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Niveau RAID 0, 1, 5, 6 et 10 – Serveur d’impression

Le 3 mai 2019 - 10 minutes de lecture

Le RAID est une technologie utilisée pour augmenter les performances et / ou la fiabilité du stockage de données. L'abréviation signifie Réseau redondant de disques peu coûteux. Un système RAID consiste en deux disques ou plus fonctionnant en parallèle. Ces disques peuvent être des disques durs, mais il existe une tendance à utiliser également la technologie pour les disques SSD (Solid State Drive). Il existe différents niveaux de RAID, chacun optimisé pour une situation spécifique. Celles-ci ne sont pas normalisées par un groupe industriel ou un comité de normalisation. Cela explique pourquoi les entreprises proposent parfois leurs propres numéros et implémentations. Cet article couvre les niveaux RAID suivants:

  • RAID 0 – entrelacement
  • RAID 1 – mise en miroir
  • RAID 5 – entrelacement avec parité
  • RAID 6 – striping avec double parité
  • RAID 10 – combinant la mise en miroir et la répartition

Le logiciel permettant d'exécuter la fonctionnalité RAID et de contrôler les disques peut être situé sur une carte contrôleur distincte (un contrôleur RAID matériel) ou simplement être un pilote. Certaines versions de Windows, telles que Windows Server 2012 et Mac OS X, incluent une fonctionnalité RAID logicielle. Les contrôleurs RAID matériels coûtent plus cher que les logiciels purs, mais ils offrent également de meilleures performances, notamment avec RAID 5 et 6.

Les systèmes RAID peuvent être utilisés avec un certain nombre d'interfaces, notamment SCSI, IDE, SATA ou FC (Fibre Channel). Certains systèmes utilisent des disques SATA en interne, mais possèdent une interface FireWire ou SCSI pour le système hôte.

Parfois, les disques d’un système de stockage sont définis en tant que JBOD, ce qui signifie "Juste un tas de disques". Cela signifie que ces disques n'utilisent pas un niveau RAID spécifique et agissent en tant que disques autonomes. Cela est souvent fait pour les lecteurs contenant des fichiers d'échange ou des données de spooling.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des niveaux de RAID les plus populaires:

Niveau RAID 0 – Striping

Dans un système RAID 0, les données sont divisées en blocs qui sont écrits sur tous les lecteurs de la matrice. L'utilisation simultanée de plusieurs disques (au moins deux) offre des performances supérieures en termes d'E / S. Ces performances peuvent être encore améliorées en utilisant plusieurs contrôleurs, idéalement un contrôleur par disque.

Stockage sur disque à l'aide de bandes RAID 0

Avantages

  • RAID 0 offre d'excellentes performances, à la fois en lecture et en écriture. Il n'y a pas de surcharge causée par les contrôles de parité.
  • Toute la capacité de stockage est utilisée, il n'y a pas de surcharge.
  • La technologie est facile à mettre en œuvre.

Désavantages

  • RAID 0 n'est pas tolérant aux pannes. Si un lecteur tombe en panne, toutes les données de la matrice RAID 0 sont perdues. Il ne doit pas être utilisé pour des systèmes critiques.

Utilisation idéale

RAID 0 est idéal pour le stockage non critique de données qui doivent être lues / écrites à une vitesse élevée, par exemple sur une station de retouche d'image ou de montage vidéo.

Si vous souhaitez utiliser RAID 0 uniquement pour combiner la capacité de stockage de deux lecteurs dans un seul volume, envisagez de monter un lecteur dans le chemin de dossier de l'autre lecteur. Ceci est pris en charge sous Linux, OS X ainsi que Windows et présente l’avantage qu’une panne de lecteur unique n’a pas d’impact sur les données du deuxième disque ou du lecteur SSD.

