L’ABC du RAID
Qu’est-ce que la technologie RAID ?
RAID = Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks (pile redondante de disques indépendants)
Le RAID est une méthode de stockage permettant de protéger les données enregistrées sur disque dur
par une écriture supplémentaire sur un ou plusieurs autres disques durs. De par cette redondance,
le système de stockage de données peut rester opérationnel en cas de défaillance d’une unité de disque.
Pourquoi le RAID ?
En cas de défaillance d’une unité de disque dur, la technologie RAID permet de reconstituer en temps réel les données qui s’y trouvaient. Cette caractéristique, appelée “tolérance aux pannes” ou “insensibilité aux défaillances”, augmente le temps de bon fonctionnement du système et se traduit par une meilleure disponibilité du réseau.
De plus, certaines configurations RAID améliorent les performances du système par l’accès simultané à plusieurs disques regroupés en une eule unité de stockage logique.
NIVEAUX RAID
| Niveau RAID | Description | Nombre minimal d’unités | Avantages | Limitations |
| RAID 0 | Répartition des données (enregistrement alterné sur plusieurs disques) | 2 | Performances maximales | Pas de redondance, pas de protection des données |
| RAID 1 | Agencement des disques en miroir (dédoublement des écritures disque) | 2 | Protection maximale des données, performances élevées | Coût élevé : la capacité disque requise est deux fois plus grande que la capacité de stockage utile (n x 2) |
| RAID 0/1 | Combinaison des niveaux RAID 0 et RAID 1 (répartition des données et agencement en miroir) | 4 | Performances maximales et protection maximale des données | Coût élevé : l’agencement en miroir de deux disques à données réparties nécessite 4 disques au minimum |
| RAID 5 | Répartition des données utiles et des données de parité | 3 | Meilleur rapport prix/performances. Capacité requise: n+1 unités, soit 3 disques au minimum | Performances en écriture inférieures à celles des niveaux RAID 0 ou RAID 1 |
TYPES DE CONFIGURATIONS RAID
| Type | Description | Avantages | Limitations |
| Logiciel RAID intégré au système d’exploitation | Fonctions RAID intégrées dans un système d’exploitation de réseau comme NetWare ou Windows NT Server | Coût limité : un contrôleur SCSI standard suffit | Performances nettement moindres, puisque l’unité centrale hôte prend en charge les opérations RAID et E/S. Pas de protection de l’unité d’amorçage (sous NT). Pas de fonctions de gestion. Pas de prise en charge des unités S.M.A.R.T. et à remplacement automatique |
| Contrôleur RAID SCSI articulé autour d’un bus | Les opérations RAID lourdes sont exécutées par un processeur RAID spécialisé, incorporé à un contrôleur RAID SCSI de type PCI | Protection des données sans les performances réduites des logiciels RAID. Protection de l’unité d’amorçage. Fonctions de gestion. Prise en charge des unités S.M.A.R.T. et à remplace- Coût plus élevé que celui des logiciels RAID ment automatique | Coût plus élevé que celui des logiciels RAID |
| Contrôleur RAID externe | Les opérations RAID sont exécutées par un contrôleur RAID placé dans un soussystème de stockage RAID externe, connecté au serveur via une interface SCSI ou Fibre Channel | Indépendant du système d’exploitation, compatible avec tous les systèmes d’exploitation. Indépendant du serveur : le serveur et le sous-système de stockage peuvent évoluer séparément | Performances inférieures à celles d’un contrôleur RAID articulé autour d’un bus. Configurations coûteuses |
Contrôleurs RAID Adaptec : des solutions RAID matérielles à un prix abordable
Adaptec propose deux types de configurations RAID :
Les adaptateurs de piles de disques de la gamme AAA-130 (Adaptec Array Adapters) sont des cartes RAID économiques mais performantes qui se montent sur un connecteur PCI ordinaire.
Les cartes RAID optionnelles de la gamme ARO-1130 (Adaptec RAID Option) sont destinées aux systèmes équipés d’un connecteur PCI RAIDport II.
La présence du connecteur RAIDport II permet aux cartes ARO d’exploiter les jeux de puces SCSI de la carte mère, ce qui en fait l’une
des configurations matérielles RAID les plus économiques du marché.
Les gammes AAA et ARO proposent des cartes RAID optimisées pour les serveurs ou les stations de travail. Les produits pour serveur (ou produits “SA”, pour “Server Array”) se caractérisent par une grande insensibilité aux défaillances, tandis que les produits pour stations de travail (ou produits “CA”, pour “Client Array”) sont conçus pour offrir un niveau de performances maximal par le biais de techniques évoluées de mise en antémémoire.
