La technologie RAID. La technologie RAID a été développée par une équipe de chercheurs à l'université de Californie à Berkeley en 1987.

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1 La technologie RAID 1. Généralités Actuellement, dans beaucoup d entreprises, le stockage et le gestion d informations sont l une des préoccupations. Les grandes entreprises doivent faire face à une concurrence mondiale de plus en plus accrue. Elles doivent donc être performantes, productives et ces caractéristiques passent par une mise à disposition maximale des données maximales. a. Définition RAID signifie "Redundant Array of Independant Disks" = ensemble redondant de disques indépendants ou ensemble redondant de disques non coûteux Cette technologie permet de configurer de multiples disques durs dans le but d'obtenir une haute disponibilité des données. Dans la plupart des cas, RAID peut également améliorer l'accès aux données. Autre définition du RAID: matrice de disques dans laquelle une partie de la capacité physique est utilisée pour y stocker de l'information redondante concernant les données d'utilisateurs. Cette information redondante permet la régénération des données d'utilisateurs perdues lorsqu'une unité ou un chemin de donnée à l'intérieur d'une matrice est défaillant. b. Origines du RAID : La technologie RAID a été développée par une équipe de chercheurs à l'université de Californie à Berkeley en Ils cherchaient une façon d'utiliser les disques de faible capacité et peu onéreux de type PC comme une alternative aux disques de grande capacité et très chers, utilisés sur les ordinateurs centraux. RAID en est le résultat. De la même façon, la technologie des disques s'est améliorée et les raisons qui poussent à utiliser RAID ont changées. En 1987, les disques centraux étaient beaucoup plus chers que ceux de petite capacité, et ils induisaient également plus de place, de puissance et de refroidissement. Les super ordinateurs ont utilisé en premier le transfert parallèle. Inconvénient de cette méthode : la fiabilité de l'ensemble décroît avec le nombre de disques utilisés en parallèle pour un file system (MTBF d'un ensemble = MTBF d'un disque / nombre de disques de l'ensemble). De nos jours, ces différences se sont considérablement réduites et le rôle de la technologie RAID est d abord l'optimisation de la disponibilité des données. Ce rôle est loin d'être négligeable dans la mesure où l'amélioration du niveau de disponibilité des données n'était auparavant réalisable qu'à l'aide d'ordinateurs centraux. On constate actuellement une énorme croissance du marché RAID ; un système RAID est basé sur un ensemble de disques simples 3.5" (ou 5.25") assemblés (disk array) pour permettre le travail à l'unisson (transfert en parallèle), grâce à un contrôleur ou à du logiciel, qui eux sont complexes. (*MTBF : Mean time between failures, Temps moyen entre pannes) 1/16

2 c. Les apports du RAID : La technologie Raid a été développée pour dépasser les capacités limites des unités de disques durs, améliorer les performances et augmenter la fiabilité en apportant la tolérance de panne. Les protocoles RAID définissent des règles strictes en matière d'enregistrement des données et de gestion des disques durs. Le RAID est une méthode de stockage qui permet de protéger les données enregistrées sur disque dur par une écriture supplémentaire sur un ou plusieurs autres disques durs. C'est cette redondance qui permet au système de stockage de données de rester opérationnel en cas de défaillance d une unité de disque. En cas de défaillance d une unité de disque dur, la technologie RAID permet de reconstituer en temps réel les données qui s y trouvaient (une fois le disque dur en panne remplacé). Cette caractéristique, appelée tolérance aux pannes ou insensibilité aux défaillances, augmente le temps de bon fonctionnement du système et se traduit par une meilleure disponibilité du réseau. De plus, certaines configurations RAID améliorent les performances du système par l accès simultané à plusieurs disques regroupés en une seule unité de stockage logique. Cette technologie, qui fonctionne aussi bien sur mac que sur PC est principalement utilisée sur des serveurs de fichiers, bien qu elle puisse s appliquer à une station de travail personnelle. A l origine, elle nécessitait une interface spécifique entre l ordinateur et les disques durs (par exemple les cartes contrôleurs SCSI utilisant la technologie RAID). Mais aujourd hui, on peut mettre en œuvre le RAID de manière logicielle (appelée Soft Raid), notamment sous Linux (aussi bien pour des disques SCSI ou IDE, que pour un mélange des deux). L avantage de la solution logicielle est que l on peut l utiliser sur des partitions (ce qui permet de conserver une partition pour un autre système d exploitation). Augmenter la capacité : RAID permet de mettre «bout à bout» des disques durs, ce qui permet d accroître la taille du volume de stockage (ex : avec 2 disques d un Go, on peut créer un seul volume de 2 Go). Améliorer les performances : grâce au «Striping» qui permet de lire et d'écrire sur plusieurs disques simultanément pour en augmenter le débit ; chacun des disques n a qu une partie des données à inscrire Apporter la tolérance de panne : on se prémunit ainsi contre les défaillances disque : cette fonctionnalité est très importante car sinon la panne d'un seul des disques d'un ensemble RAID entraîne la perte des données de tous les disques. 2/16

