Pour comprendre les niveaux RAID – et le stockage RAID dans son ensemble – savoir que "toujours actif" est plus que le battage publicitaire de l'entreprise: c'est une attente fondamentale des clients. L’une des technologies les plus anciennes et les plus actives permettant d’obtenir un statut permanent est le RAID, ou «réseau redondant de disques indépendants».
Les développeurs ont conçu le RAID pour améliorer la redondance et les performances dans les systèmes de stockage. Le RAID sert principalement les disques durs, bien que certains disques durs utilisent également le RAID, en particulier dans les baies hybrides.
Sommaire
Types de RAID
Les administrateurs de stockage peuvent distribuer le RAID sous forme de matériel (carte de pilote ou puce) ou de logiciel (logiciel ou hybride uniquement).
RAID matériel
Un contrôleur matériel dédié fournit des services RAID basés sur le matériel. Le service informatique peut déployer le RAID matériel de deux manières: une carte de contrôleur RAID externe ou un RAID interne sur puce.
- Carte contrôleur RAID: Cette carte d'extension de plug-in se connecte à un emplacement de carte mère PCIe ou PCI-X. La carte contient un processeur RAID et un processeur d'E / S avec interface de lecteur. Les cartes sont chères, mais comme elles sont indépendantes de l'hôte, toutes les opérations RAID sont téléchargées du processeur vers la carte dédiée.
- RAID-on-Chip: Une seule puce de la carte mère intègre l'interface hôte, les interfaces d'E / S du disque dur, le processeur RAID et un contrôleur de mémoire.
RAID logiciel
Le RAID logiciel fournit des services RAID à partir de l'hôte. Le logiciel RAID existe sous deux formes: logiciel pur défini comme fonctionnant à partir du système d'exploitation et logiciel hybride contenant un composant matériel pour alléger la charge du processeur.
- Seul logiciel. Le logiciel RAID est le moins coûteux des types RAID et est souvent inclus en tant que fonctionnalité native du système d'exploitation. C'est une application hébergée qui gère les calculs RAID pour les lecteurs de disque dur connectés. Il est connecté via un HBA ou une interface d'E / S native et est activé lorsque le système d'exploitation charge le pilote RAID.
- Hybride. Ce RAID logiciel utilise un composant matériel pour fournir les fonctions RAID BIOS à partir des BIO RAID de la carte mère ou d'un HBA. Cette technologie fournit une couche de protection superflue contre un processus de démarrage erroné. Seules les erreurs d'amorçage et d'amorçage RAID du système d'exploitation peuvent affecter l'ensemble du sous-système RAID. L'ajout d'un composant matériel RAID BIOS protège le sous-système des erreurs de démarrage du système d'exploitation.
Niveaux RAID
Qu'il s'agisse de matériel ou de logiciel, le RAID est disponible selon différents schémas ou niveaux de RAID. Les niveaux les plus courants sont les niveaux RAID 0, 1, 5, 6 et 10. Les niveaux RAID 0, 1 et 5 fonctionnent à la fois sur les disques durs et les disques SSD. (Les niveaux RAID 4 et 6 fonctionnent également sur les deux supports, mais sont rarement utilisés dans la pratique.)
Raid 0: Striping
Requiert au moins deux disques, RAID 0 divise les fichiers et sépare les données sur deux disques ou plus et traite les disques par bandes comme une seule partition. Étant donné que plusieurs disques durs lisent et écrivent des parties du même fichier en même temps, le débit est généralement plus rapide.
RAID 0 ne fournit pas de redondance ni de tolérance aux pannes. Puisqu'il traite plusieurs disques comme une seule partition, en cas de défaillance d'un lecteur, le fichier barré est illisible. Ce n'est pas un problème insurmontable dans les environnements de streaming vidéo ou de jeu de données où les performances sont primordiales et où le fichier source existera toujours, même en cas de panne de courant. Il y a un problème dans les environnements à haute disponibilité.
RAID 1: mise en miroir
RAID 1 nécessite au moins deux disques pour fonctionner et assure la redondance des données et le basculement. Il lit et écrit exactement les mêmes données sur chaque disque. Si un disque mis en miroir échoue, le fichier existe dans son intégralité sur le disque de travail. Lorsque le service informatique remplace le poste de travail défaillant, le système RAID sera automatiquement mis en miroir sur le disque de remplacement. RAID 1 augmente également les performances de lecture.
Il utilise davantage de capacité utilisable sur les disques, mais constitue un processus de basculement économique sur les serveurs d'applications.
Raid 5: Striping avec parité
Ce niveau RAID distribue la répartition et la parité au niveau des blocs. La parité est constituée de données binaires brutes. Le système RAID calcule ses valeurs pour créer un bloc de parité, que le système utilise pour récupérer des données agrégées par bandes à partir d'un cas de défaillance. La plupart des systèmes RAID dotés de fonctions de parité stockent des blocs de parité sur les disques de la matrice. (Certains systèmes RAID dédient un disque pour les calculs de parité, mais ceux-ci sont rares.)
