Compréhension du RAID et manner de sauvegarder les données RAID

Avec l'avancement de la technologie de l'information et l'augmentation de la demande en matière de stockage, la technologie RAID a trouvé une large application dans les environnements informatiques modernes. Elle offre des avantages tels que la protection des données, l'amélioration des performances, l'extension de la capacité et une gestion flexible, ce qui en fait un outil crucial pour de nombreuses organisations et entreprises dans la création de solutions de stockage fiables.

Qu'est-ce que le RAID ?

En 1988, l'Université de Californie à Berkeley a proposé et défini pour la première fois le concept de RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks). Son idée fondamentale est de combiner de manière organique plusieurs disques de plus petite capacité et relativement peu coûteux pour obtenir une capacité, une performances et une fiabilité comparables à celles des disques de grande capacité coûteux, mais à un coût inférieur.

Alors que les coûts et les prix des disques continuaient de baisser, le terme « peu coûteux » est devenu dénué de sens car RAID pouvait utiliser la majorité des disques. Par conséquent, le RAID Advisory Board (RAB) a décidé de remplacer « peu coûteux » par « indépendant », et RAID est devenu Redundant Array of Independent Disks, signifiant un tableau composé de disques indépendants avec des capacités de redondance.

La technologie RAID combine plusieurs dispositifs de disque en un tableau de disques plus grand et plus sécurisé. Elle divise les données en segments et les stocke sur différents appareils de disque physique. En utilisant des techniques de lecture et d'écriture distribuées, elle améliore les performances globales du tableau de disques. De plus, elle synchronise plusieurs copies de données importantes sur différents appareils de disque physique, offrant une excellente redondance et des effets de sauvegarde.

Le RAID utilise trois techniques principales - la distribution de données, le mirroring et la parité de données - pour atteindre des performances élevées, une fiabilité, une tolérance aux pannes et une évolutivité. En fonction des stratégies et architectures basées sur ces trois techniques, le RAID peut être classé en différents niveaux pour répondre aux exigences de diverses applications de données.

Actuellement, il existe au moins une douzaine de solutions de baies de disques RAID disponibles. En prenant en compte les aspects coûts et techniques, il est généralement nécessaire de trouver un équilibre entre la fiabilité des données et les performances de lecture/écriture en fonction de différents besoins et de développer des solutions différentes pour répondre à des exigences spécifiques. Ci-dessous figurent des présentations de quelques-unes des configurations RAID les plus couramment utilisées.

Schémas RAID couramment utilisés

RAID 0 : Le RAID 0, également connu sous le nom de Stripe ou Striping, représente la meilleure performance de stockage parmi tous les niveaux RAID. Le principe améliorant la performance de stockage dans le RAID 0 consiste à répartir des données consécutives sur plusieurs disques pour y accéder. Ainsi, lorsque le système reçoit des requêtes de données, elles peuvent être exécutées en parallèle par plusieurs disques, chaque disque gérant sa part des requêtes de données. Cette opération parallèle sur les données utilise pleinement la bande passante du bus, améliorant considérablement les performances globales d'accès aux disques.

Les avantages du RAID 0 incluent un faible coût, une amélioration des performances et du débit global du tableau de disques, des vitesses de lecture/écriture accrues, et aucune perte de la capacité totale du disque. Il excelle dans le traitement rapide de grands fichiers. Cependant, l'inconvénient est que si un quelconque disque du tableau échoue, toutes les données deviennent irrécupérables.

RAID 1 : Le RAID 1, également connu sous le nom de mirroir de disque, fonctionne en dupliant les données d'un disque vers un autre. Autrement dit, lorsque des données sont écrites sur un disque, une copie miroir est simultanément générée sur un autre disque inactif. Cette méthode maximise la fiabilité et la récupérabilité du système sans compromettre les performances. Tant qu'au moins un disque d'un couple miroir dans le système reste opérationnel, le système peut fonctionner normalement, même si la moitié des disques rencontrent des problèmes.

Les avantages du RAID 1 incluent une performance de lecture doublée et une fourniture de redondance des données. Si un disque tombe en panne et que les données sont perdues, elles peuvent être restaurées à partir de l'autre disque. Cependant, les inconvénients sont une faible utilisation des disques, un coût plus élevé et une charge accrue sur le contrôleur de disque.

RAID 5 : Le RAID 5 ne crée pas de sauvegardes des données stockées. Au lieu de cela, il stocke les données et les informations de parité correspondantes sur les disques qui composent le RAID 5, en particulier sur des disques différents. Lorsque les données sur un disque du RAID 5 sont endommagées, les données restantes et les informations de parité correspondantes sont utilisées pour récupérer les données corrompues.