3 2. Les différents systèmes RAID a. La technologie RAID Un système disque de type RAID a pour objectif de répondre aux principaux critères de performance et de protection des données nécessaires aux mémoires de masse des serveurs et des stations de travail. Une panne sur l'un des disques du système ne doit ni altérer l'exploitation, ni entraîner une perte de données. Les avantages possibles du RAID sont : - une augmentation de la performance - la tolérance aux pannes matérielles - la gestion des espaces disques RAID utilise les techniques de : - Mirroring : recopie complète d'un ou de plusieurs disques à partir d'un contrôleur (écriture simultanée de la même information sur 2 disques) - Duplexing : principe très proche mais via deux contrôleurs distincts et synchronisés - Striping : (= entrelacement) : méthode qui consiste à assembler plusieurs petites unités physiques (disques) pour composer une seule unité logique. L'information n'est pas écrite en continu sur une seule unité physique, mais elle est décomposée en blocs de données distribués et stockés sur les différentes unités. Le facteur d'entrelacement indique la taille du fragment stocké sur une unité physique. Plus ce facteur est petit (le plus souvent un octet), plus le débit de transfert moyen (ou taux de transaction) s'en trouvera amélioré : les transferts s'effectuent en parallèle sur toutes les différentes unités. La capacité des disques est alors utilisée à 100 %. Inconvénients de cette technique : dans le cas de requêtes d'écriture par petits blocs (pour des blocs de 512 octets et en utilisant 4 disques durs, adoption d'une longueur de requête de 128 octets, par exemple), la capacité totale du disque se trouvera diminuée par les entêtes associées à chaque bloc. En laissant la longueur des blocs physiques à la longueur standard, la capacité du disque n'est pas diminuée mais il faut alors, pour écrire un seul bloc, lire au préalable tous les blocs physiques (répartis sur les différents disques durs) contenant des segments du bloc que l'on se propose d'écrire. Les informations partielles sont alors remplacées. Après quoi, l'écriture des différents blocs peut effectivement avoir lieu. b. Les différents niveaux de RAID Il existe plusieurs niveau de RAID, chaque niveau correspondant à la manière dont sont stockées les données sur les différents disques. (On peut regrouper les systèmes Raid en deux catégories de produits aux prix et aux Performances bien distinctes Raid 0 et Raid 1 les plus accessibles sont destinés à des postes de travail isolés Raid 3 Raid 4 et Raid 5 s adressent plutôt aux serveurs de fichiers.) 3/16

