RAID, niveaux simples :

Je vais essayer de faire le tour rapide des différentes solutions RAID les plus couramment utilisées. Je ne parlerai dans cet article que des RAID dits de « niveaux simples » - autrement ditRAID 0, 1, 2, 3, 4, 5 et 6 et JBOD. Les systèmes RAID dits « niveaux combinés » ne seront pas le sujet ici ( pas de RAID 01, 10, 50, RAID 0+1 et 53 ).

C'est en 1987 que naissent les premières technologies RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks ) - Ensemble redondant de disques indépendants en français dans le texte. Elles sont des solutions courrament utilisées pour créer des unités de stockage aux différents attributs en fonction des besoins de l'utilisateur: sécurité, performance ou combinaison des deux...
Le principe de base: combiner plusieurs disques durs pour obtenir une unité de stockage appelée grappe...

Il existe différentes combinaisons permettant d'obtenir des modes d'utilisation des grappes aux attributs différents. Ces différentes combinaisons s'appellent Niveaux RAID.

Les différents niveaux RAID:

Les deux principes de bases les plus courrament utilisés sont le Striping et le Mirroring...

Quoi t'il c'est ?

Le striping – dit entrelacement de bandes – permet de dispatcher les données sur l'ensemble des disques de la grappe. Ce système n'est pas sécurisé: si un disque de la grappe tombe enrade, c'est l'ensemble des données de la grappe que vous perdrez. Cependant, ce principe permet une vitesse de transfert élevée puisque les donnés sont distribuées à chacun des disques par l'intermédiaire des controleurs propres à chaque disques de la grappe. On dit de ce système qu'il n'est pas redondant.

Le second principe est appelé mirroring, que l'on pourrai traduire par duplication. Cette fois ci, les informations sont dupliquées et copiées sur chacun des disques de la grappe. Ce système est donc sécurisé: si un disques de la grappe tombe en panne, les informations resteront sauvegardées sur les disques encore opérationnels. Ce système est qualifié de redondant.

La redondance: c'est le principe de répliquer des données identiques en temps réel sur un ou plusieurs disques secondaire, c'est donc un principe sécurisant.

RAID 0 : Striping

• A utiliser avec des disques de même capacité.
• Les capacités de stockage s'ajoutent.
• Pas de redondance: système non sécurisé.
• Taux de transferts élevés.

Schéma: RAID 0

Pourquoi utiliser des disques de même capacité sur une grappe en RAID 0 ?

Le RAID 0 permet un système de remplissage par bande : l'ensemble des données étant réparties de manière égale sur l'ensemble des disques de la grappe, si un disques a une capacité de stockage plus faible que le ou les autres disques de la grappe, le remplissage par bande sera bloqué dès que le plus petit des disques sera rempli. En d'autre terme :

• Grappe RAID 0 de deux disque de 40 giga = 1 unité logique de 80 gigas
• Grappe RAID 0 d'un disque de 40 gigas + un disque de 60 gigas = une unité logique de 80 gigas ( soit 20 gigas du disques de 60 non utilisés. )

RAID 1: Mirroring:

• La moitié de la capacité de stockage est utilisée.
• Redondance: système sécurisé (si un disque tombe en rade, les données ne sont pas perdues.) Rappelez vous: toutes les données sont dupliquées sur chacun des disques de la grappe.

Le RAID 1 offre donc une solutions sécurisé mais couteuse...

Schéma RAID 1

RAID 2: striping with parity:

Ce système est maintenant obsolète: le RAID 2 proposait un système de contrôle d'erreur ( appelé Hamming ), mais cette fonction est maintenant assurée directement par les controleurs des disquesdurs.

RAID 3: disk array withbit-interleaved data:

Le RAID 3 permet de répartir des données sous forme d'octet ( et non plus sous forme de bande )sur chacun des disques de la grappe sauf un disque réservéau stockage des bit de parité. Cela implique donc l'utilisation d'au moins 3 disques sur la même grappe.

C'est quoi un Bit de parité ?

Les bits de parité rentre dans le fonctionnement d'un principe appelé contrôle de parité ( on parle de VRC pour Vertical Redundancy Check ).Ce principe consiste à ajouter un bit supplémentaire à 7 autres bits de données pour former un octet. Ce bit est appelé Bit de Parité.
De manière plus explicite: si la somme des 7 bits de données de l'octet est impair, alors le bit de parité sera 1. Si la somme est pair, le bit de parité sera 0.

Si un des bit de l'octet subit une modification (génénalement le bit situé à l'extrémité de l'octet – appelé bit de poids faible), alors le bit de parité ne correspond plus à la parité de la somme que devrai représenter les 7 bit de donnés. Par exemple si la somme est impaire alors que le bit deparité est 0, une erreur sera détectée par le controleur.

Problème: imaginons que 2 bits de données soit modifiés simultanément, la somme des 7 bits de données donnera un nombre de la même parité que le bit de parité... Dans ce cas l'erreur ne sera pas détectée par le controleur.

Problème bis: ce système permet de détecter les erreurs... ouai ok c'est bien on sait qu'il y'a des erreurs, mais aprés? ... rien. Le RAID 3 ne permet pas de corriger les erreurs détectées, donc une utilité assez limitée.

Cependant, le contrôle de parité permet la récupération des données perdues sur un disque si celui ci venait à défaillir. En revanche, si deux disques tombent en rade en même temps, c'est l'ensemble des données que l'on perd et il sera impossible de les récupérer. Le principe de récupération est simple: il est possible de déterminer le bit manquant pour reconstituer l'octet en fonction de la parité ce ce dernier et des bit restant sur le ou les disques sains.