Les avantages du RAID 5 incluent un accès collectif efficace aux données de manière basée sur des blocs, la présence d'un mécanisme de checksum et une utilisation optimale de l'espace. Cependant, les inconvénients sont que plus il y a de disques impliqués dans le RAID 5, plus les performances de sécurité sont faibles, ce qui le rend plus sujet à la perte de données. Si deux disques consécutifs échouent, les données ne peuvent pas être récupérées. De plus, le RAID 5 présente une efficacité de lecture élevée mais une efficacité d'écriture moyenne.

RAID 10 : Également connu sous le nom de RAID 1 + RAID 0, il s'agit d'une configuration « en miroir rayé », ce qui signifie que les données sont réparties sur deux tableaux en miroir. La répartition a lieu entre les tableaux, tandis que le mirroring se produit au sein du même tableau. La combinaison de ces deux techniques accélère le processus de reconstruction. Le nombre de disques dans un tableau RAID 10 doit être un multiple de quatre.

Les avantages du RAID 10 incluent une grande vitesse et une faible tolérance aux pannes. Cependant, il présente les inconvénients d'un coût élevé et d'une faible extensibilité.

Avantages du RAID

Amélioration du taux de transfert de données : Le RAID améliore considérablement le débit de transfert de données d'un système de stockage en stockant et en accédant aux données simultanément sur plusieurs disques. Dans un RAID, plusieurs lecteurs disques peuvent transmettre des données en même temps, apparaissant comme un seul lecteur logique. Par conséquent, le RAID peut atteindre des vitesses plusieurs fois, voire cent fois plus rapides qu'un seul lecteur disque.

Tolérance aux pannes grâce à la validation des données : Les disques durs classiques ne disposent pas de tolérance aux pannes intégrée, à l'exception des codes CRC (Cyclic Redundancy Check) écrits sur le disque. La tolérance aux pannes de RAID repose sur la tolérance matérielle des disques individuels, offrant ainsi une sécurité accrue. De nombreux modes RAID intègrent des mesures complètes pour la validation mutuelle et la récupération, y compris les sauvegardes par mirroring direct. Cela améliore considérablement la tolérance aux pannes des systèmes RAID et renforce la stabilité et la redondance du système.

RAID n'est pas une sauvegarde

RAID et sauvegarde sont des concepts significativement différents, ou l'on pourrait dire qu'ils ne relèvent même pas du même concept. RAID peut être considéré comme une forme de tolérance aux pannes. Sauvegarde et tolérance aux pannes sont des concepts distincts. La sauvegarde vous permet de récupérer les données après qu'une catastrophe se soit produite, tandis que la tolérance aux pannes réduit la probabilité qu'une catastrophe se produise.

Vous pouvez considérer la tolérance aux pannes comme l'installation d'une rambarde au bord d'une falaise, tandis que la sauvegarde consiste à créer un hôpital en bas de la falaise. La rambarde et l'hôpital sont tous deux souhaitables, mais ils représentent des applications entièrement distinctes.

Bien que le RAID écrive des données sur deux disques simultanément, ce n'est pas une sauvegarde. Si votre système d'exploitation ou votre logiciel (à l'exception de la panne du disque) supprime vos données, l'opération de suppression sera envoyée aux deux disques et effacera simultanément les données sur les deux unités de disque. Par exemple, dans un scénario simple, si quelqu'un exécute une opération « drop tables » sur une base de données, aucun mode RAID ne peut effectivement protéger vos données. Cependant, la sauvegarde consiste à créer une copie des données, à la stocker ailleurs et à la séparer des données originales en termes d'espace et de temps. À moins que vos données de sauvegarde ne soient délibérément supprimées, elles ne seront pas endommagées. Bref, même si vous utilisez RAID, vous devez toujours utiliser un logiciel de sauvegarde efficace pour protéger vos données contre tout dommage.

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Conclusion

RAID est une technologie utilisée pour améliorer les performances de stockage des données ou la fiabilité des données sur disque. Elle assure la sécurité des données en cas de défaillance du disque. En raison de la baisse du coût des disques, il est recommandé d'installer un RAID pour les environnements critiques ou les données importantes. Cependant, n'oubliez pas que le RAID ne peut pas remplacer une sauvegarde, donc toute solution de sauvegarde pour vos données critiques est conseillée.

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