RAID 10 : un niveau combinant la mise en miroir et le « striping »

Même si la préoccupation initiale de réduction des coûts a perdu de son importance et est de moins en moins avancée, les niveaux RAID sont encore utilisés aujourd’hui, surtout dans l’environnement serveur. Les différents niveaux RAID sont particulièrement axés sur l’optimisation de la sécurité des données et de la performance. Il est possible de combiner ces niveaux entre eux afin de profiter des points forts des différentes approches, comme c’est le cas avec le niveau RAID 10.

Quels niveaux sont utilisés pour créer la combinaison RAID 10 ? Quels sont les avantages et les inconvénients d’un système d’une telle complexité ? Et comment fonctionne exactement une matrice RAID 10 ?

Qu’est-ce que le format RAID 10 ?

Une matrice RAID 10 est une combinaison des niveaux RAID 0 et 1, dans laquelle plusieurs systèmes RAID 1 sont combinés en un seul système RAID 0. Ainsi, la désignation « RAID 1+0 » est souvent utilisée pour faire référence aux matrices de ce type. Celles-ci doivent toujours être composées d’au moins quatre disques durs.

Les fichiers sont mis en miroir dans une matrice RAID 10 selon le principe RAID 1 ; il existe au moins deux versions de ces données, pour une redondance totale. Le « striping » joue également un rôle : les blocs de données sont divisés en bandes (« stripes ») individuelles réparties et stockées sur les disques RAID 10. Les supports d’une matrice RAID 1 subordonnée contiennent les mêmes données, qui diffèrent de celles présentes sur les disques RAID 1 subordonnés : chaque matrice gèredes informations distinctes, même si les applications qui y accèdent ne le voient pas.

Note

Il est également possible d’utiliser ces deux méthodes dans le sens inverse : dans un premier temps, les bandes sont générées, puis toutes les données sont mises en miroir (ce qui correspond concrètement à la création d’une matrice RAID 1 à partir de plusieurs instances RAID 0). Ces solutions sont donc souvent labellisées RAID 0+1 ou RAID 01. En théorie, la mise en miroir de blocs de données déjà divisés en bandes est cependant plus susceptible d’entraîner des erreurs que le « striping » d’une structure de données en miroir.

Dans une matrice RAID 10, la panne d’un disque dur peut être compensée par un sous-réseau (c’est-à-dire par une matrice RAID 1), car un exemplaire contenant exactement les mêmes données mises en miroir reste disponible à tout moment. Toutefois, cela sous-entend également que seule la moitié de la capacité de stockage des lecteurs uniques reste en permanence à disposition pour les données utilisateur. Grâce à la répartition uniforme des données, les utilisateurs peuvent profiter d’une meilleure vitesse de lecture lorsqu’ils accèdent à celles-ci.

Définition

Un concept RAID (Redundant Array of Independent Disks) désigne l’action de créer une matrice contenant un minimum de deux solutions de stockage différentes et formant un seul grand disque logique. La configuration spécifique dépend du niveau RAID choisi. Les niveaux peuvent également être combinés entre eux, comme c’est le cas avec les matrices RAID 10 (1+0). Une meilleure résilience ainsi qu’une amélioration des performances des disques durs concernés comptent parmi les principaux objectifs de ce niveau.

Schéma du principe de fonctionnement du niveau RAID 10

Dans une matrice de disques durs de niveau RAID 10, toutes les données sont toujours présentes en double. Ainsi, pour chaque gigaoctet de véritables données utilisateur, un autre gigaoctet est également prévu pour la mise en miroir de celles-ci. Habituellement, quatre disques durs sont utilisés. Ils sont alors combinés par deux selon le concept RAID 1, puis intégrés au sein d’un unique système RAID 0.

Pour rendre plus concret le principe de fonctionnement de ce niveau RAID, le graphique ci-dessous illustre la structure et le stockage des données d’un système RAID 10 contenant quatre supports de stockage.