4 RAID 0 appelé aussi "Striping" : les données sont réparties sur au moins deux disques sous la forme d'agrégats par bandes. cette méthode de gestion des disques améliore uniquement la vitesse en lecture et en écriture : Il permet de répartir la charge de lecture/écriture sur plusieurs disques en parallèle donc apporte une augmentation des performances. (une machine qui dispose de plusieurs disques durs, et qui n'est pas configurée selon la technologie RAID traitera l'information en série) ; le débit de la grappe de disques en RAID 0 est égale au débit d'un disque multiplié par le nombre de disques (ex: pour 4 disques avec un débit théorique de 33 Mo/s, il faut 1/4 de seconde pour écrire 33Mo de données, d'où un débit de 132 Mo /s). elle n'apporte aucune sécurité des données : la perte d'un disque entraîne la perte des données de tous les disques de la grappe ; il n'y a pas de redondance de l'information donc aucune tolérance aux pannes, si l'un des disques tombe en panne alors l'ensemble devient inaccessible. C'est pour cette raison que l'on dit souvent que RAID 0 n'est pas un véritable système RAID Remarques : - les disques durs ne communiquant généralement avec le contrôleur que par l'intermédiaire d'un unique canal de transfert de données et les requêtes ne pouvant donc être traitées que de manière séquentielle (et non parallèle), les gains de performances que l'on pourrait attendre d'une solution "contrôleur" se révèlent dans la pratique être assez maigres. - avec un petit facteur d'entrelacement, RAID 0 offre d'excellentes performances à la lecture ou l'écriture de grands blocs, mais laisse apparaître de grosses lacunes pour des transferts de petits blocs. - un système RAID 0 se révèle moins performant qu'un système comprenant plusieurs petits disques durs pouvant traiter simultanément de petites requêtes. Mais dans les deux cas l' unique défaillance d'un seul des disques de l'ensemble rend impossible l'accès à l'ensemble des données. Conclusion :?? mode stripping?? création d une grappe de disques vue comme un seul?? écriture en parallèle sur les disques : augmente la bande passante?? points forts : vitesse maximale ; volume maximal?? point faible : pas de redondance : en cas de panne d un disque, toutes les données de la grappe sont perdues. 4/16

5 RAID 1 appelé aussi Mirroring ou Duplexing : le Mirroring utilise un seul contrôleur pour tous les disques, alors que le duplexing utilise un contrôleur par disque ce qui permet de tolérer la panne d'un contrôleur.. ce système accroît la sécurité des données par duplication d'un disque sur un autre : la donnée est intégralement dupliquée d un disque sur un autre, d où une redondance importante en cas de panne d un disque. il améliore les performances en lecture par accès simultané aux 2 disques : les performances sont bien évidemment supérieures à un disque seul puisque les deux disques sont en tous points identiques. Ainsi, si l un tombe en panne, l autre peut prendre intégralement le relais, puisque contenant les mêmes informations. 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. Remarques : - bonnes performances en taux d'i/o (petite taille) particulièrement en lecture (accès indépendant possible sur les 2 disques) - performance normale, à moins de faire aussi du striping simultanément, pour des grandes tailles, ce qui donne alors les mêmes performances que niveau 0. - dans certains cas, il est même possible de doubler les vitesses en lecture par la répartition des requêtes de lecture sur les deux disques, qui récupéreront alors les données de façon synchrone et indépendante. - RAID 1 est une technique relativement simple et facile à mettre en oeuvre.elle est cependant très onéreuse dans la mesure où la capacité des disques n'est utilisée qu'à 50 %, elle ne met que la moitié de l'espace de stockage à disposition des données originales, l'autre moitié étant réservée aux sauvegardes. Conclusion :?? mode miroir : o l information est dupliquée sur un deuxième disque redondant.?? points forts : o la plus rapide avec tolérance de panne et plus petite réduction de performance lors de défaillance de disque o seuls deux disques suffisent o taux de duplication maximum?? points faibles o espace disque divisé par deux o accès en écriture non accéléré RAID 2 code algorithme : 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 un algorithme. Le nombre de disques nécessaires est important, il faut plus d'un disque pour le calcul de la parité (3 disques ECC pour 4 disques de données). identique au RAID 1 mais un seul disque est sollicité lors des opérations de lecture il n'y a aucune amélioration des performances en lecture/écriture. 5/16

6 Remarques : - la solution est relativement coûteuse et s'utilise très peu, puisque les contrôleurs permettent généralement de déterminer le disque fautif en cas d'erreur. - technique, très rare pour le RAID, elle est souvent employée pour la mémoire RAM des serveurs (PC et minis). Conclusion :?? mode obsolète o utilise les codes de hamming (algorithme de calcul et de vérification de données) pour diminuer le taux de redondance o permet d utiliser des disques dépourvus de tout dispositif de correction d erreur. Or, Tous les disques durs SCSI sont pourvus de tels systèmes RAID 3 c'est un RAID 0, plus un disque de parité afin de détecter les erreurs d'enregistrement : la donnée à stocker est répartie ( " STRIPED " ) en octets sur différents disques synchronisés de données et 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. Le nombre minimum de disques pour l utilisation du mode 3 est de 3. En réalité, très peu de constructeurs implémentent un réel RAID niveau 3 car en général la taille minimum d une information stockée est de la taille d un secteur ( typiquement 512 octets ). D autre part, cette solution est moins usitée puisqu elle requiert le même nombre de disques qu en mode 5, sans pour cela offrir le même niveau de sécurité. si le disque de parité tombe en panne, on se retrouve en RAID 0 : un disque peut temporairement tomber en panne. Si l'un des disques tombe en panne, le contrôle de parité servira à reconstruire les données. Remarques : - le RAID3 est très efficace pour des I/O séquentiels de gros fichiers, mais peu efficace pour des petits I/O aléatoires (transactions). - solution qui permet de hauts taux de transferts mais un nombre limité d'i/o (tous les disques sont actifs simultanément et de manière synchrone, il n'y a donc qu'un accès logique possible à la fois). 6/16

