Le RAID, acronyme de Redundant Array of Independent Disks (ensemble redondant de disques indépendants), est une technologie utilisée pour stocker des données sur plusieurs disques durs afin d’offrir une tolérance aux pannes et/ou de meilleures performances. Le RAID est couramment utilisé à la fois dans des environnements d’entreprise et par des utilisateurs privés qui souhaitent protéger leurs données des défaillances de disque. Il existe plusieurs niveaux de RAID, chacun avec une combinaison unique de tolérance aux pannes, de performances et de capacité de stockage. Certains niveaux de RAID offrent de la redondance en copiant les données sur plusieurs disques, tandis que d’autres utilisent des données de parité pour reconstruire les données perdues en cas de défaillance d’un disque.
Dans cet article, nous allons examiner en détail les différents niveaux de RAID et leur fonctionnement. Nous discuterons également des avantages et des inconvénients de l’utilisation du RAID, ainsi que de quelques bonnes pratiques pour l’implémentation et la gestion des ensembles RAID. Que vous soyez un professionnel IT expérimenté ou que vous commenciez tout juste à vous intéresser au stockage de données, cet article vous offrira un aperçu complet du RAID et de son fonctionnement.
Pourquoi utiliser le RAID ?
Il existe des situations dans lesquelles la vitesse et l’efficacité des performances sont d’une importance cruciale, comme dans les opérations commerciales. Dans ces cas, on utilise souvent des disques durs (HDD). Cependant, en raison des limitations physiques et de la nature mécanique des composants à grande vitesse présents dans les disques durs, ces derniers présentent un taux de défaillance plus élevé que les disques à état solide (SSD). Ce type de problème explique l’adoption de la technologie RAID, qui signifie à l’origine Redundant Array of Inexpensive Disks (ensemble redondant de disques économiques). L’objectif du RAID est de pallier les problèmes associés à l’utilisation des HDD et des SSD.
Selon Steadfast, il existe une probabilité de 2,5 % qu’un disque dur mécanique échoue au cours de chaque année de fonctionnement. Divers rapports ont confirmé cette statistique, et il est intéressant de noter qu’aucun modèle de disque dur mécanique ne présente une variation significative par rapport à ce taux de 2,5 %. En termes simples, une organisation soucieuse de ses données doit adopter des technologies qui les protègent du risque de défaillance des disques.
Qu’est-ce que le RAID ?
Le RAID désigne un ensemble redondant de disques indépendants. C’est une méthode de stockage des mêmes données dans plusieurs emplacements sur plusieurs disques durs ou SSD afin de les protéger en cas de défaillance d’un disque. Le RAID est une technologie qui améliore les performances d’une organisation tout en garantissant la fiabilité du stockage des données. Il existe plusieurs niveaux de RAID, chacun ayant des objectifs différents.
Un système RAID comprend deux disques ou plus qui fonctionnent en parallèle. Ces disques peuvent être des HDD ou des SSD. Chaque niveau RAID est optimisé pour une situation particulière et n’est standardisé par aucun groupe industriel ou organisme de régulation, ce qui conduit parfois certaines entreprises à développer leurs propres numérotations et implémentations.
Le logiciel qui surveille la fonctionnalité RAID peut résider sur un contrôleur matériel dédié, à savoir une carte de contrôle, ou bien être un simple pilote qui gère les disques. Plusieurs systèmes d’exploitation populaires, comme Windows et macOS, proposent des fonctionnalités RAID logicielles. Les systèmes RAID sont utilisés dans plusieurs interfaces comme SATA, SCSI, Fibre Channel ou IDE, en contraste avec certains systèmes qui utilisent des disques SATA en interne mais SCSI pour le système hôte.
Quand les disques n’utilisent pas de niveau RAID spécifique, ils sont considérés comme des JBOD (Just a Bunch of Disks), c’est-à-dire qu’ils fonctionnent comme des disques simples et sont souvent utilisés pour des fichiers d’échange.
Comment fonctionne le RAID ?
Le RAID regroupe plusieurs disques physiques en une entité logique unique à l’aide de matériel ou de logiciels spécialisés. Les entités RAID matérielles existent sous plusieurs formes, certaines intégrées aux cartes mères, d’autres sous la forme de serveurs NAS ou SAN de niveau entreprise. Le RAID est généralement implémenté sur des serveurs, mais il peut également être utilisé sur des postes de travail dans des applications nécessitant une grande capacité de stockage et des vitesses de transfert de données élevées.
Le RAID fonctionne en attribuant des données à plusieurs disques et en permettant la superposition des opérations d’entrée/sortie de manière standardisée. Le résultat est une amélioration des performances. Comme l’utilisation de plusieurs disques prolonge le temps moyen entre les défaillances, la redondance des données améliore également la tolérance aux pannes. Les ensembles RAID apparaissent au système d’exploitation comme une seule unité logique et utilisent des technologies telles que le mirroring des disques et le striping.
