Bachelor's Thesis

Backup of Data and a Private Cloud Using Modern Open-Source Tools

Final Thesis 2.97 MB Appendix 179.97 kB

Author of thesis: Bc. David Nahorniak

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jiří Kříž, Ph.D.

Reviewer: Ing. Viktor Ondrák, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the design and implementation of a backup solution for a private cloud using modern open-source technologies. The aim is to maximize data integrity and resilience against ransomware. Based on requirements analysis and data classification by criticality, a solution based on the 3-2-1-1-0 rule was proposed with architecture from client data and services through NAS to off-site and offline storage. Data snapshotting was implemented using ZFS, deduplication and incremental transfer were implemented via Restic. Encryption was implemented in three layers: end-to-end encryption of off-site backups, native ZFS disk encryption in NAS, and encryption of external disk for offline backups. Ransomware resilience is ensured by temporarily immutable S3 backups with automatic retention extension and offline backups on a disconnected external disk. The architecture minimizes vendor lock-in through the use of standardized S3 protocols and the universal Rclone connector. The solution was successfully implemented and verified in a real production environment. It demonstrated that open-source tools are a full or partial alternative to commercial software, provided that data sovereignty and acquisition cost are prioritized over user comfort.

Keywords:

backup, private cloud, open-source, ZFS, Restic, immutability, deduplication, end-to-end encryption, 3-2-1-1-0 rule, ransomware, vendor lock-in, NAS, S3

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student ve své prezentaci seznámil komisi s cíli, řešením a výsledky, ke kterým v závěrečné práci dospěl. Komise se poté seznámila s posudky a hodnocením vedoucího práce a oponenta. Otázky členů komise: 1. Budík, Ph.D. - K čemu jsou skripty, které jste vytvořil a v jakém programovacím jazyce jsou tvořeny? odpovězeno 2. doc. Šremr - Prostudoval jste skutečně veškeré zdroje uvedené v literatuře práce? odpovězeno Na základě přednesené prezentace a odpovědí na otázky položené v diskusi komise rozhodla, že student práci obhájil.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta podnikatelská

Department

Department of Quantitative Engineering

Study programme

Managerial Informatics (BAK-MIn)

Composition of Committee

prof. Ing. Karel Rais, CSc., MBA, dr. h. c. (předseda)
doc. Ing. Jiří Šremr, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Kříž, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Doubravský, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Budík, Ph.D., MBA (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jiří Kříž, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací zálohovacího řešení pro privátní cloud s využitím open-source technologií. Autor provedl analýzu problematiky ochrany dat a navrhl vícevrstvé zálohovací řešení založené na technologiích ZFS, Restic, TrueNAS a S3 kompatibilních úložištích. Součástí práce je implementace zálohovacích mechanismů, návrh monitoringu a ochrany proti ztrátě dat a ransomwarovým útokům.

Práce je zpracována systematicky a na dobré odborné úrovni. Pozitivně lze hodnotit zejména rozsah praktické implementace, technickou orientaci práce a schopnost propojit více open-source technologií do funkčního řešení. Silnou stránkou práce je především praktická realizace zálohovací architektury a důraz na bezpečnost dat.