7 RAID 4 ce mode présente des différences de structure des données par rapport au RAID 3 : les données sont organisées de la même façon mais la taille des segments est variable ; un bloc entier de données est stocké sur un seul disque et le système génère et stocke une parité de plusieurs blocs provenant de différents disques de données sur son disque de parité ; 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. il crée un goulot d'étranglement des données et le disque de parité travaille deux fois plus Solution intermédiaire entre les niveaux 3 et 5 : - la différence par rapport au niveau 3 est que l'entrelacement ne se fait pas au niveau du bit ou du byte, mais au niveau du secteur (du bloc). - la différence par rapport au niveau 5 est que la parité n'est pas répartie, mais se trouve sur un disque dédié (comme dans le niveau 3). - ce disque de parité dédié entraîne un étranglement en écriture puisqu'il n'y a pas possibilité d'écritures simultanées, tout devant passer par le disque de parité. Re marques : - sur le disque de parité, chaque nième bit est égal au bit de parité formé à partir des nièmes bits de chacun des x autres disques durs. - l'écriture de données sur un disque entraîne à chaque fois la modification du disque de parité : les deux blocs doivent d'abord être lus, à partir de ces informations et de la nouvelle information à écrire, on forme le nouveau bit de parité. - en terme de rapidité, les performances sont inférieures à RAID-0 ou RAID-1. - il est plus adapté aux E/S transactionnelles qu'aux transferts de fichiers volumineux. - RAID 4, à cause de l'étranglement sur le disque de parité, est rarement utilisé sans technologies complémentaires telles que l'antémémoire de réécriture - RAID4 n'est quasiment pas utilisée car sa performance générale est bien inférieure à celle du niveau 5. 7/16

8 Conclusion :?? lecture haute performance o stripping pour répartir les données sur plusieurs disques o utilise un disque de parité o RAID3 est synchrone ; RAID4 est asynchrone?? points forts o RAID3 performant pour les fluxhot-swap & Hot-Spare possibles?? points faibles o le disque de parité devient rapidement un goulot d étranglement RAID 5 il utilise le striping et le calcul de parité : les bits de parité et les données sont distribués séquentiellement et par bloc sur tous les disques. RAID5 élimine ainsi les étranglements en écriture propres au niveau 4. Le seul étranglement provient du processus de calcul de la parité (calcul en temps réel donc une perte de performance). Grâce aux processeurs modernes et au RAID logiciel, cet étranglement n'est pas très conséquent. le "disque de contrôle" est réparti entre tous les disques : élimine le goulot d'étranglement du RAID 4 ; les informations sont stockées de manière similaire au mode 4, par contre la parité est générée et est stockée de façon distribuée sur les disques de données (l information est donc répartie horizontalement sur les disques). Ainsi, si un disque tombe, l information pourra être reconstruite à partir des autres disques. les disques travaillent tous autant ce mode permet l'échange de disques à chaud : si les disques sont compatibles "HotPlug" il améliore la vitesse en lecture et en écriture CONTROLEUR RAID Disque 1 Disque 2 Disque 3 Parité 1&2 Bloc 1 Bloc 2 Bloc 3 Parité 3&4 Bloc4 Bloc 5 Bloc 6 Parité 5&6 8/16

