- Strategie 3-2-1: Pro zálohování použijte strategii 3-2-1, což znamená mít alespoň tři kopie dat, uložené na dvou různých typech médií, s jednou kopií uloženou off-site (mimo místo).
- Plán obnovy po havárii: Vypracujte a testujte plán obnovy po havárii, abyste zajistili, že data lze rychle a efektivně obnovit po ztrátě.
Další Bezpečnostní Opatření
- Aktualizace a záplaty: Pravidelně aktualizujte firmware NAS a nainstalované aplikace, aby byly opraveny známé bezpečnostní chyby.
- Síťové bezpečnostní opatření: Použijte firewall a antivirový software pro ochranu NAS a monitorujte síťový provoz pro detekci podezřelé aktivity.
- Fyzická bezpečnost: Zabezpečte fyzický přístup k NAS zařízení, aby se předešlo neoprávněné manipulaci nebo krádeži.
Postřehy z praxe se správnou NAS
Pravidelné Aktualizace a Záplaty (patch management)
- Udržujte operační systém NAS a všechny nainstalované aplikace aktualizované. Pravidelné aktualizace zajistí, že budou opraveny bezpečnostní chyby a zlepší se celkový výkon zařízení.
Silná Bezpečnostní Opatření
- Používejte silná hesla pro všechny účty a zvažte implementaci vícefaktorové autentizace (MFA) pro zvýšení úrovně bezpečnosti.
- Šifrujte citlivá data uložená na NAS a zabezpečte přenosy dat šifrováním.
Správné Nastavení Sítě
- Konfigurujte firewall a síťové bezpečnostní opatření, aby bylo zařízení NAS chráněno před neoprávněným přístupem.
- Pokud je to možné, oddělte provoz NAS do vlastní VLAN (virtuální LAN), aby se zvýšila bezpečnost a snížila možnost síťových útoků.
Zálohování a Obnova Dat
- Implementujte pravidelný plán zálohování, který zahrnuje ukládání záloh na více místech, včetně off-site lokace.
- Pravidelně testujte obnovu záloh, aby jste se ujistili, že data lze spolehlivě obnovit v případě potřeby.
Monitorování a Logování
- Aktivně monitorujte výkon a dostupnost NAS zařízení. Použijte nástroje pro monitorování, které vám poskytnou upozornění na potenciální problémy.
- Zajistěte, aby byly logy aktivit a bezpečnostní události pravidelně revizeovány, což pomůže identifikovat podezřelou aktivitu nebo problémy s výkonem.
Správa Uživatelských Práv
- Použijte princip nejmenších privilegií, kdy každému uživateli nebo skupině uživatelů přidělujte pouze ta oprávnění, která jsou nezbytně nutná pro jejich úkoly.
- Pravidelně provádějte audit oprávnění a účtů, aby jste odstranili zastaralé nebo nepoužívané účty a zabezpečili, že oprávnění zůstávají aktuální.
Fyzická Bezpečnost
- Zabezpečte fyzický přístup k NAS zařízení, aby se předešlo krádeži nebo neoprávněné manipulaci s hardwarovými komponentami.
Správa Kapacity a Výkonu
- Pravidelně sledujte využití úložiště a provádějte údržbu, jako je čištění nepotřebných souborů a defragmentace, aby se optimalizoval výkon a dostupný prostor.
- Plánujte budoucí potřeby úložiště a včas rozšiřujte kapacitu, aby nedošlo k omezení operací.