Présentation du RAID

    Le RAID est une technologie utilisée pour améliorer les performances et la fiabilité du stockage de données. Un système RAID se compose d'au moins deux disques fonctionnant en parallèle, qu'il s'agisse de disques durs ou de SSD (disques à semi-conducteurs). Le RAID peut être classé en deux catégories : le SoftRAID et le HardRAID. Dans le SoftRAID, l'architecture de la mémoire est gérée par le système d'exploitation. Dans le HardRAID, un contrôleur et un processeur dédiés sont intégrés au disque pour gérer la mémoire.

Niveaux RAID

Les niveaux RAID comprennent les niveaux RAID de base (0, 1, 5 et 6) et les niveaux RAID en bandes (10, 50 et 60).Les matrices RAID en bandes combinent deux ou plusieurs matrices RAID de base afin d'offrir des performances, une capacité et une disponibilité supérieures en dépassant le nombre maximal de disques pris en charge par chaque matrice sur un contrôleur RAID spécifique.

RAID 0

Le RAID 0 repose sur le striping des données, un procédé dans lequel le flux de données est divisé en plusieurs segments ou blocs, chaque bloc étant stocké sur un disque différent. Ainsi, lorsque le système doit lire les données, il peut lire simultanément les données de tous les disques et les combiner pour reconstituer l'intégralité du flux de données. L'avantage de cette approche est que les opérations de lecture/écriture sont nettement plus rapides, ce qui la rend idéale pour les scénarios où les performances priment sur d'autres considérations. De plus, la capacité totale de l'ensemble du volume correspond à la somme des capacités de tous les disques individuels.

Qu'est-ce que le striping ? Les données sont réparties sur plusieurs disques et distribuées de manière uniforme entre tous les disques, ce qui évite toute surcharge d'un disque en particulier. Les données peuvent être lues simultanément sur plusieurs disques, ce qui améliore la vitesse et les performances.

Avantages

• Les données sont réparties sur plusieurs disques

• L'espace disque est entièrement utilisé

• Au moins deux disques durs sont nécessaires

• Haute performance

Inconvénients

• Ne prend pas en charge la redondance des données

• Ne prend pas en charge la tolérance aux pannes

• Aucun mécanisme de détection des erreurs

• La défaillance d'un seul disque entraîne la perte totale des données de la matrice correspondante

RAID 1

Le RAID 1 repose sur le principe de la mise en miroir des données : celles-ci sont copiées ou clonées sur un ensemble de disques identiques, de sorte qu'en cas de défaillance d'un disque, un autre puisse prendre le relais. Ce système améliore également les performances en lecture, car différents blocs de données sont accessibles simultanément à partir de tous les disques.

Cependant, contrairement au RAID 0, les performances en écriture sont réduites, car tous les disques doivent être mis à jour à chaque fois que de nouvelles données sont écrites. Un autre inconvénient réside dans le fait que la réplication des données entraîne un gaspillage d'espace, ce qui augmente les coûts de stockage.

Qu'est-ce que la réplication des données ? La réplication des données sur plusieurs disques consiste à stocker des copies des données sur différents périphériques de stockage, ce qui permet également d'améliorer la redondance et les performances.

Le RAID 1 est le type de RAID le plus couramment utilisé ; il est conçu pour renforcer la sécurité des données stockées. Par exemple, si un fichier est écrit et enregistré sur un disque dur, il est automatiquement enregistré sur les disques durs 2, 3 ou d'autres disques. Cela signifie que le système offre une redondance totale : si un disque tombe en panne, le deuxième disque est prêt à prendre le relais.

Avantages

·Assure la mise en miroir des données, c'est-à-dire que les mêmes données d'un disque sont copiées sur un autre disque afin d'assurer la redondance.

• Vitesses de lecture élevées, car n'importe quel disque peut être utilisé si l'un d'entre eux est occupé

• La matrice continue de fonctionner normalement même en cas de défaillance d'un disque

• Au moins deux disques durs sont nécessaires

Inconvénients

• Coût plus élevé (chaque disque nécessite un disque supplémentaire pour la mise en miroir)

• Performances d'écriture réduites en raison de la nécessité de mettre à jour tous les disques

RAID 5

Le RAID 5 nécessite au moins trois disques et, à l'instar du RAID 0, répartit les données sur plusieurs disques, mais inclut également une « parité » répartie sur l'ensemble des disques. En cas de défaillance d'un seul disque, les informations de parité stockées sur les autres disques sont utilisées pour reconstruire les données. Le temps d'indisponibilité est nul. Les vitesses de lecture sont très élevées, mais les vitesses d'écriture sont légèrement plus faibles en raison de la nécessité de calculer la parité. Cette configuration est idéale pour les serveurs de fichiers et d'applications disposant d'un nombre limité de disques de données.

Le RAID 5 entraîne une perte de 33 % d'espace de stockage (avec trois disques) en raison de la parité, mais il reste une solution plus économique que le RAID 1. La configuration RAID 5 la plus courante utilise quatre disques, ce qui réduit la perte d'espace de stockage à 25 %. Elle peut prendre en charge jusqu'à 16 disques.

