L’architecture RAID

Ce qui suit s’inscrit en complément de l’article Pourquoi et comment choisir un NAS pour stocker et partager ses données ? que nous vous invitons à aller consulter si ce n’est déjà fait afin de savoir dans quel contexte vous pourriez avoir la nécessité de faire un choix parmi les différents types d’architecture RAID que nous allons voir ici. Nous reprendrons en guise d’exemple, et ce dans le but d’illustrer chaque type d’architecture RAID, celui que nous avions choisi dans l’article cité précédemment à savoir un NAS composé de quatre emplacements (aussi appelés baies) remplis d’autant de disques durs de 8 Téraoctets chacun soit un total de 32 Téraoctets de stockage. Cette introduction achevée, entrons sans plus tarder dans le vif du sujet…

RAID ? Mais ça correspond à quoi ?

Afin de vous permettre de vous offrir un niveau important de sécurité et de performance, les NAS entre autres, vous permettent de bénéficier de la technologie RAID. Nous sommes encore ici en présence d’un acronyme anglais signifiant Redundant Array of Independant Disks ce qui signifie en français regroupement redondant de disques indépendants. On peut encore trouver une version de l’acronyme dans lequel la lettre I signifie inexpensive pour peu coûteux en français. Le principe ici est donc d’utiliser plusieurs disques durs physiques afin de n’obtenir qu’un seul volume de stockage. En d’autres termes, avec un NAS branché sur votre réseau vous ne verrez apparaître sur un ordinateur également connecté sur ce dernier qu’un seul espace de stockage même si vous avez choisi de vous munir de la configuration précédente à savoir un NAS équipé de quatre disques durs physiques. Mais l’explication ne s’arrête pas là puisqu’il y a de nombreuses manières d’utiliser ces disques et pour chacune d’elle une version différente d’architecture RAID. Et vous l’aurez compris, en fonction de l’architecture choisie vous obtiendrez un volume final de stockage de plus ou moins grande capacité avec la configuration précédente de 32 Téraoctets cumulés. Votre choix se fera en fonction de vos besoins et de vos préférences. Préférez-vous privilégier la sécurité pour vos données au détriment de la performance ? L’inverse ? Ou bien un habile compromis entre les deux ? Voyons rapidement les principales possibilités qui s’offrent à vous…

Le RAID 0, aussi appelé volume agrégé par bandes

Vous pouvez mettre en place une architecture RAID 0 à partir de deux disques durs. Ici, vous faites clairement le choix de la performance puisque transférer une donnée se fait simultanément sur chacun des disques. Ainsi, vous cumulez les vitesses de transfert puisque les données seront divisées en autant de blocs que vous avez de disques durs dans votre système. Dans notre exemple de départ, vous bénéficiez d’une vitesse de transfert multipliée approximativement par quatre et votre espace de stockage est maximal. Vous bénéficierez donc de 32 Téraoctets. En revanche, vous mettez clairement en danger l’ensemble de vos données. En effet, si un seul des disques durs est défaillant l’intégralité des données du volume sera perdue puisque ce disque emportera avec lui une partie de chacun de vos fichiers et documents individuels. Afin de vous offrir un meilleur niveau de sécurité, vous pouvez faire alors faire le choix du RAID 1…

Le RAID 1, aussi appelé système de disques en miroir

En vous orientant vers le RAID 1, vous vous débarrassez du problème majeur de sécurité pour vos données que représente la mise en place d’une architecture RAID 0. En effet, dans ce cas, vos disques durs sont utilisés en miroir c’est-à-dire que chaque donnée est répliquée sur chacun des disques. Comme pour le RAID 0, un minimum de deux disques durs est nécessaire et la sécurisation des données est d’autant plus importante que le nombre de disques dont vous disposez est grand. Si l’on revient à notre exemple, vos données sont encore intactes tant qu’un disque sur les quatre est encore fonctionnel puisqu’elles sont présentes intégralement sur chacun des disques. Dans ce cas, la sécurité est même probablement en excès au détriment de la performance puisque la vitesse de transfert est égale à celle du disque le moins rapide des quatre et la capacité totale correspond à la capacité de celui qui a le plus faible espace de stockage. Dans notre NAS exemple, vos 32 To deviennent 8 To avec un système RAID 1. Alors, vous commencez à vous demander si on ne peut pas trouver un compromis entre un bon niveau de performance et un niveau suffisant de sécurité ? Le RAID 5 est certainement une solution à ne pas négliger…