Le mirroring réplique les mêmes données sur plusieurs disques, tandis que le striping divise les données. Dans un système à utilisateur unique, les bandes sont généralement petites pour que les enregistrements s’étendent sur tous les disques et puissent être lus simultanément. Dans les systèmes multi-utilisateurs, des bandes plus larges sont utilisées pour obtenir de meilleures performances.
Niveaux RAID
Les appareils utilisant un ensemble redondant de disques se répartissent en plusieurs niveaux RAID, classés en trois grandes catégories :
Niveaux RAID standard
- RAID 0 : Combine plusieurs disques en un seul volume, augmentant la vitesse car les données sont lues et écrites simultanément sur plusieurs disques. Cependant, il n’offre pas de redondance, et la perte d’un disque entraîne la perte totale des données.
- RAID 1 : Utilise le mirroring pour dupliquer les données sur plusieurs disques. Si un disque tombe en panne, les données restent disponibles. Ce niveau offre une grande tolérance aux pannes et de meilleures performances de lecture, mais avec une latence d’écriture légèrement plus élevée.
- RAID 2 : Utilise la correction d’erreurs avec le code de Hamming et répartit les données au niveau des bits. Il est rarement utilisé en raison de sa complexité.
- RAID 3 : Répartit les données au niveau des octets et utilise un disque dédié à la parité. Il ne peut pas gérer efficacement plusieurs requêtes simultanées et est principalement utilisé pour des applications nécessitant des taux de transfert élevés.
- RAID 4 : Semblable au RAID 3, mais répartit les données au niveau des blocs et utilise un disque dédié à la parité. Il offre de bonnes performances en lecture aléatoire, mais des performances lentes en écriture aléatoire.
- RAID 5 : Distribue les données et la parité sur plusieurs disques. Il nécessite au moins trois disques et peut tolérer la panne d’un seul. Il offre de bonnes performances en lecture et nécessite un contrôleur matériel dédié.
- RAID 6 : Semblable au RAID 5, mais peut tolérer la panne de deux disques. Il est idéal pour des applications critiques.
Niveaux RAID imbriqués
- RAID 10 (RAID 1+0) : Combine RAID 1 et RAID 0, offrant à la fois redondance et hautes performances. Les données sont mirrored et les mirrors sont striped. Ce niveau offre à la fois tolérance aux pannes et rapidité d’accès aux données, mais nécessite au moins quatre disques.
- RAID 03 : Combine le striping du RAID 0 avec les blocs virtuels du RAID 3, offrant de meilleures performances que le RAID 3 pour des charges de travail nécessitant des lectures séquentielles intensives.
- RAID 50 (RAID 5+0) : Combine les avantages du RAID 5 et du RAID 0. Les données sont réparties en striping sur plusieurs ensembles RAID 5, améliorant à la fois les performances d’écriture et la tolérance aux pannes. Le RAID 50 peut tolérer la panne d’un disque dans chaque ensemble RAID 5, en faisant un excellent choix pour les systèmes avec un grand nombre de disques. Il nécessite au moins six disques pour sa mise en œuvre.
- RAID 60 (RAID 6+0) : Combine les caractéristiques du RAID 6 et du RAID 0. Similaire au RAID 50, les données sont réparties sur plusieurs ensembles RAID 6 en striping, offrant une tolérance aux pannes encore plus élevée. Le RAID 60 peut supporter la défaillance de deux disques dans chaque ensemble RAID 6, ce qui en fait une solution idéale pour des applications critiques où la redondance et la disponibilité des données sont essentielles. Il nécessite au moins huit disques pour sa mise en œuvre.
Niveaux RAID non standard
- RAID 7 : Est un niveau propriétaire de RAID qui combine les avantages du RAID 3 et du RAID 4 avec des performances améliorées. Il utilise un bus haute vitesse et une mise en cache pour optimiser les entrées/sorties. Le RAID 7 inclut également un système d’exploitation intégré dans le contrôleur RAID pour une gestion avancée.
- RAID S : Également appelé RAID EMC Symmetrix, est une variante propriétaire du RAID utilisée par les systèmes EMC. Il répartit les données au niveau des bandes comme le RAID 5, mais est optimisé pour les environnements spécifiques d’EMC.
RAID et la sauvegarde des données
Bien que le RAID offre une redondance et une tolérance aux pannes, il ne remplace pas une stratégie de sauvegarde complète. Le RAID protège uniquement contre les défaillances matérielles, pas contre les erreurs humaines, les virus, ou les catastrophes naturelles. Pour cette raison, il est essentiel de mettre en place un plan de sauvegarde distinct pour protéger vos données contre ces types de menaces. Un système RAID couplé à une stratégie de sauvegarde efficace offre une protection robuste pour vos données importantes. Si vous avez subi une perte de données sur votre système RAID, cliquez ici pour découvrir comment les récupérer.
