Niveaux RAID : com­pa­rai­son des prin­ci­pales approches RAID

La com­bi­nai­son de disques durs au sein d’un système RAID peut comporter divers avantages et in­con­vé­nients. Il est im­pos­sible de décrire ceux-ci de façon générale, car les pro­prié­tés spé­ci­fiques à une matrice dépendent avant tout du niveau RAID sé­lec­tionné. Ces con­fi­gu­ra­tions standard peuvent être très dif­fé­rentes ; elles dé­ter­mi­nent le nombre minimum de disques durs né­ces­saires, la méthode de com­bi­nai­son des supports de données concernés et les méthodes utilisées pour le stockage des fichiers.

Nous allons faire le point sur les dif­fé­rences entre les niveaux RAID et les in­ci­dences de ces dif­fé­rentes approches. Nous allons en outre comparer les prin­ci­paux niveaux RAID, tout par­ti­cu­liè­re­ment en termes de coût, de ré­si­lience et de per­for­mance.

Les niveaux RAID tels que RAID 5 ou RAID 6 proposent dif­fé­rentes approches pour combiner des disques durs fonc­tion­nant comme un seul lecteur logique au sein d’une matrice. En 1988, lors de la première pré­sen­ta­tion de la tech­no­lo­gie RAID, l’accent était davantage mis sur les économies pouvant être réalisées avec de tels ensembles matériels. Aujourd’hui, le coût des systèmes est cependant passé au second plan dans le cadre de l’éva­lua­tion des dif­fé­rents niveaux.

Voici les prin­ci­pales pro­prié­tés au niveau des­quelles les niveaux RAID diffèrent aujourd’hui les uns des autres :

• Niveau de ré­si­lience
• Vitesse de lecture (débit de sortie)
• Vitesse d’écriture (débit d’entrée)
• Uti­li­sa­tion de la capacité de stockage dis­po­nible
• Nombre minimum de disques durs né­ces­saires

Le principal objectif d’un niveau RAID est d’améliorer la sécurité des données stockées. Toute panne de disque dur in­di­vi­duel doit ainsi être compensée pour éviter une perte de données. Les niveaux RAID in­di­vi­duels stockent leurs fichiers avec dif­fé­rentes tech­niques de stockage redondant. La procédure classique consiste à mettre en miroir toutes les données : les in­for­ma­tions sont alors présentes en double sur l’ensemble de disques. Pa­ral­lè­le­ment, d’autres niveaux RAID s’appuient sur des in­for­ma­tions de parité stockées avec les données uti­li­sa­teur sur les supports concernés ; en cas de panne, il est alors possible de tout restaurer ra­pi­de­ment et fa­ci­le­ment.

Pour améliorer leurs per­for­mances, nombreux sont les niveaux RAID qui utilisent aussi la méthode dite de « striping » (de l’anglais « stripes », qui signifie « bandes ») : les données stockées sont divisées en bandes, puis réparties uni­for­mé­ment sur tous les disques durs concernés. Les vitesses d’écriture et de lecture peuvent ainsi être op­ti­mi­sées. Le degré d’amé­lio­ra­tion de celles-ci dépend de la méthode de re­don­dance utilisée.

En com­pa­rai­son des disques in­di­vi­duels, de nombreux niveaux RAID offrent à la fois une meilleure ré­si­lience et une amé­lio­ra­tion des per­for­mances. La règle générale suivante s’applique cependant : plus la matrice de disques durs est conçue pour résister aux pannes, moins il est possible d’améliorer ses per­for­mances.

De plus, la capacité de stockage maximale dis­po­nible pour les données uti­li­sa­teur dépend avant tout de la méthode utilisée pour générer la re­don­dance. Les niveaux RAID s’appuyant sur la mise en miroir des données ne peuvent d’office compter que sur 50 % de leur espace de stockage. Dans les niveaux RAID fonc­tion­nant sur le principe de la parité, l’espace de stockage dis­po­nible pour les données uti­li­sa­teur augmente pro­por­tion­nel­le­ment au nombre de disques durs.

L’équilibre entre la fiabilité, les per­for­mances, la capacité de stockage et, pour finir, le coût peut donc être très différent d’un niveau RAID à un autre. La con­cep­tion de certaines approches, comme RAID 0 et RAID 1, peut également mettre l’accent sur une seule propriété dès le départ. Alors que les systèmes RAID 0 assurent uni­que­ment l’aug­men­ta­tion du débit de données lors de la lecture et de l’écriture, les systèmes RAID 1 accordent tant d’im­por­tance au double stockage des fichiers que seule une amé­lio­ra­tion minime de la vitesse de lecture (avec le bon con­trô­leur RAID) est possible.

Dans le tableau ci-dessous, nous analysons les prin­ci­paux niveaux RAID courants afin de mettre en évidence une com­pa­rai­son directe de leurs pro­prié­tés, leurs forces et leurs fai­blesses.

Pendant de nom­breuses années, les systèmes RAID ont été con­si­dé­rés comme la solution parfaite pour sau­ve­gar­der les données d’une façon plus ré­si­liente, axée sur les per­for­mances. En­tre­temps, plusieurs al­ter­na­tives sont cependant apparues, et il convient de les men­tion­ner briè­ve­ment ici.

La mise en miroir mul­ti­co­pie constitue une al­ter­na­tive pratique aux systèmes RAID ; comme avec la mise en miroir du niveau RAID 1, plusieurs copies iden­tiques des données sont créées. Cependant, con­trai­re­ment à celles d’un système RAID, celles-ci sont hébergées sur dif­fé­rents hôtes du réseau, avec un mode per­met­tant la vé­ri­fi­ca­tion per­ma­nente des données. Ce mécanisme de res­tau­ra­tion « répare » im­mé­dia­te­ment les données en­dom­ma­gées ou inac­ces­sibles à l’aide de copies. L’uti­li­sa­teur détermine leur nombre ; comme chacune occupe le même espace de stockage que l’ensemble de données original, la mise en miroir mul­ti­co­pie peut ra­pi­de­ment devenir une solution coûteuse.

Les codes d’ef­fa­ce­ment utilisent des al­go­rithmes découpant les données en sous-ensembles ou blocs ; ils res­semblent au « striping », ca­rac­té­ris­tique des niveaux RAID 0 ou RAID 5. Ils per­met­tent de répartir fa­ci­le­ment des blocs de données in­di­vi­duels sur des supports de stockage séparés. Ces codes disposent d’un mécanisme de contrôle ga­ran­tis­sant la li­si­bi­lité et la dis­po­ni­bi­lité des données. Ils ne né­ces­si­tent que 33 % d’espace de stockage sup­plé­men­taire et comptent donc parmi les options de sau­ve­garde de fichiers les plus avan­ta­geuses. Ils sont davantage adaptés aux grands ensembles de données, car la division en blocs s’y avère par­ti­cu­liè­re­ment efficace.

Ci-dessus, nous écrivions qu’un système RAID ne pouvait jamais remplacer une solution de sau­ve­garde ; nous allons main­te­nant vous expliquer pourquoi les solutions de sau­ve­garde ne doivent pas non plus être con­si­dé­rées comme des al­ter­na­tives aux niveaux RAID. Le seul objectif des sau­ve­gardes Cloud est d’en­re­gis­trer les données sur un support de stockage séparé. Ce concept de stockage n’améliore cependant ni la ré­si­lience ni les vitesses de lecture et d’écriture. Cependant, si vous n’avez pas forcément d’objectif d’op­ti­mi­sa­tion ma­té­rielle, il est possible que la sau­ve­garde Cloud soit exac­te­ment la solution qu’il vous faut pour stocker vos données de manière sécurisée.