RAID 5 : toutes les informations importantes sur ce niveau RAID

Si vous souhaitez combiner plusieurs disques durs de manière à former un système RAID (Redundant Array of Independent Disks), différentes solutions s’offrent à vous. Les systèmes RAID 5 correspondent à l’un des niveaux les plus courants dans ces différentes configurations dites « RAID ». Cette matrice d’au moins trois supports de données se caractérise par l’obtention d’un bon équilibre entre l’augmentation des performances et de la sécurité et les coûts supplémentaires que cela engendre. Quels facteurs permettent de profiter de cet excellent rapport qualité-prix, et comment fonctionne un système RAID 5 ?

Qu’est-ce que le niveau RAID 5 ?

Un système RAID 5 est une matrice d’au moins trois disques durs. Elle agit comme un lecteur logique et l’emporte clairement sur les autres supports de données individuels pour ce qui est de la résilience et de la vitesse de lecture. Les systèmes RAID 5 s’appuient sur deux méthodes actives, utilisées ensemble, pour offrir ces avantages : d’une part, la matrice répartit les fichiers à enregistrer de manière uniforme sur tous les disques liés entre eux. Cette technique est également connue sous le nom de « striping » (de l’anglais « stripes », qui signifie « bandes »).

D’autre part, un système RAID 5 calcule les informations de parité correspondant à toutes les données utilisateur stockées, et celles-ci sont également réparties sur les différents supports de stockage. À l’aide d’un lien XOR, le système de stockage permet ensuite de restaurer tout bloc de données perdu ou endommagé.

Remarque

XOR signifie « exclusif… ou » (« eXclusive OR »). Un lien XOR relie deux déclarations par un connecteur logique éponyme à deux chiffres : « exclusif… ou » (« soit… ou »). Dans une matrice RAID 5, les éléments individuels d’une bande de données sont uniformément répartis sur les disques durs et liés aux informations de parité correspondantes par la logique XOR. Lorsque les appareils accèdent à la matrice, ils peuvent lire les données exemplaires « A1 » sur le disque dur 1, soit directement, soit en les reconstruisant avec le bloc de parité « Ap ».

Vous pouvez utiliser la formule suivant pour calculer la capacité totale que propose un système RAID 5 pour les données utilisateur :

(Nombre de disques durs - 1) x capacité de stockage du plus petit disque dur

Pour trois supports de stockage de 1 térabyte (TB) chacun, cela représente par exemple une capacité de 2 térabytes. Le térabyte restant est réservé aux informations de parité. Quelle que soit la capacité totale de la solution de stockage, le principe est toujours le même : un système RAID 5 n’est compromis que si au moins deux disques durs tombent en panne en même temps. Il est par ailleurs courant de choisir un nombre impair de supports de données (trois, cinq, sept, etc.).

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. Les différentes configurations de disque dur (définies par les niveaux RAID, comme RAID 5) en déterminent la fonction spécifique. La sécurité des données et l’amélioration de leur débit comptent parmi les points essentiels de ces systèmes.

Schéma du principe de fonctionnement du niveau RAID 5

Le « striping » et la parité sont donc les principales techniques utilisées par un système RAID 5. Ce niveau RAID possède deux particularités : d’une part, sa combinaison, et d’autre part, le principe de fonctionnement de ces systèmes, conçus de manière à ce que les informations de parité soient réparties sur tous les disques durs concernés, et ce, au même titre que les données utilisateur. Par exemple, même si le niveau RAID 4 combine également les deux techniques susmentionnées, il enregistre toutefois les blocs de parité sur un disque dédié.

Pour rendre plus tangible le principe de fonctionnement du niveau RAID 5, le schéma suivant illustre le stockage des données dans l’un de ces systèmes, en utilisant l’exemple d’une matrice avec trois disques durs.