RAID niveau 1 – Mise en miroir

Les données sont stockées deux fois en les écrivant à la fois sur le lecteur de données (ou sur un ensemble de lecteurs de données) et sur un lecteur miroir (ou sur un ensemble de lecteurs). Si un lecteur tombe en panne, le contrôleur utilise le lecteur de données ou le lecteur miroir pour la récupération des données et continue de fonctionner. Vous avez besoin d'au moins 2 disques pour un ensemble RAID 1.

Stockage sur disque à l'aide de bandes RAID 0

Avantages

  • RAID 1 offre une excellente vitesse de lecture et une vitesse d'écriture comparable à celle d'un seul disque.
  • En cas de défaillance d’un lecteur, il n’est pas nécessaire de reconstruire les données, il suffit de les copier sur le lecteur de remplacement.
  • RAID 1 est une technologie très simple.

Désavantages

  • Le principal inconvénient est que la capacité de stockage effective ne représente que la moitié de la capacité totale du lecteur car toutes les données sont écrites deux fois.
  • Les solutions logicielles RAID 1 n'autorisent pas toujours le remplacement à chaud d'un disque en panne. Cela signifie que le lecteur défaillant ne peut être remplacé qu'après la mise hors tension de l'ordinateur auquel il est connecté. Pour les serveurs utilisés simultanément par de nombreuses personnes, cela peut ne pas être acceptable. De tels systèmes utilisent généralement des contrôleurs matériels qui prennent en charge le remplacement à chaud.

Utilisation idéale

RAID-1 est idéal pour le stockage critique, par exemple pour les systèmes de comptabilité. Il convient également aux petits serveurs sur lesquels seuls deux lecteurs de données seront utilisés.

Niveau RAID 5

RAID 5 est le niveau de RAID sécurisé le plus courant. Il nécessite au moins 3 lecteurs mais peut fonctionner avec un maximum de 16. Les blocs de données sont répartis sur les lecteurs. Sur un lecteur, une somme de contrôle de parité de toutes les données de bloc est écrite. Les données de parité ne sont pas écrites sur un lecteur fixe, elles sont réparties sur tous les lecteurs, comme le montre le dessin ci-dessous. À l'aide des données de parité, l'ordinateur peut recalculer les données de l'un des autres blocs de données si ces données n'étaient plus disponibles. Cela signifie qu'une grappe RAID 5 peut supporter une panne de disque unique sans perdre de données ni accéder à des données. Bien que RAID 5 puisse être réalisé par logiciel, un contrôleur matériel est recommandé. Une mémoire cache supplémentaire est souvent utilisée sur ces contrôleurs pour améliorer les performances en écriture.

Stockage sur disque utilisant la répartition RAID 5 avec la parité entre les lecteurs

Avantages

  • Les transactions de données en lecture sont très rapides, tandis que les transactions en écriture sont un peu plus lentes (en raison de la parité à calculer).
  • Si un lecteur tombe en panne, vous avez toujours accès à toutes les données, même lorsque le lecteur défaillant est en cours de remplacement et que le contrôleur de stockage reconstruit les données sur le nouveau lecteur.

Désavantages

  • Les pannes de disque ont un effet sur le débit, même si cela reste acceptable.
  • C'est une technologie complexe. Si l'un des disques d'une matrice utilisant des disques de 4 To tombe en panne et est remplacé, la restauration des données (le temps de reconstruction) peut prendre un jour ou plus, en fonction de la charge de la matrice et de la vitesse du contrôleur. Si un autre disque tombe en panne pendant cette période, les données sont définitivement perdues.

Utilisation idéale

RAID 5 est un bon système complet qui associe un stockage efficace à une excellente sécurité et à des performances décentes. Il est idéal pour les serveurs de fichiers et d’applications disposant d’un nombre limité de lecteurs de données.

