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Terme Definition
RAID

RAID est un acronyme signifiant "  Redundant Array of Inexpensive (ou Indépendent) Disk " ou ensemble redondant de disques indépendants.

Un ensemble (" Array ") de type RAID est une collection de disques agissant comme une unité unique de stockage qui supporte la tolérance de panne de disque sans perte de données et qui fonctionne de façon indépendante des autres sous-systèmes.

Les différents niveaux de RAID

Un groupe de recherche de l'université Californienne de BERKELEY a défini sept niveaux de RAID. Chaque niveau correspond à la manière dont les données sont stockées sur les différents disques (un compromis entre coût, sécurité et vitesse). La compréhension de ces niveaux est importante car chaque niveau est optimisé pour une utilisation différente.

RAID niveau 0  : Mode " STRIPING "

En mode RAID 0, la donnée à stocker est répartie sur différents disques synchronisés. Aucune information de redondance n'est stockée, ce qui en résulte une vitesse de transfert importante. Néanmoins, la moindre panne de disque entraîne la perte irrémédiable de données. Le nombre minimum de disques requis, pour ce mode est de 2. Ce niveau de RAID est aussi appelé mode "  STRIPING ".

RAID niveau 1  : Mode " Mirroring " et " Duplexing "

En mode RAID 1, la donnée est intégralement dupliquée d'un disque sur un autre, d'où une redondance importante en cas de panne d'un disque. Néanmoins ce mode n'admet pas le " HOT SWAP " des disques. Les performances sont supérieures à un disque seul mais le coût du Méga octet est très élevé. Généralement ce mode est réalisé directement par le système d'exploitation de la machine " hôte " ou serveur, entraînant ainsi une charge non négligeable de la CPU. Ce mode requiert au minimum 2 disques et est communément appelé "  MIRRORING  " lorsqu'il est réalisé sur le même canal SCSI, et "  DUPLEXING  " lorsque 2 canaux SCSI sont utilisés.

RAID niveau 2  : Code ECC de HAMMING

En mode RAID 2, chaque bit du mot de la donnée est stocké sur un ou plusieurs disques de données et le système génère et stocke sur un ou plusieurs disques ECC un code de correction d'erreur selon l'algorithme de Hamming. L'avantage de ce système est un taux de transfert possible très élevé et une correction d'erreur à la volée sans dégradation des performances. Néanmoins ce système à 'un coût élevé par rapport aux performances obtenues. D'autre part, aujourd'hui tous les périphériques SCSI possèdent en interne leur propre gestion de correction d'erreur. De ce fait le RAID 2 n'est pratiquement plus utilisé.

RAID niveau 3  : Transfert parallèle avec gestion de parité

En mode RAID 3, la donnée a stocker est répartie ( " STRIPED "  ) en octet sur différents disques synchronisés de données. Le système génère et stocke une parité sur un seul disque de parité. Il en résulte des taux de transfert très importants en lecture mais aussi en écriture. La panne d'un disque de données a très peu d'impact sur la performance et le nombre minimum de disques pour l'utilisation de ce niveau 3 est de 3. La complexité du contrôleur est moyenne en mode RAID 3. Néanmoins, il est très difficile de le réaliser uniquement par logiciel. En réalité, très peu de constructeurs implémentent un réel RAID niveau 3. En général la taille minimum d'une information stockée est de la taille d'un secteur typiquement 512 octets.

RAID niveau 4  : Disques de données indépendants avec gestion de parité partagée

En mode RAID 4, un bloc entier de données est stocké sur un seul disque. Le système génère et stocke une parité de plusieurs blocs provenant de différents disques de données sur un seul disque de parité. Les taux de transferts sont très importants en lecture de larges fichiers mais ce mode est peu performant en écriture. D'autre part, du fait du partage de la parité sur des blocs entiers de données, la reconstruction des données peut s'avérer difficile en cas de panne d'un disque. La panne d'un disque a un impact moyen sur les performances du système. Dans ce mode, les disques de données sont indépendants et ne sont pas lus en parallèle sauf dans le cas où les données proviennent de disques différents. La taille d'un bloc peut varier en fonction de la taille d'un secteur et plusieurs Méga octets suivant le contrôleur utilisé. Le coût du méga octets est relativement faible en mode 4.

RAID niveau 5  : Disques de données indépendants avec gestion de parité partagée et distribuée

En mode RAID 5, les informations sont stockées de manière similaire au mode 4, par contre la parité est générée et stockée de façon distribuée sur les disques de données. Les performances sont importantes pour la lecture de larges fichiers, bonnes pour la lecture de petits fichiers et en mode écriture. D'autre part, du fait du partage distribué de la parité sur des blocs entiers de données, la reconstruction des données peut s'avérer difficile en cas de panne d'un disque. La panne d'un disque a un impact moyen sur les performances du système. Dans ce mode, les disques de données sont indépendants et ne sont pas lus en parallèle sauf dans le cas où les données proviennent de disques différents. La taille d'un bloc peut varier en fonction de la taille d'un secteur et plusieurs Méga octets suivant le contrôleur utilisé.3 Le coût du Méga octet est relativement faible en mode 5. Ce mode requiert au minimum 3 disques.

RAID niveau 6  : Disques de données indépendants avec gestion de parité partagée, distribuée et répartie

Le mode RAID 6 est similaire au mode 5 mais utilise plusieurs disques de parité. De ce fait, le mode 6 admet de perdre plus d'un disque de données et de continuer à fonctionner en mode dégradé.

RAID niveau 7  : Transferts asynchrones optimisés pour importants débits de données

En mode RAID 7, les informations à stocker sont réparties sur plusieurs disques de données avec un ou plusieurs disques de parité. Le mode 7 met en jeu une carte microprocesseur fonctionnant sous un noyau temps-réel qui contrôle toutes les opérations des canaux SCSI hôtes et des disques, le calcul de la parité, la gestion du cache ainsi que la surveillance des disques. Tous les transferts sont en mode asynchrone ce qui accroît de 1,5 à 6 fois les performances en écriture par rapport aux autres niveaux RAID. Ce mode supporte la perte de plusieurs disques suivant le nombre de disques de parité assignés, et d'autre part peut supporter théoriquement 12 canaux hôtes et 48 disques connectés. La plupart des contrôleurs de RAID 7 peuvent être paramètrés et administrés sur une liaison Ethernet à travers un agent SNMP.

Certains constructeurs de contrôleur RAID propose des combinaisons de plusieurs niveaux de RAID, en voici quelques exemples : RAID 5+1ou RAID niveau 1+0  : Combinaison du mode 0 (" STRIPING ") et du mode 1 (" MIRRORING ") Ce mode à l'avantage de combiner les performances avec la sécurité. RAID niveau 53  : Combinaison du mode 0 (" STRIPING ") et du mode 3 Ce mode accroît davantage encore la combinaison des performances avec la sécurité.

 Source Partenaire : Additional Design

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