9 Remarques : - comme pour le niveau 4, les résultats obtenus étant asymétriques, les performances en lecture sont sensiblement supérieures aux performances en écriture. - le niveau 5 est souvent utilisé en association avec l'antémémoire de réécriture afin de réduire l'asymétrie. La capacité du réseau est égale à celle des disques qui le composent, moins un - on peut accéder aux disques simultanément de manière indépendante pour des petites requêtes différentes, ce qui permet de bon taux d'i/o (pas d'accès synchrone comme en niveau 3). - la ré-écriture d'un petit enregistrement implique la lecture de l'ancienne valeur (bloc) et de la parité pour remise à jour de cette parité (lecture puis écriture sur 2 disques, d'où perte de performance). - la solution est bien adaptée à de nombreuses transactions de taille faible, surtout en lecture (rapport écriture/lecture faible). Conclusion :?? le plus populaire o ressemble à RAID4, mais répartit le contrôle de parité sur tous les disques?? points forts o performant pour la lecture de larges fichiers et correct pour la lecture de petits fichiers en mode écriture?? points faibles o reconstruction pénalisante o rapport écriture/lecture doit être faible RAID 6 il correspond à RAID 5 auquel on ajoute un deuxième volume disque de parité. Deux fonctions "parités" sont calculées et le traitement est complexe. Les informations de "parité" sont réparties sur l'ensemble des disques. la redondance est alors assurée : même en cas de panne de 2 disques simultanément 9/16

10 Conclusion :?? RAID 6 o idem à RAID5 avec tolérance de deux disques en panne en simultané o l écriture est complexe RAID 7 il met en jeu une carte microprocesseur fonctionnant sous un noyau temps -réel qui contrôle et calcule la parité, la gestion du cache ainsi que la surveillance des disques ce mode supporte la perte de plusieurs disques simultanément Ce niveau coûte très cher et offre peu de garanties : solution propriétaire dont le constructeur est "Storage Computer" Caractéristiques données par le constructeur : Parité répartie sur un ou plusieurs disques. Présence d un ou plusieurs disques de secours. Une mémoire cache non volatile mirrorée assure la sécurité des données résidant en mémoire. Lors d une coupure électrique, par exemple, les blocs de données en cours d écriture sont conservés dans cette mémoire. La mise à jour des données sera effectuée lors de la remise sous tension. Une défaillance d un disque se corrige sans intervention manuelle par la restitution des données à partir des informations de parité, la reconstruction du disque «en panne» sur un disque de secours est réalisée tel que défini par l administrateur, soit en arrière plan, soit en priorité haute, soit en période creuse. RAID H ce mode RAID est encore à l'état de prototype. RAID S ce mode de RAID est presque identique au RAID 3 et comprend aussi un disque de contrôle de parité dédié 10/16

11 [Certains constructeurs de contrôleur RAID propose des combinaisons de plusieurs niveaux de RAID, en voici quelques exemples : RAID niveau 1+0 : Combinaison du mode 0 (" STRIPING ") et du mode 1 (" MIRRORING ") recopie complète d'un ou de plusieurs disques à partir d'un contrôleur combinaison de plusieurs unités physiques en une seule unité logique avec distribution des blocs de données sur l'ensemble des unités physiques Remarques : - en règle générale, cette solution est la solution RAID la plus rapide - par contre, le nombre de disques durs étant doublé, cette solution s'avère coûteuse RAID niveau 53 : Combinaison du mode 0 (" STRIPING ") et du mode 3 niveau coûteux à implémenter découle à la fois du RAID 0 (striping) et du RAID 3 (Striping avec parité) 11/16

