RAID 6 : la matrice de disques durs avec une grande résilience aux pannes

Depuis des dizaines d’années, il est courant de combiner plusieurs disques durs en un seul lecteur logique. Au fil du temps, plusieurs configurations se sont avérées particulièrement efficaces. Elles ont donc été standardisées en niveaux RAID (Redundant Arrays of Independent Disks). L’approche RAID 6 est rarement utilisée, bien qu’elle soit tout à fait pertinente du fait de sa grande résilience. Découvrez avec nous ce qui rend cette approche RAID si spéciale, ses forces, ses faiblesses et les scénarios auxquels elle convient.

Qu’est-ce que le niveau RAID 6 ?

Le niveau RAID 6 est une approche de stockage consistant à combiner au moins quatre disques durs pour former un seul lecteur logique. Par rapport aux supports de données individuels, les matrices de ce niveau offrent une plus grande résilience et améliorent également la vitesse de lecture. Ces caractéristiques reposent sur une combinaison de « striping » et de parité, également utilisée dans le cadre du niveau RAID 5, considéré comme la base. Ce n’est d’ailleurs pas un hasard si le niveau RAID 6 est vu comme une extension du niveau RAID 5.

Les systèmes RAID 6 utilisent le « striping » (de l’anglais « stripes », qui signifie « bandes ») de manière classique : toutes les données sont divisées en blocs, puis réparties de manière uniforme sur les disques durs concernés. Les utilisateurs peuvent ainsi accéder à plusieurs disques en même temps et lire les sous-blocs d’une bande de données en parallèle.

Pour la parité, le niveau RAID 6 trace sa propre voie : le système enregistre toujours deux ensembles d’informations de parité. Ceux-ci peuvent permettre de restaurer les données qui y sont liées si un ou deux disques tombent en panne. Pour ce faire, un système RAID 6 peut éventuellement compter sur la logique XOR, voire l’associer à une méthode de correction des erreurs multibit par code de Reed-Solomon. Ce mécanisme de correction est également requis, par exemple, pour la transmission de signaux de télévision selon la norme DVB, car il améliore le taux d’erreur sur les bits du signal reçu.

La capacité de stockage totale d’un système RAID 6 est considérablement réduite par rapport à un disque individuel. Il est facile de calculer l’espace disponible pour les données utilisateur à l’aide de la formule suivante :

(Nombre de disques durs - 2) x espace de stockage du plus petit disque dur

Avec quatre disques durs offrant chacun une capacité de stockage de 1 gigabyte, seulement 50 % de cette mémoire potentielle serait disponible pour les données utilisateur. Toutefois, plus le nombre de disques augmente, plus le rapport entre la capacité disponible pour les données utilisateur et la parité s’améliore.

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 6) 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 6

Les systèmes RAID 6 répartissent uniformément toutes les données utilisateur et les informations de parité sur les disques durs concernés. Cela implique que chaque disque enregistre tantôt les blocs de données utilisateur (A1, A2, etc.), tantôt les blocs de parité (Ap1, Ap2, etc.) d’une bande de données. Le schéma suivant a pour objectif de clarifier le principe de fonctionnement d’un système RAID 6 ; nous avons sélectionné l’exemple d’une matrice avec cinq disques durs.

Avantages et inconvénients d’une matrice RAID 6

Le développement de l’approche RAID 6 étendue apporte une modification décisive par rapport au niveau RAID 5 : les informations de parité sont enregistrées en double, ce qui permet de restaurer ultérieurement les données perdues. C’est cette différence qui fait la force de ce concept de stockage, car les données de parité stockées en double permettent de créer efficacement de la redondance tout en offrant également un très haut niveau de résilience. Un système RAID 6 peut gérer la panne simultanée de deux disques durs sans que cela ne compromette son fonctionnement.

Note

La grande résilience d’un système RAID 6 ne suffit pas à rapprocher celui-ci d’une protection des données par sauvegarde. Une matrice de disques durs de ce type doit donc toujours être utilisée en complément d’une solution de sauvegarde, et jamais en tant qu’alternative à celui-ci !

De même, d’autres avantages du niveau RAID 6 sont étroitement liés aux forces du niveau RAID 5 : il est par exemple possible d’accéder aux données en parallèle, ce qui garantit un meilleur débit lors de leur lecture. En raison de la double parité, cet avantage est toutefois moindre comparé aux systèmes de niveau RAID 5.

Le rapport entre la capacité réservée aux données utilisateur et la perte de l’espace de stockage dédié la parité est également plus faible qu’avec un système RAID 5. Les systèmes RAID 6 permettent cependant de mieux utiliser les ressources présentes sur jusqu’à cinq disques durs (utilisation qui s’améliore également avec chaque disque supplémentaire) que les autres systèmes RAID reposant sur la mise en miroir complète des données.

La réduction de l’espace de stockage potentiel par rapport aux disques uniques représente un véritable inconvénient, tout particulièrement important pour les configurations minimales avec quatre disques (seule la moitié de la capacité de stockage est disponible). Les performances en écriture sont également problématiques sur les matrices RAID 6 : la sauvegarde de données sur des disques durs reliés entre eux nécessite de calculer et de répartir la double parité à chaque fois. La réduction du taux d’écriture qui en résulte se remarque surtout en cas de restructuration du système, lors du remplacement des exemplaires défectueux par de nouveaux équipements.

Avantages Inconvénients
Grande résilience grâce à la double parité Vitesse d’écriture considérablement réduite par rapport aux disques uniques
Débit légèrement meilleur que celui des disques uniques pour le processus de lecture Capacité de stockage des disques durs individuels considérablement limitée, en particulier dans les petites matrices

Où utiliser un système RAID 6 ?

Grâce à sa mémoire tampon supportant jusqu’à deux pannes, le niveau RAID 6 permet de stocker d’importants volumes de données à long terme et de manière résiliente. Les systèmes serveur servant à archiver des données représentent donc une application idéale. Les serveurs de bases de données ou de transactions, qui sont des scénarios représentatifs du niveau RAID 5, peuvent également exploiter une structure de stockage RAID 6 si la sécurité de leurs données est essentielle et la réduction de la vitesse d’écriture reste compatible avec les exigences propres aux applications concernées.

Conseil

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Quels sont les autres niveaux RAID les plus courants ?

Le niveau RAID 6 peut être considéré comme une alternative plus résiliente au niveau RAID 5, quant à lui plus répandu. La création de redondance à l’aide de la parité n’est toutefois pas forcément la méthode la plus utilisée : d’autres normes telles que les niveaux RAID 1 et RAID 10 stockent les données en miroir, c’est-à-dire toujours en deux exemplaires. L’approche RAID 10 combine deux niveaux RAID : elle exploite la technologie de mise en miroir du niveau RAID 1 tout en répartissant les données sur tous les disques durs concernés comme le fait le niveau RAID 0.

Pour en savoir plus sur les ressemblances et les différences entre ces concepts, consultez notre document de comparaison des niveaux RAID.


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