Le RAID 5 ou volume agrégé par bandes à parité répartie

Si vous trouvez que les deux formules précédentes poussent à l’extrême soit la recherche d’une vitesse de transfert élevée, soit la recherche d’une sécurisation des données maximale et ce à chaque fois au détriment de l’autre, le RAID 5 est probablement un bon moyen de combiner les deux. Contrairement, aux architectures RAID 0 et RAID 1, vous aurez besoin ici d’un minimum de trois disques durs afin de pouvoir mettre en place une architecture RAID 5. Vos données seront individuellement séparées en plusieurs parties afin de cumuler les vitesses de transfert de plusieurs disques offrant donc un bon niveau de performance tout en permettant la défaillance de l’un des disques sans perte de données. En fait, si nous reprenons notre exemple avec quatre disques durs de 8 To chacun vous aurez, pour chaque transfert, trois disques sur lesquels seront répartis un morceau de vos fichiers et le dernier sera utilisé pour stocker des données de parité. Ces dernières permettront de reconstituer la partie manquante disparue avec le disque défaillant pour chacun des fichiers stockés sur le volume. Avec quatre disques durs vous pouvez donc vous couvrir contre la défaillance de l’un d’entre eux, avoir un espace de stockage utile égal aux trois quarts de la capacité totale et avoir une vitesse de transfert qui s’approche de la vitesse cumulée de trois des quatre disques durs. En effet, une partie des ressources étant allouée au calcul du bloc de parité pour chaque bloc de données, les performances seront légèrement diminuées.

L’inconvénient principal concerne le moment de la défaillance de l’un des disques. La reconstitution des données du disque perdu intervient et vous permet de retrouver au bout d’un certain temps l’accès à l’ensemble de vos données. Mais le temps de récupération est d’autant plus important que les disques sont de forte capacité et contiennent une grande quantité de données. Cette reconstitution sollicite donc de manière importante les disques encore fonctionnels augmentant par la même occasion le risque de survenance d’une nouvelle défaillance. C’est la raison pour laquelle peut être ajouté à la combinaison de disques en RAID 5 un disque de remplacement, inutilisé en temps normal, et uniquement sollicité pour accueillir les données recalculées du disque tombé en panne lorsqu’une telle défaillance survient. Il suffit alors de remplacer le disque de secours afin de retrouver le niveau de sécurité initial du système.

Quelques RAID moins courants…

Nous avons couvert précédemment les principales architectures RAID que vous pourrez choisir pour votre NAS mais il en existe d’autres. La plupart d’entre elles ne sont autre que des combinaisons des architectures évoquées précédemment comme le RAID 01 (0+1), le RAID 10 (1+0) ou encore le RAID 50 (5+0). Si nous reprenons le cas de nos quatre disques durs, une architecture RAID 10 consiste à les associer deux par deux en RAID 1 et d’associer ces deux grappes en RAID 0 permettant ainsi de garantir l’intégrité des données jusqu’à la perte d’un disque par grappe. Pour le RAID 50, un minimum de six disques est nécessaire en combinant en RAID 0 deux grappes composées au minimum de trois disques durs chacune en architecture RAID 5 et permettant là encore de perdre jusqu’à un disque dur par grappe tout en garantissant de pouvoir conserver l’intégralité de ses données.

Enfin, nous terminerons par le RAID 6, moins utilisé, qui permet, en combinant au moins quatre disques durs et en utilisant un algorithme plus complexe que celui utilisé pour l’architecture RAID 5, mais toujours basé sur le principe de parité, de tolérer la perte de deux disques durs. A cause de cette parité double, seuls 16 To de stockage sur 32 To resteront disponibles dans notre exemple. Il n’a pas d’avantage par rapport au RAID 10 avec un nombre de disques durs aussi faible en sachant que les ressources nécessaires à la reconstitution des fichiers en cas de défaillance est très importante avec ce système à cause de la complexité des algorithmes.