Vue d'ensemble du RAID

    Le RAID est une technologie utilisée pour améliorer les performances et la fiabilité du stockage des données. Un système RAID se compose de deux disques ou plus fonctionnant en parallèle, qui peuvent être des disques durs ou des disques SSD (solid-state drives). Le RAID peut être classé en deux catégories : SoftRAID et HardRAID. Dans le cas du SoftRAID, l'architecture de la mémoire est gérée par le système d'exploitation. Dans le cas du 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 par bandes (10, 50 et 60). Les matrices RAID par bandes combinent deux ou plusieurs matrices RAID de base pour fournir des performances, une capacité et une disponibilité supérieures en surmontant le nombre maximum de disques pris en charge par chaque matrice sur un contrôleur RAID spécifique.

RAID 0

Le RAID 0 est basé sur le striping des données, où le flux de données est divisé en plusieurs segments ou blocs, chaque bloc étant stocké sur un disque différent. Par conséquent, lorsque le système a besoin de lire les données, il peut lire simultanément les données de tous les disques et les combiner pour reconstruire l'ensemble 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. En outre, la capacité totale du volume entier est la somme des capacités de tous les disques individuels.

Qu'est-ce que le striping ? Les données sont réparties sur plusieurs disques et distribuées uniformément sur tous les disques, ce qui élimine toute surcharge d'un seul disque. Les données peuvent être extraites de plusieurs disques simultanément, ce qui améliore la vitesse et les performances.

Avantages

- Les données sont réparties sur plusieurs lecteurs

- L'espace disque est entièrement utilisé

- Au moins 2 lecteurs sont nécessaires

- Haute performance

Inconvénients

- Ne prend pas en charge la redondance des données

- Ne pas prendre en charge la tolérance aux pannes

- Pas de mécanisme de détection des erreurs

- La défaillance d'un seul disque entraîne la perte totale des données dans la matrice correspondante.

RAID 1

Le RAID 1 utilise le concept de la mise en miroir des données, où les données sont mises en miroir ou clonées sur un ensemble de disques identiques, de sorte qu'en cas de défaillance d'un disque, l'autre peut être utilisé. Il améliore également les performances de lecture, car il est possible d'accéder simultanément à différents blocs de données à partir de tous les disques.

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

Qu'est-ce que la mise en miroir de données ? La mise en miroir de données sur plusieurs disques signifie que des copies des données sont stockées sur différents dispositifs de stockage, ce qui augmente la redondance et les performances.

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

Avantages

-La mise en miroir des données, où les mêmes données d'un disque sont écrites sur un autre disque pour assurer la redondance.

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

- La matrice continue de fonctionner normalement même si l'un des disques est défaillant

- Au moins 2 lecteurs sont nécessaires

Inconvénients

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

- Ralentissement des performances en écriture en raison de la nécessité de mettre à jour tous les lecteurs

RAID 5

Le RAID 5 nécessite au moins trois disques et, comme le RAID 0, les données sont réparties sur plusieurs disques, mais la "parité" est également répartie sur les 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'arrêt est nul. Les vitesses de lecture sont très rapides, mais les vitesses d'écriture sont légèrement plus lentes en raison de la nécessité de calculer la parité. Ce système est idéal pour les serveurs de fichiers et d'applications disposant d'un nombre limité de lecteurs de données.

Le RAID 5 perd 33 % de l'espace de stockage (en utilisant trois disques) en raison de la parité, mais il reste plus rentable que le RAID 1. La configuration RAID 5 la plus répandue utilise quatre disques, ce qui réduit la perte d'espace de stockage à 25 %. Elle peut fonctionner avec un maximum de 16 disques.

RAID 5 est également connu sous le nom de "striping with distributed parity" :

Avantages

-Striping au niveau du bloc avec parité distribuée

-La clarté est répartie entre les disques de la matrice.

-Haute performance

-Rentabilité

-Nécessite au moins 3 lecteurs

Inconvénients

- La récupération peut prendre plus de temps en cas de défaillance d'un disque, car la parité doit être calculée à partir de tous les disques disponibles.