Le RAID 5 est également connu sous le nom de « striping avec parité distribuée » :

Avantages

·Répartition en blocs avec parité distribuée

·La parité est répartie entre les disques de la matrice

·Haute performance

·Rentable

·Nécessite au moins 3 disques durs

Inconvénients

• La restauration peut prendre plus de temps en cas de panne de disque, car la parité doit être calculée à partir de tous les disques disponibles

• Ne supporte pas les pannes simultanées de disques durs

RAID 6

Le RAID 6 utilise des blocs de parité doubles pour offrir une meilleure redondance des données que le RAID 5, ce qui permet de supporter jusqu'à deux pannes de disque dans la matrice. Chaque disque comporte deux blocs de parité, qui sont stockés sur des disques différents au sein de la matrice. Le RAID 6 constitue une infrastructure très pratique pour assurer la haute disponibilité des systèmes.

Le RAID 6 est un bon choix pour les serveurs Web classiques, où la plupart des opérations sont des opérations de lecture, mais il n'est pas recommandé pour les environnements d'écriture, tels que les serveurs de bases de données.

Le RAID 6 est également connu sous le nom de « striping avec double parité distribuée » :

Avantages

·Désemballage au niveau des blocs avec parité distribuée DUAL

·Crée 2 blocs de parité

·Peut supporter la défaillance simultanée de deux disques durs dans la matrice

·Une tolérance aux pannes et une redondance accrues

·Nécessite au moins 4 disques durs

Inconvénients

• Le coût peut être un facteur

• L'écriture des données prend plus de temps en raison de la double parité

RAID 10 (RAID 1+0)

Le RAID 10 combine le RAID 1 et le RAID 0 dans l'ordre inverse. On l'appelle parfois RAID « imbriqué » ou « hybride », car il offre le meilleur des deux mondes : les performances élevées du RAID 0 et la redondance du RAID 1. Dans cette configuration, plusieurs blocs RAID 1 sont interconnectés pour fonctionner comme un RAID 0. Il est utilisé lorsque des performances de disque élevées (supérieures à celles du RAID 5 ou 6) et une redondance sont requises.

Avantages

·Pas de parité

·Prend en charge la répartition RAID 0 et la mise en miroir RAID 1

·Le striping est effectué avant la mise en miroir

·La capacité disponible est égale à n/2 * taille du disque (n = nombre de disques)

·Le nombre de disques requis doit être un multiple de 2

·Haute performance lors de la compression des données

Inconvénients

• Coût élevé, car chaque disque nécessite un disque supplémentaire

• La capacité du disque n'est pas utilisée à 100 %, car la moitié est réservée à la mise en miroir

• Évolutivité très limitée

RAID 50

Le RAID 50 se compose d'au moins deux matrices RAID 5, formant ainsi une matrice en bandes similaire au RAID 0. Par rapport à une configuration comprenant le même nombre de matrices RAID 5, il offre des performances d'accès supérieures et une protection des données renforcée. Une seule matrice équivalente à RAID 5 est appelée « sous-ensemble » ou « sous-matrice », et il est possible de configurer trois sous-ensembles ou plus.

Le RAID 50 peut être mis en œuvre sur des serveurs et des baies de stockage pour exécuter diverses applications, telles que les serveurs de fichiers, les serveurs de bases de données, le stockage et la sauvegarde de machines virtuelles, le montage vidéo, le rendu d'animations 3D, etc.

Le RAID 50 est également connu sous le nom de « striped with distributed parity » :

Avantages

·Réduit le temps de reconstruction

·Améliore les performances en matière de redondance

·Améliore les performances d'accès

Inconvénients

·Nécessite plus de 6 disques durs

·Réduit l'efficacité de l'installation

·Redondance limitée

RAID 60

Le RAID 60 (parfois appelé RAID 6+0) combine plusieurs ensembles RAID 6 (répartition en bandes avec double parité) avec un RAID 0 (répartition en bandes). La double parité permet à deux disques de tomber en panne dans chaque matrice RAID 6, tandis que le striping améliore la capacité et les performances sans ajouter de disques à chaque matrice RAID 6.

Tout comme le RAID 50, les configurations RAID 60 peuvent prendre en charge 8 disques ou plus, mais ne conviennent qu'aux configurations comportant au moins 16 disques. La capacité utile d'un RAID 60 varie entre 50 % et 88 %, en fonction du nombre de disques de données présents dans le groupe RAID.

Veuillez noter que toutes les configurations à plusieurs branches mentionnées ci-dessus, disponibles pour les modes RAID 10 et RAID 50, le sont également pour le mode RAID 60. Par exemple, pour 36 disques, vous pouvez avoir un RAID 60 avec 18 disques par branche, ou un RAID 60 à trois branches, chacune contenant 12 disques.

Le RAID 60 est similaire au RAID 50, mais offre une redondance accrue, ce qui le rend particulièrement adapté aux serveurs dotés de capacités extrêmement importantes, notamment ceux qui ne sauvegardent pas leurs données (par exemple, les serveurs de vidéosurveillance gérant un grand nombre de caméras).

Le RAID 60 est également connu sous le nom de « striped across zones » avec double parité distribuée :

Avantages

·Chaque matrice RAID 6 au sein du groupe peut supporter la défaillance de deux disques, ce qui la rend très sûre.

·Très volumineux et économique, étant donné que ce niveau RAID ne serait utilisé qu'en présence d'un grand nombre de disques.

Inconvénients

• Nécessite un grand nombre de disques durs

• Légèrement plus coûteux que le RAID 50 en raison de la perte d'un plus grand nombre de disques pour les calculs de parité

Comparaison des niveaux RAID

Le choix des niveaux RAID dépend des facteurs suivants :

• Performances en lecture

• Performances en écriture

• Tolérance aux pannes

• Baisse des performances de la matrice (pour les niveaux RAID à tolérance de pannes)

• Capacité de stockage effective