Dílčí rezervy lze spatřovat zejména v místy více popisném charakteru teoretické části, méně konzistentní jazykové úrovni a omezeném rozsahu hlubší evaluace navrženého řešení v provozním prostředí. Praktická část práce je technicky kvalitní, avšak ekonomický a manažerský přesah práce zůstává omezený.
Evaluation criteria Verbal classification Grade
Meeting the objectives Cíl bakalářské práce byl splněn v souladu se zadáním práce. Autor provedl analýzu problematiky zálohování dat v prostředí privátního cloudu a navrhl vícevrstvé zálohovací řešení využívající open-source technologie. Součástí práce je návrh architektury systému, implementace zálohovacích mechanismů a ověření funkčnosti navrženého řešení. Výsledné řešení odpovídá požadavkům definovaným v zadání práce. A
Selected procedure of the solution, the adequacy of the used methods Autor zvolil vhodný a technicky správný postup řešení odpovídající charakteru bakalářské práce. Práce obsahuje analýzu rizik, návrh zálohovací strategie, porovnání dostupných technologií a implementaci konkrétního řešení založeného na open-source nástrojích. Pozitivně lze hodnotit rozsah praktické implementace i návaznost analytické a návrhové části práce. Použité metody však zůstávají převážně v rovině technické implementace bez výraznější metodické nebo ekonomické evaluace řešení. A
The ability to interpret the results and to draw conclusions Autor prokázal schopnost analyzovat problematiku ochrany dat a identifikovat hlavní rizika spojená se správou záloh a cloudových úložišť. Návrhová část obsahuje zdůvodnění technologických rozhodnutí i popis přínosů navrženého řešení. Pozitivně lze hodnotit důraz na bezpečnost dat a ochranu proti ransomwaru. Dílčí rezervy lze spatřovat zejména v omezeném rozsahu hlubší evaluace navrženého řešení a absenci širšího provozního nebo ekonomického vyhodnocení implementace. B
The practical usability of conclusions Práce má praktický přínos v oblasti zálohování dat a správy privátních cloudových řešení. Navržený systém představuje funkční řešení využitelné pro menší organizace nebo domácí infrastrukturu a propojuje více open-source technologií do jednotného celku. Přínosem práce je zejména praktická implementace zálohovací architektury a důraz na bezpečnost dat. Praktická část však zůstává převážně na úrovni testovacího prostředí bez širšího provozního ověření v podnikovém prostředí. B
The thesis´s framework, formalities, used terminology and the professional level of language Práce je zpracována přehledně a její struktura odpovídá doporučením směrnice Fakulty podnikatelské pro vypracování závěrečných prací. Jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují a práce obsahuje všechny požadované části. Odborná terminologie z oblasti cloudových technologií, zálohování a správy dat je používána převážně správně. Dílčí rezervy lze spatřovat zejména v místy méně konzistentní jazykové úrovni, stylistických nepřesnostech a místy více popisném charakteru textu. B
Using of information resources, including citations Autor pracuje s relevantní odbornou literaturou zaměřenou na oblast zálohování dat, cloudových technologií a kybernetické bezpečnosti. Použité zdroje odpovídají tématu práce a jsou v textu průběžně citovány. Pozitivně lze hodnotit využití technické dokumentace i aktuálních zdrojů z oblasti open-source technologií. Teoretická část je však místy více popisná a některé pasáže působí spíše popularizačně než akademicky. Výstup systému Theses vykazuje podobnost ve výši 1,4 %. Analýzou výsledků bylo zjištěno, že nalezené podobnosti odpovídají zejména standardním formulacím, definicím a tematicky obdobně zaměřeným pracím z oblasti zálohování dat. Nebyly identifikovány rozsáhlé souvislé převzaté části ani skutečnosti nasvědčující porušení citační etiky. B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Viktor Ondrák, Ph.D.

Práce má vysokou odbornou úroveň široký rozsah. Řešení uceleného zálohovacího systému zaručuje vysokou bezpečnost a funkčnost, ale tlak investora do open source řešení snižuje masivní rozšiřitelnost a v případě odchodu nositele myšlenky bohužel i udržitelnost řešení

Práci DOPORUČUJI k obhajobě
Evaluation criteria Verbal classification Grade
Meeting the objectives Cíle práce byly beze zbytku splněny A
Selected procedure of the solution, the adequacy of the used methods použité metody jsou adekvátní řešené problematice, postup řešení je v souladu s požadavky investora B
The ability to interpret the results and to draw conclusions Studen prokázal schopnost velmi dobře interpretovat výsledky svého návrhu, někdy až příliš obsáhle. B
The practical usability of conclusions Navrhovanéí řešení evidentně bude využito u investora, toto řešení ale pro rozsáhlejší rozšíření vyžaduje mimořádné znalosti implementátora B
The thesis´s framework, used terminology and the professional level of language Struktura práce odpovídá formálním požadavkům a řešenému tématu. použitá terminologie svědčí o mimořádnách znalostech a orientaci v problematice. jazyková úroveň je velmi dobrá. A
Using of information resources Práce je plně v souladu s autorským právem, citace odpovídají normativním doporučením A

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová