Raid Matériel

Raid matériel

Dans un environnement de calcul et de stockage de données informatique, qu'est-ce qui est le plus important ? Certainement, les données car tout peut être remplaçable ou améliorable. Le problème se pose sérieusement lorsque la volume des données grossit rapidement. Dans un environnement où il y a plusieurs supports de stockage, la difficulté de pouvoir stocker et facilement accéder aux données peut se poser très rapidement. Un Raid matériel peut parfaitement résoudre ce problème, par le biais d'un système de stockage entièrement dédié et autonome. Un système de stockage Raid peut offrir les avantages suivants :
  • Prévient la perte de données.
  • Les données peuvent être récupérées rapidement en cas de panne d'un disque du Raid.
  • Le Raid peut être évolutif et redimensionnable pour une future évolution de l'usage de l'espace de stockage.
  • Une restauration rapide de données sur un nouvel ordinateur.
Un Raid est littéralement une matrice redondante de plusieurs disques durs indépendants. Cela veut dire qu'un système Raid permet de mettre ensemble plusieurs disques durs afin de construire un seul volume de stockage de données.

Le recours à un système de stockage de données Raid permet une nette amélioration de un ou plusieurs attribut d'un support de stockage de données : l'espace disponible de stockage, la performance et la sécurité de données.

Qu'est-ce qu'un raid matériel ?

Le Raid matériel est généralement un appareil indépendant qui se connecte aux ordinateurs afin de fournir un service de stockage de données (et autres services parfois). Pour comprendre ce que c'est un Raid matériel, il est important de comprendre la logique de stockage de données dans les système Raid. Une configuration Raid, utilise un mélange de trois techniques :
  1. Technique de dispatche par bloc (Striping) : Il s'agit du découpage du flux de données par des morceaux d'une certaine taille (block size) et de distribution sur l'ensemble des disques indépendants membres du Raid.
  2. Technique de mise en miroir (Mirroring) : Il s'agit du découpage du flux de données par des morceaux d'une certaine taille (block zise) et de création de même copie sur l'ensemble des disques indépendants membres du Raid.
  3. Technique de parité : Il s'agit d'un calcul mathématique entre deux ou plusieurs blocs de données. Le résultat du calcul doit permettre la déduction (par calcul inverse) d'un bloc quelconque membres de l'équation. Par exemple A+B+C=Z, A=Z-B-C, B=Z-A-A, etc. Dans un environnement informatique et binaire, l'addition simple ne peut pas être utilisée. Une autre opération s'appelant XOR est utilisée.
Afin d'assurer l'ensemble de ces opérations, deux manières peuvent être envisagées : logicielle ou matérielle.
  1. La solution logicielle consiste à intégrer des programmes, au système d'exploitation de l'ordinateur qui héberge l'ensemble de disques.
  2. La solution matérielle consiste à déporter ces opération sur un autre périphérique (carte ou boitier séparés) pou ralléger le processeur principal et rendre le Raid indépendant des aléas du système d'exploitation.
Malgré la robustesse apparente du Raid, il peut souffrir de quelques inconvénients :
  1. Le Raid0 n'offre aucune protection.
  2. En cas de panne d'un disque, le Raid devient en état critique et fragile. Le manque de réactivité peut sortir le Raid complètement du service.
  3. La disponibilité du Raid est très dépendante de son alimentation. En cas de défaillance, le Raid est inaccessible.
  4. La réaction en chaîne est un phénomène très connu mais très ignoré par les utilisateurs. Il s'agit des pannes successives des disques dans une durée très courte. En effet, les disques durs membres du Raid sont très souvent identiques et physiquement très proches. Leur durée de vie est également très semblable. Une panne d'usure sur un des disques est une alerte à prendre au sérieux pour les autres disques.

Configurer un Raid matériel

Le Raid matériel est une configuration indépendante et possède ses propres processeur et mémoire vive. Dans cette configuration, le Raid possède également son propre système d'exploitation dédié. Le Raid matériel peut être configuré par du matériel intégré à la carte mère du système hôte, dans une carte de contrôle indépendante ou bien dans un boîtier complètement indépendant (comme le NAS).

