RAID 0 / 1 / 0+1 / 5 / JBOD ... : description et explication

Le par Manuel D. C.  |  16 commentaire(s)
Article n° 254 - Le RAID en théorie (120*120)

Grâce à la multiplication des ports S-ATA par un grand nombre de cartes mères, le RAID est aujourd'hui très répandu. Acronyme de Redundant Array of Inexpensive Disks, le RAID apporte un plus grand confort dans l'usage des disques durs. Le RAID évoque néanmoins de nombreuses interrogations. Quels sont ses avantages ? Que nécessite le RAID en termes de matériel ? C'est ce que nous allons découvrir dans cet article.

Le RAID 0

Le terme RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks), définit une technologie permettant de combiner plusieurs disques durs pour ne former qu’une unité de stockage. Egalement connu sous le nom de grappe (Array en Anglais), l’avantage du RAID est d’offrir une grande capacité de stockage, performante et présentant une meilleure tolérance aux pannes.

Mais nous allons voir que tous les niveaux de RAID n'offrent pas les mêmes avantages.


Le RAID 0
Le RAID 0, ou striping, permet de combiner tous les disques durs pour ne former qu’un disque virtuel. La taille est alors égale au nombre de disques, constituant la grappe RAID 0, multiplié par la plus petite capacité de stockage. Il est donc préférable d’utiliser des disques de même taille, afin d’éviter toute perte en capacité de stockage.

Prenons par exemple, trois disques durs de respectivement 120, 160 et 250 Gigaoctets, pour former une grappe RAID 0. Nous obtiendrons un disque virtuel de 3 x 120 Go, soit 360 Go. La perte est donc de 170 Go.


RAID 0


Le niveau RAID 0, apporte de meilleures performances en écriture/lecture en découpant les données en segments (striping). Puis en les répartissant simultanément sur tous les disques formant la grappe RAID. Les performances dépendront avant tout de la taille du stripping que vous aurez choisi lors de la création de votre grappe RAID 0.

Une taille de segment faible, privilégiera le débit de données, les disques fonctionnant simultanément. Au contraire, une taille plus élevée améliorera les temps de chargement. Ce qui est idéal pour un environnement multitâche. Mais la taille idéale étant assez difficile à évaluer, et dépendant fortement de l’utilisation que vous faites de votre PC, il est préférable d’opter pour une taille intermédiaire, à savoir entre 64 et 128 Ko.

En contrepartie de ce gain de performances, le RAID 0 n’offre aucune tolérance aux pannes de telle sorte que si un seul disque venait à tomber en panne, vous perdriez la totalité de vos données. A moins bien sûr, d’avoir créé une image de sauvegarde de votre disque en utilisant par exemple notre logiciel référence Acronis True Image 10 Home Edition.

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Le RAID 1

Le RAID 1 ( Mirroring ), nécessite uniquement deux disques et permet de sécuriser ses données en effectuant une copie conforme du premier disque vers le second (d’où le nom mirroring), de façon transparente.

Les performances en lecture sont sensiblement meilleures qu’un seul disque (bien qu’elles dépendent également du contrôleur RAID utilisé), et l’on obtient une meilleure tolérance aux pannes. Car si un des disques venait à tomber subitement en panne, le système continuera de fonctionner, l’intégralité des données se trouvant sur chaque disque. Il suffit alors de remplacer le disque défectueux pour rétablir la grappe RAID 1.


RAID 1


En contrepartie, le coût d’un tel système est assez élevé puisqu’on « sacrifie » un disque entier pour bénéficier d’une plus grande fiabilité pour les données.

Si vous choisissez, par exemple, de constituer une grappe RAID 1 à l’aide de deux disques de 320 Go, la taille de votre disque virtuel ne sera que de 320 Go. Et là encore, afin d’éviter de perdre plus d’espace disque, il est préférable d’utiliser deux disques de même taille.

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Le RAID 0+1

Le RAID 0+1, permet de combiner, comme son nom l‘indique, le niveau de RAID 0 et le niveau de RAID 1. En premier lieu, on crée deux grappes RAID 0, qui constitueront elles-mêmes la grappe RAID 1. L’intérêt du RAID 0+1 est de combiner les avantages du RAID 0 avec le RAID 1. Et donc de bénéficier de meilleures performances sans sacrifier l’intégrité des données.