12 3. Le RAID matériel et logiciel Il existe deux solutions de RAID : matérielle et logicielle a. RAID matériel?? il gère le sous-système RAID en indépendance au serveur et ne présente au serveur qu un seul disque visible par le réseau RAID?? un périphérique RAID matériel peut être une carte SCSI qui présente le réseau RAID comme une seule unité disque?? pour un système RAID externe, le soft de gestion du réseau RAID se trouve au niveau du contrôleur situé lui-même dans ce sous-système de disques externes : le sous-système est complètement connecté au serveur via une carte SCSI normale et apparaît au serveur comme un disque unique?? les contrôleurs RAID sont souvent fournis sous la forme de cartes qui se comportent comme une carte SCSI pour le système d'exploitation, mais traitent en réalité toutes les communications de l'unité : on connecte les lecteurs au contrôleur RAID comme pour une carte SCSI, on les ajoute à la configuration du contrôleur RAID et le système d'exploitation ne détecte pas la différence b. RAID logiciel?? il implémente les divers niveaux de RAID, au niveau du noyau, dans le code de gestion des disques (périphérique bloc)?? il constitue la solution la plus économique : des cartes contrôleur de disque onéreuses ou un châssis remplaçable à chaud ne sont plus nécessaires et il fonctionne avec des disques IDE moins chers ou des disques SCSI?? aujourd hui les processeurs rapides assurent des performances excellentes d'un RAID logiciel par rapport à celles d'un RAID matériel 4. Tableau comparatif?? les types RAID 1, RAID 3 et RAID 5 sont habituellement utilisés?? les RAID 2 et RAID4 n'offrent aucun avantage sur les autres types de RAID?? le RAID 3 est utilisé pour un usage simple ou pour des données à accès intensif comme le traitement d'images ou l'acquisition de données en temps réel accèdant à de très larges fichiers à accès séquentiels?? le RAID 1 et le RAID 5 sont donc les plus utilisés et les plus populaires a. les niveaux de technologies RAID Niveau RAID 0 Descriptif répartitions des données sur plusieurs disques. 1 disques en miroir combinaison des niveaux 0 et 1 : répartition des données et mirroring. répartition des données utiles et des données de parité. Nb Min d'unités Aspects positifs -performances en lecture et écriture -protection maximale des données -performances élevées en lecture -performance maximale -protection maximale des données -meilleur rapport prix et performance -capacités requises : n+1 unités Limites ni redondance, ni protection des données coûts élevées (perte d espace disque de 50 % : capacité disque requise = 2 fois la capacité de stockage utile) coût élevé (l'agencement de 2 disques de données nécessite 4 disques minimum) en écriture, performances inférieures aux niveaux 0 ou 1. 12/16

13 b. les types de configuration RAID Type Descriptif Aspects positifs Limites logiciel RAID intégré au système d'exploitation contrôleur RAID SCSI articulé autour d'un bus contrôleur RAID externe les fonctions RAID sont intégrées dans le système d'exploitation réseau (ex : NT Serveur, NT4, Unix) les opérations RAID lourdes sont exécutées par un processeur RAID spécialisé, incorporé à un contrôleur SCSI de type PCI les opérations RAID sont exécutées par un contrôleur RAID placé dans un sous-système de stockage RAID externe, connecté au serveur via une interface SCSI coûts limités (il suffit d'un contrôleur SCSI standard ) -protection des données (sans la limitation de performances des logiciels RAID) -protection de l'unité d'amorçage -fonctions de gestion -prise en charge des unités SMART et à remplacement automatique -indépendance du système d'exploitation -compatibilité avec tous les systèmes d'exploitation -le serveur et le sous-système de stockage peuvent évoluer séparément -performances moindres (l'uc hôte les opérations RAID et d'e/s) -pas de protection de l'unité d'amorçage (sous NT) -pas de fonctions de gestion -pas de prise en charge des unités SMART et à remplacement automatique coût plus élevé que celui des logiciels RAID -performances inférieures au type précédent -configurations coûteuses 5. Coûts a. Les coûts d acquisition d un RAID?? les solutions logicielles sont les moins onéreuses car les fonctions RAID sont intégrées dans le système d'exploitation : pas de coût d achat ou d'installation supplémentaire car le système d'exploitation est toujours installé sur un poste.?? les solutions matérielles doivent tenir compte du prix de la carte ou du boîtier RAID.?? solution logicielle ou matérielle : le coût est également lié à la capacité de stockage mise en œuvre : ( une solution RAID 5 offre un volume utile de 80% environ du volume total alors qu'une solution RAID 1 n'offre que 50% de volume utile)?? pour certains niveaux de RAID : il faut aussi y ajouter le prix des disques de secours. b. Les coûts plus cachés?? Coûts de productivité des utilisateurs o meilleures performances = temps de réponse plus courts et meilleur productivité des utilisateurs : dans ce cas, les solutions matérielles sont plus performantes que les solutions logicielles (cela justifie les coûts initiaux supplémentaires?) o dans les 2 cas : les solutions matérielles peuvent être un atout pour que la productivité des utilisateurs ne baissent pas : lorsque la défaillance d'un disque fait basculer le système en mode dégradé : la présence d'un disque de secours prend le relais automatiquement du disque 13/16