Présentation rapide des avantages et inconvénients du système RAID 10

Les données d’une matrice RAID 10 sont stockées en double. Tant qu’un disque sur une paire de mise en miroir fonctionne, les informations stockées sont sécurisées même si un support tombe en panne. Vos données peuvent être perdues si tous les supports d’une matrice RAID 1 subordonnée s’arrêtent à cause d’une panne ou d’un autre problème. La solution RAID 1+0 est donc plus avantageuse que son alternative RAID 0+1, où il est impossible d’attribuer tout dommage à un disque spécifique d’une sous-unité RAID 0. Il est donc beaucoup plus simple et rapide de restaurer les données d’un système RAID 10.

Le niveau RAID 10 brille également par le débit de sortie offert par ses systèmes de stockage : grâce au « striping » des données, les sous-blocs individuels sont disponibles en parallèle. Si une application accède à votre système, elle peut lire au moins deux disques de manière simultanée. Ainsi, elle obtient toujours plusieurs données à partir d’une même bande. En toute logique, les disques durs concernés en tant que disques uniques ne proposent pas cette option ; la vitesse de lecture est donc optimisée dans presque tous les scénarios RAID 10.

Note

Théoriquement, le niveau RAID 10 offre aussi une meilleure vitesse d’écriture, car de nouvelles données peuvent être écrites en parallèle sur les disques durs. En outre, comme le système doit toujours générer une copie exacte de ces données, l’amélioration du débit d’entrée n’a aucune conséquence en pratique.

Cette combinaison relativement coûteuse du « striping » et de la mise en miroir n’offre pas que des avantages, avec deux principaux inconvénients : elle restreint considérablement la capacité de stockage maximale (pour chaque gigaoctet de données utilisateur, un gigaoctet supplémentaire est nécessaire à leur copie). Vous risquez aussi de perdre directement vos données avec une matrice RAID 10 si les deux supports d’une paire de mise en miroir tombent en panne simultanément. Dans ce cas, le « striping » ne peut compenser la panne des deux disques durs (alors qu’il gère celle de deux disques issus de sous-réseaux différents).

Avantages Inconvénients
Vitesse de lecture améliorée par rapport aux lecteurs uniques Capacité de stockage maximale disponible fortement limitée
Meilleure résilience des disques durs concernés Plantage de l’ensemble du système si panne de deux disques dans un sous-réseau

Quelles sont les applications les plus courantes pour le niveau RAID 10 ?

La sécurité et la vitesse sont les deux grandes forces des disques durs de niveau RAID 10. En raison du coût relativement élevé de ces systèmes, leur utilisation doit être mûrement réfléchie. Si votre budget vous le permet, une matrice RAID 10 s’avère toujours judicieuse pour sauvegarder des données :

  • consultées régulièrement ;
  • pouvant être lues aussi rapidement que possible ;
  • devant bénéficier du plus haut niveau de sécurité qui soit.

Habituellement, le niveau RAID 10 est donc appliqué aux serveurs de bases de données et d’applications, qui nécessitent une forte résilience et un bon débit de sortie.

Note

Si les matrices RAID comme celles de niveau RAID 10 offrent un haut niveau de résilience, elles ne doivent jamais être considérées comme des alternatives à votre stratégie de sauvegarde. Les sauvegardes enregistrent vos données en les séparant temporellement et spatialement de vos données d’origine ; il s’agit d’une mesure de sécurité pertinente pour toute restauration ultérieure, mais qui ne joue aucun rôle dans les concepts RAID.

Quels sont les autres niveaux RAID les plus courants ?

Utilisés seuls, les niveaux RAID 0 (« striping ») et RAID 1 (mise en miroir) n’offrent qu’une seule des propriétés caractéristiques du niveau RAID 10, à savoir une optimisation des performances ou une amélioration de la résilience par rapport aux disques durs uniques sous-jacents. Les niveaux RAID 5 et RAID 6 permettent toutefois la création de concepts RAID qui ne consistent pas en une combinaison de plusieurs niveaux, mais qui proposent tout de même de la redondance et de meilleures performances. Retrouvez des informations détaillées sur ces différentes méthodes en consultant notre grande comparaison des niveaux RAID.

Conseil

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