Présentation rapide des avantages et inconvénients du système RAID 5

Comme indiqué plus haut, le niveau RAID 5 se distingue grâce à son bon rapport qualité-prix. Celui-ci résulte, d’une part, de la redondance générée de manière efficace : ici, contrairement à d’autres systèmes, les fichiers ne sont pas sauvegardés en plusieurs exemplaires. Ils sont uniquement redondants par l’intermédiaire des blocs de parité. Par rapport aux disques individuels, la capacité de stockage est moindre, mais les matrices RAID 5 conservent une part relativement importante de leur capacité d’origine.

D’autre part, ce type d’associations constitue une solution économique pour l’amélioration de la vitesse de lecture : le « striping » des données permet d’accéder en parallèle à plusieurs parties d’un bloc de données couplé. Les appareils à l’origine de la requête peuvent ainsi finaliser le processus de lecture beaucoup plus rapidement.

Le niveau RAID 5 marque également les esprits par sa grande résilience. Si un disque dur tombe en panne parce qu’il est défectueux ou si vous perdez vos données pour d’autres raisons, le fonctionnement de votre matrice n’est pas interrompu. Comme les supports de stockage restants font l’objet d’une utilisation plus intensive lors du processus de restauration, le risque de panne augmente considérablement pendant cette période.

L’approche RAID 5 comporte tout de même quelques inconvénients : chaque processus d’écriture sur l’ensemble de disques durs est associé à une étape de lecture supplémentaire. Cela permet de vérifier et de recalculer les informations de parité déjà disponibles. Vous devez ensuite suivre une étape supplémentaire, qui consiste à répartir les données de parité par rapport aux nouvelles données utilisateur stockées sur les disques. Contrairement aux disques individuels et à d’autres niveaux RAID, comme les systèmes RAID 0, les systèmes RAID 5 offrent une vitesse d’écriture beaucoup plus faible au niveau des supports de données.

Avantages Inconvénients
Amélioration de la résilience grâce à la parité Vitesse d’écriture réduite par rapport aux disques uniques
Bon rapport qualité-prix pour ce qui est de la redondance et de l’optimisation du stockage Capacité de stockage des disques durs individuels limitée dans une certaine mesure

Quels sont les cas d’utilisation les plus courants pour le niveau RAID 5 ?

Le niveau RAID 5 propose un compromis satisfaisant entre coût et optimisation des performances. Les matrices marquent des points grâce à leur grande résilience, qui témoigne de leurs potentielles utilisations. Pourtant, leur taux d’écriture limité indique qu’elles sont loin d’être adaptées aux bases de données avec de nombreux fichiers volumineux. Le niveau RAID 5 ne peut donc mettre en avant ses atouts que dans des applications accédant à plusieurs petits blocs de fichiers. Les serveurs dédiés aux microtransactions et aux bases de données font partie des applications caractéristiques du niveau RAID 5, car ils peuvent renfermer plusieurs entrées, mais sont limités par rapport à la taille de leurs fichiers.

Note

Un système RAID 5 ne fait pas office de sauvegarde ! Dans la matrice, si plus d’un disque dur tombe en panne, la plupart des données ne peuvent être restaurées ; seuls les plus petits fichiers demeurent sur les disques encore intacts.

Quels sont les autres niveaux RAID les plus courants ?

Le niveau RAID 5 n’est pas le seul à garantir efficacement la redondance des données grâce à la parité : le niveau RAID 6 repose également sur ce principe, allant même jusqu’à répartir deux fois les informations de parité sur les supports concernés. Le fonctionnement des niveaux RAID 1 et RAID 10 est tout autre : ceux-ci s’appuient sur une mise en miroir complète des données et leurs systèmes offrent une redondance totale. Le niveau RAID 0, pour sa part, est un concept reposant uniquement sur une amélioration de la vitesse grâce au « striping », mais n’offrant aucune redondance.

Vous pouvez retrouver une comparaison détaillée des différents systèmes dans notre document récapitulatif de comparaison des niveaux RAID.

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