RAID 0+1


Malheureusement, on retrouve un inconvénient de taille : le coût matériel. Il faudra en effet un minimum de quatre disques, sans oublier la perte de la moitié de la capacité de stockage totale si l’on utilise des disques de taille identique. Par exemple, en utilisant quatre disques de 320 Go (1,28 To au total), nous n’obtiendrons qu’une grappe RAID 0+1 offrant une capacité de stockage de 640 Go.

De plus, la panne d’un seul disque rend inopérant toute la grappe RAID 0+1. Et le temps de reconstruction de la grappe est plus conséquent que le RAID 1, de par un nombre de disques plus élevé.

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Le RAID 5

Plus récent sur nos cartes mères, le RAID 5 combine performances disques et fiabilité des données, tout comme le RAID 0+1. A la différence que ce ne sont plus que trois disques qui sont ici au minimum requis.


RAID 5


Les données sont segmentées, puis réparties entre les disques avec en plus une information de parité pour chaque donnée. Ce qui permettra en cas de panne de régénérer le disque après remplacement.

La capacité totale est équivalente au nombre de disques – 1 multiplié par la plus petite taille des disques de la grappe. Soit une capacité de 640 Go, si l’on prend l’exemple d’une grappe RAID 5 constitué de trois disques de 320 Go. D’ailleurs, plus on utilise de disques, plus la perte de capacité de stockage diminue. Ce qui rend le RAID 5 plus intéressant et moins coûteux que le RAID 1 et RAID 0+1.

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Un RAID bien à part

Développé par Intel, le Matrix Storage Technology n’est bien évidemment accessible qu’avec les chipsets Intel, depuis les versions ICH6R et ICH6RW (i865, i875).

Le Matrix RAID offre une plus grande souplesse dans l’utilisation du RAID puisqu’il ne nécessite que l’utilisation de deux disques physiques pour bénéficier du RAID 0+1. Cette technologie permet donc d’allouer une première partie de chaque disque pour former une grappe RAID 0, la partie restante étant allouée au RAID 1.


Intel Matrix RAID


On peut, de cette façon, privilégier la fiabilité de ses données sensibles d’un côté (stockage documents personnels, compte bancaire, photos, etc.), puis les performances de l’autre (montage audio/vidéo, swap disque, jeux, système d’exploitation, etc.).

Par exemple, en utilisant deux disques durs de 200 Go, vous aurez la possibilité de créer une première grappe RAID 0 de 200 Go (soit les 100 premiers Go de chaque disque), puis une seconde grappe en RAID 1 de 100 Go avec les 200 Go restants. Si un disque venait à tomber en panne, les données contenues sur la grappe RAID 0 seraient perdues, contrairement aux données sauvegardées sur la grappe RAID 1.

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JBOD

Plus particulier, le JBOD (Just Bunch of Disk) n’est pas vraiment un niveau de RAID à proprement parler. Puisque le JBOD se contente, en définitive, de combiner l’espace de stockage de tous les disques constituant la grappe sans qu'il y ait la moindre perte en capacité de stockage.
JBOD
En prenant quatre disques de respectivement 40, 80, 40 et 120Go, vous obtiendrez un disque virtuel de 280Go. De plus, le JBOD n’offre pas la moindre amélioration de performances, ni même de tolérance aux pannes. Les données sont enregistrées disque par disque. Une fois le premier disque rempli, les données sont stockées sur le second et ainsi de suite.


Conclusion :
Bref, vous l'aurez certainement compris. Le choix d'un niveau de RAID, dépendra avant tout de la manière d'utiliser votre PC et de vos exigences. Si vous recherchez les performances, le RAID 0 est le mieux indiqué. Et pour faire face à une éventuelle panne de disque dur, il est conseillé d'utiliser un utilitaire de sauvegarde/récupération système avec un disque dur externe. Pour le reste, si vous recherchez la fiabilité avant tout, le RAID 1 n'est pas la meilleure solution. Même s'il offre une amélioration sensible des performances en lecture (nous vous ferons découvrir prochainement les performances de chaque niveau de RAID), et même davantage avec le RAID 0+1, le coût est bien trop élevé, puisqu'on sacrifie 50% de la capacité de stockage physique totale. On lui préférera le RAID 5 moins coûteux.