PETIT LEXIQUE DU RAID
| Agencement en miroir (RAID 1) : | Duplication sur un disque dur secondaire, à l’aide d’opérations d’écriture secondaires, de toutes les données enregistrées sur un disque principal. L’agencement en miroir procure une redondance totale des données ; c’est cependant une configuration coûteuse dans la mesure où elle nécessite une capacité disque totale deux fois plus importante que la capacité de stockage utile (n x 2). (Anglais : mirroring) |
| Antémémoire à double écriture : | Technique de mise en antémémoire consistant à ne signaler la bonne exécution d’une instruction d’écriture que lorsque les données sont enregistrées sur le disque cible. Les performances d’une antémémoire à double écriture sont semblables à celles des systèmes de contrôle de stockage sans antémémoire. (Anglais : write-through cache) |
| Antémémoire à écriture différée : | Technique d’optimisation des performances de l’antémémoire, consistant à signaler la bonne exécution d’une instruction d’écriture sur disque dès que les données sont placées dans l’antémémoire, leur enregistrement effectif sur le disque étant différé. Comme le système d’exploitation considère que les données ont été enregistrées sur disque alors qu’elles résident seulement en antémémoire, cette technique comporte un risque de perte ou de détérioration des données en cas de défaillance ou de panne d’alimentation. (Anglais : write-back cache) |
| Antémémoire à lecture anticipée : | Technique d’optimisation des performances de l’antémémoire. La lecture anticipée consiste dans le fait que le contrôleur, lors de l’exécution d’une instruction de lecture sur un disque, lit également les données enregistrées sur les secteurs contigus du disque et les transfère dans l’antémémoire, de façon à anticiper les instructions de lecture suivantes. (Anglais : read-ahead cache) |
| Coprocesseur : | Processeur résidant sur un contrôleur de piles de disques et permettant de décharger l’unité centrale de l’ordinateur hôte de l’exécution d’opérations lourdes telles que les calculs de parité propres au niveau RAID 5 ou les opérations d’écriture secondaires spécifiques au niveau RAID 1. |
| Dédoublement : | Agencement en miroir de deux adaptateurs hôtes afin de les mettre en redondance. Les configurations de ce type présentent une bonne tolérance aux pannes au niveau de l’adaptateur. (Anglais : duplexing) |
| Disque de secours à remplacement automatique : | Disque dur qui, en cas de défaillance d’un membre d’une pile de disques redondante, est automatiquement affecté à la reconstitution des données du disque défectueux. (Anglais : hot spare) |
| Niveaux RAID : | Numérotés de 0 à 5, les niveaux RAID font référence à différentes architectures de piles de disques qui présentent chacune des avantages spécifiques au plan des coûts, des performances et de la disponibilité des données. Les niveaux RAID 0, 1, 0/1 et 5 sont les plus courants. |
| Parité : | Informations relatives aux données enregistrées sur disque grâce auxquelles un système informatique peut détecter et, en fonction du type de données de parité, rectifier certaines erreurs. (Voir XOR) |
| Pile de disques : | Ensemble composé de deux disques durs ou davantage, que le système hôte considère comme une seule et même unité de stockage. (Anglais : array) |
| RAIDport : | Connecteur dont la présence sur une carte mère permet aux adaptateurs ARO d’Adaptec d’utiliser les jeux de puces SCSI de la carte mère comme des canaux RAID. |
| Remplacement immédiat : | Capacité d’un sous-système de stockage à permettre le retrait et le remplacement d’une unité de disque dur alors que le système est en cours d’exploitation. (Anglais : hot swap) |
| Répartition des données (RAID 0) : | Distribution équilibrée des données sur plusieurs disques afin de maximiser les performances en lecture et en écriture du sous-système de stockage. La répartition des données ne crée pas de redondance des données et ne procure donc pas de tolérance aux pannes. (Anglais : striping) |
| Tolérance aux pannes : | Capacité d’un système à poursuivre ses opérations lorsqu’un ou plusieurs de ses composants sont défectueux. Synonyme : insensibilité aux défaillances. (Anglais : fault tolerance) |
| XOR (symbole de l’opération OU exclusif) : | Calcul de parité propre au niveau RAID 5, permettant de reconstituer les données d’un disque dur défectueux. Les contrôleurs RAID sont dotés d’un processeur XOR spécialisé destiné à optimiser les performances du système. |