RAID niveau 6 – Répartition avec double parité

RAID 6 est similaire à RAID 5, mais les données de parité sont écrites sur deux lecteurs. Cela signifie qu’il nécessite au moins 4 disques et peut supporter la mort de 2 disques simultanément. Les chances que deux disques tombent en panne au même moment sont bien sûr très faibles. Toutefois, si un lecteur d'un système RAID 5 meurt et est remplacé par un nouveau lecteur, la reconstruction du lecteur remplacé prend plusieurs heures, voire plus d'un jour. Si un autre lecteur meurt pendant cette période, vous perdez toujours toutes vos données. Avec RAID 6, la matrice RAID survivra même à cette deuxième panne.

Stockage sur disque utilisant la technologie RAID 6 avec double parité entre les disques

Avantages

  • Comme avec RAID 5, les transactions de données lues sont très rapides.
  • Si deux lecteurs échouent, vous avez toujours accès à toutes les données, même pendant le remplacement des lecteurs défaillants. Donc, RAID 6 est plus sécurisé que RAID 5.

Désavantages

  • Les transactions d'écriture de données sont plus lentes que RAID 5 en raison des données de parité supplémentaires à calculer. Dans un rapport, j'ai lu que les performances d'écriture étaient inférieures de 20%.
  • Les pannes de disque ont un effet sur le débit, même si cela reste acceptable.
  • C'est une technologie complexe. La reconstruction d'un tableau dans lequel un lecteur est en panne peut prendre beaucoup de temps.

Utilisation idéale

RAID 6 est un bon système complet qui associe un stockage efficace à une excellente sécurité et à des performances décentes. Il est préférable à RAID 5 dans les serveurs de fichiers et d’applications qui utilisent de nombreux grands disques pour le stockage de données.

RAID niveau 10 – combinant RAID 1 et RAID 0

Il est possible de combiner les avantages (et les inconvénients) du RAID 0 et du RAID 1 dans un seul système. Il s'agit d'une configuration RAID imbriquée ou hybride. Il assure la sécurité en reflétant toutes les données sur les lecteurs secondaires tout en utilisant la répartition par bandes sur chaque ensemble de lecteurs pour accélérer les transferts de données.

Stockage sur disque utilisant RAID 1 + 0, combinant le spriping avec la mise en miroir

Avantages

  • En cas de problème avec l'un des disques d'une configuration RAID 10, le temps de reconstruction est très rapide, car il suffit de copier toutes les données du miroir survivant sur un nouveau lecteur. Cela peut prendre aussi peu que 30 minutes pour des lecteurs de 1 To.

Désavantages

  • La moitié de la capacité de stockage est affectée à la mise en miroir. Par rapport à de grandes baies RAID 5 ou RAID 6, il s'agit d'un moyen coûteux de redondance.

Qu'en est-il des niveaux de RAID 2, 3, 4 et 7?

Ces niveaux existent mais ne sont pas si communs (RAID 3 ressemble essentiellement à RAID 5 mais les données de parité sont toujours écrites sur le même lecteur). Ceci est juste une simple introduction aux systèmes RAID. Vous trouverez des informations plus détaillées sur les pages de Wikipedia ou d’ACNC.

Le RAID ne remplace pas la sauvegarde!

Tous les niveaux de RAID, à l'exception de RAID 0, offrent une protection contre une défaillance d'un disque. Un système RAID 6 survit même à la mort simultanée de deux disques. Pour une sécurité totale, vous devez toujours sauvegarder les données d’un système RAID.

  • Cette sauvegarde sera utile si tous les disques tombent en panne simultanément en raison d'une pointe de courant.
  • C'est une garantie lorsque le système de stockage est volé.
  • Les sauvegardes peuvent être conservées hors site à un autre endroit. Cela peut s'avérer utile si une catastrophe naturelle ou un incendie détruit votre lieu de travail.
  • L'erreur utilisateur est la raison la plus importante pour sauvegarder plusieurs générations de données. Si une personne supprime accidentellement des données importantes et que celles-ci passent inaperçues pendant plusieurs heures, jours ou semaines, une bonne série de sauvegardes vous permet de récupérer ces fichiers.

Pour en savoir plus, lisez la page sur la meilleure politique de sauvegarde.

17 janvier 2017

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