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Vos commentaires Page 1 / 2
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pvmstg offline Hors ligne Héroïque avatar 664 points
Le #170003
Très bel article. Le plus clair que j'ai lue sur le sujet. J'ai par contre une question. Est-ce qu'on parle de partition ou de disque total. Par exemple. Si on a deux 160 gig et un 300 gig. En formatant le 300 en deux partitions l'une de 160 et le reste sur l'autre, est-ce que l'on pourrait utiliser les deux disques et la partition du troisième pour faire un raid 5'''''''
LOIC_RAMMSTEIN offline Hors ligne Vétéran avatar 2013 points
Le #170004
c'est dis des les 1ere phrases,
"Le terme RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks), définit une technologie permettant de combiner plusieurs disques durs pour ne former qu?une unité de stockage"

le mot disque à été utilisé et pas le mot partition
Anakin Starkiller offline Hors ligne Héroïque avatar 943 points
Le #170005
Bon article, clair, rapide et concis avec des exemples concrets
Merci GNT
pvmstg offline Hors ligne Héroïque avatar 664 points
Le #170006
C'est bien ce que j'avais compris. Dommage. Il faudra attendre le plus performant zfs bien que je doute de le voir sur win d'ici tôt
DayWalker offline Hors ligne Héroïque avatar 613 points
Le #170007
Il ya des points sur lesquels il y a désaccord :
- en raid0 (captures à l'appui sur ICH5R et VIA VT6410 ici : http://www.pc-optimise.com/RAID/images.html) : aucun changement sur les temps d'accès. On trouvera facilement sur le net des tests montrant que les temps d'accès sont identiques au disque seul ! D'ailleurs physiquement, ce n'est pas possible car le temps d'accès correspond au temps pour placer les têtes en face des données. Au mieux le temps moyen est diminué par le cache virtuellement doublé, mais c'est tout !. Ce qui ralentie les perfs avec un petit striping, ce sont surtout les opérations plus lourdes qui sont gérées par le processeur central, à moins d'avoir une "vraie" carte raid, avec son propre contrôleur.
- concernant le raid1 (j'en ai monté, mais je n'ai pas les benchs) : "Les performances sont sensiblement meilleures". Uniquement en lecture, SI le contrôleur est suffisament évolué pour savoir répartir les requettes de lecture entre les disques... Quant à l'écriture, elle est au mieux aussi bonne qu'un seul disque.
- raid 0+1 : "la panne d?un seul disque rend inopérant toute la grappe RAID 0+1"->une coquille, surtout avec la phrase suivante qui sous entend la reconstruction.

Bref, avant de faire un tuto, ce qui est une bonne chose, valider ce qu'on avance avec des mesures et des benchs, ca peut servir ! Ca évite des énormités !

DayWalker, webmestre de PC-Optimise.com

EDIT : au passage pour ce qui est dans les commentaires, RAID= Redundant Arrays of Independent Disks
DayWalker offline Hors ligne Héroïque avatar 613 points
Le #170008
Redundant Array of Inexpensive Disks, c'est l'ancien acronyme (voir wikipedia)
babooo offline Hors ligne Héroïque avatar 761 points
Le #170009
sans oublier le raid 6 les gars ..... amélioration du raid 5 mais avec 2 disques durs de parité.

Comme l'a souligné DayWalker il faudrait faire des modifs dans le tuto au plus vite

Mais bon sinon les bases sont là :jap:
SebXX offline Hors ligne Vétéran avatar 1416 points
Le #170010
C'est incomplet, et les autres niveaux de RAID alors '
Ma référence reste : http://www.acnc.com/04_01_0_1.html
Shakram offline Hors ligne Héroïque avatar 675 points
Le #170011
C'est un bon article généraliste.

Maintenant les cartes mères intègrent souvent les RAID décrits, il n'est pas inutile de présenter les différents RAID accessible.

Il faut juste savoir que généralement les RAID 0, 1, 10, 0+1 sont gérés au niveau hardware (comme les nforce à partir du 3), alors qu'à ma connaissance le RAID 5 est purement logiciel, ce qui a bien sûr un impact sur les performances.

Mais bon, un RAID 5 sur un PC perso... qui a parlé de geek'
mitch offline Hors ligne Héroïque avatar 613 points
Le #170014
Bon dossier mais il est vrai qu'il manque les autres niveaux de RAID, mais bon ils ne sont pas forcément très répandus : le RAID4 par exemple (sur les NAS Netapps).
Pour Shakram : RAID5 purement logiciel ' :non: Par contre, tous les cartes contrôleurs ne le gèrent pas.
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