Tout savoir sur le RAID informatique

Les questions de sécurité et de performance sont de plus en plus importantes à mesure que les besoins en infrastructure réseau augmentent. Toujours en quête de meilleures solutions, un groupe d'informaticiens a mis au point le RAID, un système qui permet d’améliorer les tolérances aux pannes, la sécurité ainsi que la capacité des disques d’un serveur. Voici tout ce qu’il y a à savoir sur le sujet.

Qu’est-ce que le RAID informatique ?

Le RAID informatique (Redundant Array of Independent Disk) est une technologie de virtualisation qui consiste à répartir les données sur plusieurs disques durs séparés. Le but est de pouvoir agir sur 3 points essentiels afin d’améliorer le système : la performance, la sécurité, la tolérance aux pannes.

RAID a été développé par trois informaticiens de l’Université de Californie à Berkeley en 1987. Patterson, Gibson et Gatz ont établi une technologie permettant à plusieurs disques durs d’être identifiés par le système comme une seule et unique entité. Les résultats obtenus sur le système de stockage étaient les suivants : de meilleures performances, mais une mauvaise fiabilité. Afin d’apporter une amélioration sur la tolérance aux pannes, les informaticiens ont alors décidé d’adopter des architectures redondantes.

Les configurations RAID les plus courantes

Il existe plusieurs types de systèmes RAID qui agissent différemment selon la manière dont les données sont réparties sur le disque. Voici les plus courants :

RAID 0

Le niveau RAID 0 ou volume agrégé par bandes (striping en anglais) est un système de répartition qui permet d’améliorer les performances du système. Il fonctionne en combinant au minimum deux disques durs fonctionnant simultanément. Alors, le stockage des données ainsi que les lectures et écritures sont exécutés en parallèle sur les disques. Selon le nombre de disques N, le serveur aura une performance N fois plus élevée et une vitesse de lecture et d’écriture N fois plus rapide.

Dans la configuration RAID 0, qui signifie zéro redondance, aucune donnée n’est dupliquée et il n’y a pas de perte de volume de stockage. Toutefois, ce manque de redondance peut affecter la sécurité des données, car si un disque venait à être défaillant, les données seront perdues.

RAID 1

Le niveau RAID 1 ou disques en miroir (mirroring/shadowing en anglais) est un système de redondance qui permet d’améliorer la tolérance aux pannes matérielles. Comme son nom l’indique, le mirroring utilise un système de mise en miroir des données sur un minimum de deux disques durs. Ce qui signifie que les données sont dupliquées sur chaque disque, et peuvent être lues à partir de plusieurs disques (le lecteur d’origine et les lecteurs miroirs).

Comme toutes les données sont redondantes, le contenu est donc la même pour tous les disques. Si ce système de duplication est désavantageux pour l’espace de stockage, il reste cependant profitable pour la sécurité des données. Effectivement, même en cas de défaillance d’un des lecteurs, toutes les données sont stockées sur les autres lecteurs sans être affectée.

RAID 5

Le niveau RAID 5 ou volume agrégé par bandes à parité répartie est un système de répartition avec parité. Cette architecture utilise donc un stripping au niveau des blocs avec une parité distribuée.

Pour qu’il puisse fonctionner, un minimum de trois disques est nécessaire au niveau du système. Les données sont écrites de la même manière qu’un RAID 0 dans un bloc de données. En revanche, un autre bloc, le bloc de parité, sera ajouté par le contrôleur RAID. Ce bloc de parité agit comme un système de redondance RAID 1 pour protéger les données sur le disque. Dans ce cas, si un des disques est défaillant, les données peuvent être reconstituées sur un disque de remplacement grâce au bloc de parité.

RAID 6

Le RAID 6 est une évolution du RAID 5. Au lieu de dupliquer les données sur un disque, celui-ci les duplique sur N disques. La mise au point de cette technologie nécessite donc un minimum de 4 disques.

Au niveau de la sécurité, RAID 6 est donc N fois plus fiable que RAID 5, car il peut résister à la défaillance de N disques. Cependant, une baisse de performance peut être observée en raison du double calcul de parité.

RAID 10

Le niveau RAID 10 (ou RAID 1+0) est une combinaison du RAID 1 et du RAID 0. Dans une même grappe est effectuée la réplication du niveau 1; la mise en miroir du niveau 0, en revanche, est réalisée entre les grappes.

Pour pouvoir créer un volume RAID 10, il est nécessaire de disposer d’au moins 4 disques. Comme dans un niveau RAID 6, la moitié de l’espace de stockage est donc consacrée à la redondance. Toutefois, avec un niveau RAID 10, aucun calcul de parité n’est effectué, ce qui garantit la performance du système. De plus, en cas de défaillance, la reconstruction des disques est nettement plus rapide.

Comparaison

Certaines configurations RAID privilégient la sécurité des données, d’autres les performances ou l’accessibilité. Voici les propriétés qui permettent de différencier les niveaux RAID aujourd'hui.

• Performances : En termes de performances, les niveaux RAID 0 et RAID 10 sont les meilleurs. Effectivement, les disques travaillent simultanément dans ces configurations et il n’y a pas de calcul de parité.

• Tolérance aux pannes : Pour la tolérance aux pannes, il n’y a pas mieux que le niveau RAID 6. La redondance est effectuée sur tous les disques du serveur, ce qui signifie qu’une défaillance de N disques en même temps n’aurait aucun effet sur la fonctionnalité de la grappe.

• Applications : RAID 0 convient au stockage non critique comme les sauvegardes de fichier temporaires. Raid 1 est plus adapté aux bases de données ou applications qui nécessitent de petites capacités, mais une redondance complète des données. Quant à RAID 5, il est idéal pour les serveurs d’application ainsi que les serveurs de fichier ayant un nombre limité de disques. RAID 6, en revanche, convient aux applications avec un taux élevé de demandes de lectures, mais des demandes d’écritures plus faibles. Enfin, le niveau RAID 10 est destiné aux serveurs de base de données et d’applications avec un besoin de résilience importante et d’un bon débit de sortie.

• Coût : En raison de la combinaison du stripping et de la mise en miroir, la configuration RAID 10 a un coût très élevé, tout comme le RAID 1. S’ensuit, le RAID 6 qui a un coût élevé. En revanche, le coût du RAID 0 est faible, tandis que celui du RAID 5 est moyen.

Conclusion

Comme nous l’avons expliqué, les niveaux de RAID informatique possèdent chacun leurs avantages et inconvénients. Parmi les choix possibles, le RAID 5 est généralement le plus utilisé dans les entreprises. Cependant, il est préférable de ne pas faire ses choix en fonction de celui des autres. Avant de vous fixer, il est important d’identifier les besoins de votre système et le budget dont vous disposez.