- Ne peut tolérer des défaillances simultanées des disques

RAID 6

RAID 6 utilise des blocs de parité doubles pour obtenir une meilleure redondance des données que RAID 5, ce qui augmente la tolérance aux pannes jusqu'à deux défaillances de disque dans la matrice. Chaque disque possède deux blocs de parité, qui sont stockés sur des disques différents dans la matrice. RAID 6 est une infrastructure très pratique pour maintenir des systèmes à haute disponibilité.

RAID 6 est un bon choix pour les serveurs web standard, où la plupart des transactions sont des opérations de lecture, mais il n'est pas recommandé pour les environnements de réécriture tels que les serveurs de base de données.

RAID 6 est également connu sous le nom de "striping with double distributed parity" :

Avantages

-Dépouillement au niveau du bloc avec parité distribuée DUAL

-Création de 2 blocs de parité

-Peut supporter 2 pannes de disque simultanément dans la matrice.

-Tolérance aux pannes et redondance supplémentaires

-Nécessite au moins 4 lecteurs

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. Il est parfois appelé RAID "imbriqué" ou "hybride", car il offre le meilleur des deux mondes avec les performances rapides du RAID 0 et la redondance du RAID 1. Dans cette configuration, plusieurs blocs RAID 1 sont interconnectés pour fonctionner comme le RAID 0. Elle est utilisée lorsque des performances de disque élevées (supérieures à celles du RAID 5 ou 6) et une redondance sont nécessaires.

Avantages

-Pas de parité

-Exécute le striping RAID 0 et le mirroring RAID 1

-Le stripping 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 lecteurs requis doit être un multiple de 2.

-Performances élevées lors de l'agrégation de données (striping)

Inconvénients

- Coût élevé, car chaque lecteur nécessite un lecteur supplémentaire

- 100% de la capacité du disque n'est pas utilisée, car la moitié est utilisée pour la mise en miroir.

- Extensibilité très limitée

RAID 50

Le RAID 50 est constitué de deux matrices RAID 5 ou plus, formant une matrice à bandes similaire au RAID 0. Par rapport à la configuration du même nombre de matrices RAID 5, il offre des performances d'accès plus élevées et une meilleure protection des données. Une seule matrice équivalente à RAID 5 est appelée "sous-ensemble" ou "sous-réseau", et trois sous-ensembles ou plus peuvent être configurés.

RAID 50 peut être mis en œuvre sur des serveurs et des matrices 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.

RAID 50 est également connu sous le nom de "striped with distributed parity" :

Avantages

-Réduit le temps de reconstruction

-Amélioration des performances de la redondance

-Amélioration des performances d'accès

Inconvénients

-Nécessite plus de 6 lecteurs

-Réduction de l'efficacité de l'installation

-Redondance limitée

RAID 60

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

Comme le RAID 50, les configurations RAID 60 peuvent accueillir 8 disques ou plus, mais ne conviennent qu'aux configurations comportant 16 disques ou plus. La capacité utilisable du RAID 60 varie de 50 % à 88 %, en fonction du nombre de lecteurs de données dans le groupe RAID.

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

Le RAID 60 est similaire au RAID 50 mais offre plus de redondance, ce qui le rend adapté aux serveurs ayant des capacités extrêmement importantes, en particulier ceux qui ne sauvegardent pas les données (par exemple, les serveurs de vidéosurveillance gérant un grand nombre de caméras).

RAID 60 est également connu sous le nom de "striped across zones with dual distributed parity" :

Avantages

-Chaque matrice RAID 6 du groupe peut résister à deux pannes de disque, ce qui la rend très sûre.

-Très grand et rentable, étant donné que ce niveau RAID ne serait pas utilisé s'il n'y avait pas un grand nombre de disques.

Inconvénients

- Nécessite un grand nombre de lecteurs

- Légèrement plus cher que le RAID 50 en raison de la perte de disques supplémentaires pour les calculs de parité.

Comparaison des niveaux RAID

La sélection des niveaux RAID dépend des facteurs suivants :

- Lire la performance

- Performances d'écriture

- Tolérance aux fautes

- Dégradation des performances de la baie (pour les niveaux RAID tolérants aux pannes)

- Capacité de stockage effective