RAID (informatique)

En informatique, le mot RAID désigne les techniques permettant de répartir des données sur plusieurs disques durs afin d'améliorer soit la tolérance aux pannes, soit la sécurité, soit les performances de l'ensemble, ou une répartition de tout cela.

L'acronyme RAID a été défini en 1987 par l'Université de Berkeley, dans un article nommé A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID), soit « regroupement redondant de disques peu onéreux ». Aujourd'hui, le mot est devenu l'acronyme de Redundant Array of Independent (or inexpensive) Disks, ce qui signifie « regroupement redondant de disques indépendants ». Le coût au mégaoctet des disques durs ayant diminué d'un facteur 1 300 000 en 29 ans, aujourd'hui le RAID est choisi pour d'autres raisons que le coût de l'espace de stockage.

Le RAID 0, également connu sous le nom d'« entrelacement de disques » ou de « volume agrégé par bandes » (striping en anglais) est une configuration RAID permettant d'augmenter significativement les performances de la grappe en faisant travailler n disques durs en parallèle (avec ).

• - Capacité :
  La capacité totale est égale à celle du plus petit élément de la grappe multiplié par le nombre d'éléments présent dans la grappe, car le système d'agrégation par bandes se retrouvera bloqué une fois que le plus petit disque sera rempli (voir schéma). L'espace excédentaire des autres éléments de la grappe restera inutilisé. Il est donc conseillé d'utiliser des disques de même capacité.
• - Fiabilité :
  Le défaut de cette solution est que la perte d'un seul disque entraîne la perte de toutes ses données.
• - Coût :
  Dans un RAID 0, qui n'apporte aucune redondance, tout l'espace disque disponible est utilisé (tant que tous les disques ont la même capacité).

Le RAID 1 consiste en l'utilisation de n disques redondants (avec ), chaque disque de la grappe contenant à tout moment exactement les mêmes données, d'où l'utilisation du mot « miroir » (mirroring en anglais).

• - Capacité :
  La capacité totale est égale à celle du plus petit élément de la grappe. L'espace excédentaire des autres éléments de la grappe restera inutilisé. Il est donc conseillé d'utiliser des éléments identiques.
• - Fiabilité :
  Cette solution offre un excellent niveau de protection des données. Elle accepte une défaillance de n − 1 éléments.
• - Coût :
  Les coûts de stockage sont élevés et directement proportionnels au nombre de miroirs utilisés alors que la capacité totale reste inchangée. Plus le nombre de miroirs est élevé, et plus la sécurité augmente, mais plus son coût devient prohibitif.

Le RAID 5 combine la méthode du volume agrégé par bandes (striping) à une parité répartie. Il s'agit là d'un ensemble à redondance N + 1. La parité, qui est incluse avec chaque écriture se retrouve répartie circulairement sur les différents disques. Chaque bande est donc constituée de N blocs de données et d'un bloc de parité. Ainsi, en cas de défaillance de l'un des disques de la grappe, pour chaque bande il manquera soit un bloc de données soit le bloc de parité. Si c'est le bloc de parité, ce n'est pas grave, car aucune donnée ne manque. Si c'est un bloc de données, on peut calculer son contenu à partir des N − 1 autres blocs de données et du bloc de parité. L'intégrité des données de chaque bande est préservée. Donc non seulement la grappe est toujours en état de fonctionner, mais il est de plus possible de reconstruire le disque une fois échangé à partir des données et des informations de parité contenues sur les autres disques.

On voit donc que le RAID 5 ne supporte la perte que d'un seul disque à la fois. Ce qui devient un problème depuis que les disques qui composent une grappe sont de plus en plus gros (1 To et plus). Le temps de reconstruction de la parité en cas de disque défaillant est allongé. Il est généralement de 2 h pour des disques de 300 Go contre une dizaine d'heures pour 1 To. Pour limiter le risque il est courant de dédier un disque dit de spare. En régime normal il est inutilisé. En cas de panne d'un disque il prendra automatiquement la place du disque défaillant. Cela nécessite une phase communément appelée "recalcul de parité". Elle consiste pour chaque bande à recréer sur le nouveau disque le bloc manquant (données ou parité).

• - Avantages :

performances en lecture aussi élevées qu'en RAID 0 et sécurité accrue

surcoût minimal (capacité totale de n − 1 disques sur un total de n disques)

• - Inconvénients :

pénalité en écriture du fait du calcul de la parité

minimum de 3 disques

en cas de défaillance (du système de RAID, pas d'un disque seulement), les coûts de récupération des données sont de l'ordre 150 € en 2011.

Source : Wikipedia [Fr] (Plus d'info)