Configurer un Raid matériel avec une carte de contrôle

Il s'agit d'une carte d’extension ayant ses propres processeur, mémoire vive et connecteurs de disques durs. Elle est connectée à la carte mère par un port PCI-X ou PCIe. Ce type de carte est généralement le plus onéreux, mais également offre le plus de possibilités, de flexibilités et de performance. Avec ce type de carte, le Raid matériel est entièrement indépendant du système hôte, et n'affecte en rien la performance du reste du système, même en cas de défaillance d'un disque. Certaines cartes permettent la configuration de Raid5 ou Raid6 plus complexe sans aucun impact sur le système principal. De plus, une carte indépendante permet une possibilité d'expansion pour ajouter plus de disques afin d'obtenir plus de capacité. On peut résumer les avantages et les inconvénients d'un Raid matériel avec une carte de contrôle, par les points suivants :
  • Le Raid matériel est protégé lors du démarrage : aucun impact négatif sur la disponibilité des données en cas de défaillance du disque de démarrage principal.
  • Indépendance de la performance de la charge du serveur : avec une mémoire vive rapide et un processeur rapide, le Raid n'impacte pas la performance du système hôte ni ses applications.
  • Aucun impacts sur l'intégrité des données en cas de défaillance du l'OS du serveur hôte.
  • Protection améliorée en cas de défaillance d'alimentation : le Raid matériel conserve une traçabilité de l'écriture dans une mémoire non volatile.
  • Protection contre les virus : le Raid matériel est complètement indépendant de l'OS du système hôte. En cas de défaillance de l'OS, aucun impact sur l'intégrité de données.
  • Le Raid matériel offre la possibilité d'avoir son propre GUI Interface Graphique d'Utilisateur (Graphical User Interface GUI), pour construire et effectuer la maintenance de la grappe Raid.
  • Facilité de migration et de remplacement : la carte de contrôle peut être branché sur un autre système hôte, et peut être facilement remplacée  ou mise à jour.
  • Le Raid matériel peut supporter des fonctionnalités avancées comme l'ajout à chaud d'un disque ou bien l'expansion à chaud.
  • Le seul inconvénient est le coût de l'installation d'une carte Raid indépendante.

Configurer un Raid matériel avec ressources intégrées à la carte mère

Dans cette solution, le processeur du Raid, la mémoire vive, l'interface entrée/sortie des disques surs sont tous intégrés dans la même puce. Cette solution s'appelle Raid-on-Chip (ROC). Cette puce peut être intégrée à une carte mère et offre des fonctionnalité de Raid matériel à moindre coût. On peut résumer les avantages et inconvénients du ROC par ces points :
  • Protection lors du démarrage : aucun impact en cas de défaillance de démarrage.
  • Indépendance des applications du Raid.
  • Protection contre les virus.
  • Protection de l'intégrité de données en cas de défaillance d'alimentation.
  • Indépendance de la charge de travail du système hôte.
  • Interface GUI dédiée et indépendante.
  • Faible coût d'implémentation.
  • Limitation de migration et de flexibilité : la migration du Raid peut être possible seulement si le nouveau système est équipé de ROC similaire ou compatible. 

Configurer un Raid matériel dans un boîtier indépendant - NAS (DAS)

Cette solution est proche de la première solution. Sauf que l'OS hôte est entièrement dédié au Raid matériel. Très peu de fonctionnalités supplémentaire sont offerte. Cette solution est de loin la plus intéressante pour les raison suivantes :
  • Facilité d'installation, de configuration et de maintenance.
  • Indépendance physique et logique du tout OS.
  • Le NAS est accessible par le réseau et peut être accessible quelques soit l'OS (Windows, Mac ou Linux).
  • Accès et gestion par le réseau.
  • Système multi-utilisateurs et multi-plateformes.
  • Coût intéressant.
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