Schéma: RAID 3

RAID 4: disk array withblock-interleaved data:

Comme son nom l'indique, ce niveau RAID est très proche du niveau de RAID 3. On peut noter deux différences fondamentales:

• La première se trouve au niveau du contrôle de parité: la parité est faite non pas sur des octets mais sur des secteurs ( blocks )
• La seconde: le système n'a plus besoin d'accéder à plusieurs lecteurs physique pour obtenir une donnée puisqu'elle est stockée sur un secteur défini.

Problème: le temps d'accés du disque hébergeant le contrôle de sécurité ( parité ) doit être au moins égal à la somme des temps d'accés des autres disques de la grappe pour ne pas ralentir le système...

Schéma: RAID 4

RAID 5: appelé disk arraywith block-interleaved distributed parity:

Ce niveau RAID est de loin le plus intéréssant des niveaux simples: il associe le striping et un système à parité répartie. Il offre donc des performances en terme de temps d'accés similaire à celle obtenue avec un RAID 0, et ajoute l'aspect sécurité du RAID 1. Le RAID 5 peut être considéré comme une évolution du RAID 4: comme sur le RAID 4 la parité est calculée en fonction d'un secteur. La différence réside sur le stockage des données de contrôle qui est réparti sur l'ensemble des disques.

Il faut garder à l'esprit que ce niveau RAID utilise ( n-1 ) disques physique en terme de stockage: une grappe de 4 unités physiques de 100 gigas donnera une unité théorique de 300 gigas. Il est donc avantageux d'utiliser un grand nombre de disques pour que le RAID 5 soit vraiment rentable.

Schéma: RAID 5

RAID 6: disk array withblock-interleaved distributed parity:

Le RAID 6 est similaire au niveau RAID 5 vu précédemment: les informations de parités sont également stockées sur l'ensemble des disques, mais cette fois ci en double exemplaire. Donc on a une unité logique qui peut se permettre de perdre deux unités physiques sans qu'aucune données de soient perdues.

Inconvénients:

• RAID 6 nécessite au moins 4 disques pour fonctionner.
• On perd deux disques en terme de capacité de stockage.
• Le RAID 6 est moins performant qu'un RAID 5 à nombre de disque équivalent: un disques de plus est utlisés pour le stockage de la parité.

• Aucun si ce n'est que le RAID 6 est théoriquement plus sécurisé que le RAID 5...

Le JBOD:

Ce système est aussi simple qu'il est inutile puis qu'il permet l'ajout de différentes unités physique pour ne former qu'une seule unité théorique.

Principe: les données sont inscrites disques par disques. Quand un disques est plein, le système passe au disques suivant etc... Simple non?

Inconvénient:

• Aucune tolérance au panne
• Aucune performance supplémentaire
• Aucune tranquilité d'esprit pour son utilisateur
• Aucun avantage

Avantage:

• Aucun... si ce n'est la possibilitéde stocker une info d'une taille supérieur à l'espace physique d'un de vos disques. Cette info sera stockée àcheval sur deux disques, et perdues définitivement lors d'une éventuelle panne/surtension/rendage d'âme ...

Pratique: allez dans votre grenier, récupérez touts vos anthique Seagate U4 4.3GB et, s'ils fontionnent encore, faites une grapper de 13 diques de 4,3 GB. Soit une unité logique de 55,9 gigas. Etonnant n'est ce pas?
Si vous avez l'esprit pratique et si vous tenez à faire une sauvegarde digne de ce nom, allez faire un tour dans votre crèmerie préférée pour acheter un disque à 300 balles qui remplira la même fonction, stabilité en plus.

Voilà pour la présentation...Je ne vous parlerai pas du RAID 7 et de «  l'othogonal RAID 5 » car je n'y connais pas grand chose.

On peut résumer tout mon blabla comme ça:

Mise en place d'un RAID:

Il existe deux types de mise en place d'un RAID:

• Logicielle: installation de driver et autre paramétrage...
  
  Pour un windowsien muni d'une carte mère récente et qui souhaiterai installer son OS sur un RAID :
  

  1. Créer une disquette avec les drivers RAID ( grace au magnifique CD fournit dans le bundle de votre carte mère et comprenant tous les drivers possible et imaginable...)
     
  2. Ensuite un petit tour dans le bios: on active le RAID – Enable RAID ROM dans la section Integrated Peripherals.
     
  3. On crée un ensemble RAID (RAID Array): ça se fait par l'intermédiaire du controleur RAID de votre carte mère; c'est à ce moment que vous pourrez choisir le niveau RAID à utiliser, un petit utilitaire au boot peut être lancé en appuyant sur la touche F10 de votre clavier (veuillez m'excuser si chez vous la touche en question est différente).
     
  4. Suite à cela, insérez votre CD d'installation windows préféré dans votre lecteur, redémarrez la machine, et au moment opportun appuyez sur F6. Insérez la disquette comprenant les drivers RAID de votre carte mère et sélectionnez les au moment venu pour les intégrer à l'ensemble des drivers intégrés par windows. Aprés je vous aide plus vous devriez y arriver ;)

• Matérielle: En utilisant des cartes controleur RAID en PCI ou ISA, ou avec du matériel DASD (Direct Access Stockage Device) : ce sont des unités de stockage pourvues d'une auto-gestion des disques. Tout ça pour la modique somme de...? Mais je ne me permet pas d'en parler plus que ça car je n'y connais pas grand chose.

Wouala, j'aimerai mettre cet article à jour rapidemment car pas mal d'infos sont manquantes donc n'hésitez pas à me faire signe si vous voyez des modifications à y faire :-)

 a+ wawa