RAID 5 stocke les blocs de parité sur des disques rayés. Chaque bande possède son propre bloc de parité dédié. RAID 5 peut supporter la perte d'un disque de la matrice.
RAID 5 combine les performances de RAID 0 avec la redondance de RAID 1, mais nécessite pour cela beaucoup d’espace de stockage – environ un tiers de la capacité utilisable.
Ce niveau augmente les performances en écriture, car tous les disques du groupe répondent simultanément aux demandes d'écriture. Toutefois, les performances générales du disque peuvent être pénalisées par le gain en écriture, car même de petites modifications dans les bandes nécessitent plus de calculs et de recalculs.
RAID 6: double parité
Ce niveau RAID agit en tant que RAID 5 avec une parité et une répartition réparties. La principale différence de fonctionnement de RAID 6 réside dans le fait qu’il existe au moins quatre disques dans une matrice RAID 6 et que le système stocke un bloc de parité supplémentaire sur chaque poste de travail. Cela active une configuration où deux disques échouent avant que la matrice ne soit indisponible. Son utilitaire principal ou ses serveurs d'applications et ses baies de stockage volumineuses.
RAID 6 offre une redondance supérieure à 5 et des performances de lecture accrues. Il peut subir les mêmes pertes de performances du serveur lors d’écritures intensives. Cette performance dépend ici de l’architecture du système RAID: matériel ou logiciel, s’il s’agit d’un micrologiciel, et si le système contient un logiciel de traitement permettant des calculs de parité hautes performances.
RAID 10: entrelacement et mise en miroir
RAID 10 nécessite au moins quatre disques dans la matrice. Il s'étend sur les disques pour une performance supérieure et sur les miroirs pour la redondance. Dans un réseau à quatre stations, le système étend les données à deux des disques. Les deux disques restants reproduisent les disques rayés, chacun stockant la moitié des données.
Ce niveau RAID est destiné aux environnements qui requièrent une sécurité des données élevée et des performances élevées, tels que des bases de données de transactions élevées stockant des informations sensibles. C'est le plus coûteux des niveaux RAID avec une capacité utilisable inférieure et des coûts système élevés.
SSD RAID
Les SSD peuvent utiliser des systèmes RAID traditionnels. Cependant, les améliorations des performances RAID n'améliorent pas les disques SSD, qui sont déjà nettement plus rapides que les disques durs.
Afin d'ajouter de la valeur aux fonctionnalités RAID, certains fournisseurs de disques SSD ont développé des fonctionnalités RAID propriétaires pour toutes les baies de mémoire flash, y compris Pure Storage RAID-3D et Dell XtremIO Data Protection. Non seulement ils offrent une redondance des données dans AFA, mais ils accélèrent également les performances RAID des disques SSD en réduisant le nombre d'E / S nécessaires à la mise à jour des bandes.
Autres types de RAID
- RAID 2 est un niveau RAID original, mais est rarement utilisé aujourd'hui. Il s'agit d'une technologie de suppression qui s'étend au niveau du bit plutôt qu'au niveau du bloc et utilise un type complexe de code de correction d'erreur pour prendre en charge la parité. Raid 2 est généralement limité à l’exécution de requêtes uniques et le code de correction d’erreur est beaucoup plus complexe que la technologie de parité.
- RAID 3 est rarement mis en œuvre. Il utilise la répartition et la parité au niveau octet et stocke les calculs de parité sur un disque dédié. En tant que RAID 2, il ne peut généralement pas gérer plusieurs requêtes simultanément. Cela n'affecte pas les performances des gros lecteurs et imprimantes séquentiels, mais réduit les charges de travail aléatoires.
- RAID 4 stripes block level data et, comme RAID 5, dédie un disque à la parité. Le striping offre de hautes performances pour les lecteurs aléatoires. Toutefois, RAID 4 ayant besoin d'écrire toutes les données de parité sur un disque, les performances d'écriture aléatoire en pâtissent.
Lorsque vous examinez le niveau de RAID à utiliser, gardez à l’esprit que même la meilleure solution RAID ne peut pas sauvegarder. Le RAID protège l’accès aux données et la redondance, mais ne sait ni ne traite la corruption, les erreurs d’écriture ou le piratage. Le service informatique doit toujours sauvegarder et stocker les données sur un système séparé, de préférence une télécommande.
Cela dit, le RAID est toujours utile tant que les centres de données ont des disques durs. Et comme les disques SSD ne représentent que 20 à 25% des supports de centre de données modernes, le disque dur ne va nulle part pendant longtemps. Protégez-les.
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