14 défectueux, évite une intervention manuelle et limite le temps de fonctionnement en mode dégradé lorsque le disque d'amorçage tombe en panne, la solution matérielle permet de le protéger également et évite l'arrêt du système.?? Coûts de gestion o ils dépassent largement les coûts initiaux o le gain de temps en formation et en gestion d'une solution matérielle justifie son coût initial supplémentaire. : il est dû à l'aptitude de gérer une solution matérielle à partir d'une console à distance tout en prenant en charge plusieurs systèmes d'exploitation?? Coûts des arrêts o le coût horaire d un arrêt est compris entre et F et l arrêt inattendu provoque l irritation auprès des utilisateurs o le but est de réduire ou éliminer les temps d'arrêt : la solution RAID peut aider : risque de simple défaillance : lorsqu'un disque tombe en panne dans une solution RAID, on se trouve devant un cas simple de défaillance mais une seconde défaillance de disque peut entraîner un arrêt de la machine, c'est pourquoi une détection automatique et un remplacement immédiat réduit le risque d'une deuxième défaillance. temps de démarrage du système : la configuration des fichiers du système d'exploitation en RAID 10 permet de réduire le temps de démarrage du système et par conséquent le temps de non accessibilité des utilisateurs. maintenance préventive : les solutions RAID matérielles prennent en charge un certain nombre de méthode de maintenance préventive non disponibles dans des solutions logicielles comme par exemple le test des disques de secours, la vérification des cartes et de la disponibilité des serveurs et du réseau. 6. Avantages du RAID a. fiabilité?? 50% des pannes matérielles étaient dues aux disques durs.?? la fiabilité d'un composant s'exprime par son MTBF (Mean Time Between Failure) = temps moyen entre 2 défaillances (donnée fourni par le constructeur du comp osant)?? il existe 2 types de MTBF : o MTBF théorique : déduit des modèles mathématiques applicables aux divers composants des disques durs : ne tient pas compte : du manque de maturité industrielle du matériel des défauts induits par les procédés de fabrication des défaillances non reproductibles des dégâts provoqués par un mauvaise manipulation o MTBF fonctionnel : calculé à partir des retours en réparation : plus faible que le MTBF théorique?? la fiabilité logicielle ne peut pas être exprimée par un MTBF car leur mécanisme ne suit pas un modèle mathématique mais la plupart des logiciels sont mis sur le marché avec quelques 'Bugs' car le temps de conception et de test nécessaire à la réalisation d'un logiciel parfait serait trop onéreux pour la plupart des éditeurs 14/16

15 b. disponibilité?? elle comprend 2 composantes : o l'intégrité des données : les données sont correctes à tout moment ; certaines solutions RAID offrent une fonction de réparation dynamique qui permet de réparer à la volée les données de secteurs défectueux sur le disque : le RAID logiciel permet de détecter l'erreur sur 1 bit mais ne peut la corriger le RAID matériel permet de détecter l'erreur sur 4 bits et de la corriger sur 1 bit et ceci pendant la transmission des données des solutions RAID (logicielles ou matérielles) peuvent gérer un remplacement immédiat ou à chaud (ex : RAID 5) o la tolérance aux pannes : 'aptitude à maintenir disponibles les données du système en cas d'une ou plusieurs défaillances : le RAID est la solution la plus répandue pour rendre les serveurs insensibles aux défaillances mais chaque niveau de RAID n'offre pas la même protection (ex : le RAID 0 est utilisé pour des applications performantes et pour lesquelles on peut se permettre un arrêt de la machine ou une perte temporaire des données alors que le RAID 1 est utilisé pour des applications pour lesquelles la perte de données seraient préjudiciables pour l'entreprise) c. performances Le choix est différent en fonction du type d'applications :?? applications CPU : applications faisant appel au processeur : le choix se porte sur une solution matérielle plutôt que logicielle car le fait de confier les calculs de parité (pour le RAID 5) ou les écritures secondaires (pour le RAID 1) au processeur de la carte soulage d'autant le processeur de l'unité centrale qui peut se concentrer sur les traitements des applications proprement dites.?? applications E/S : applications faisant appel au système E/S : le choix entre solution matérielle et logicielle est plus difficile : les disques constituent le goulot d'étranglement et les calculs de parité sont faits par le processeur de l'unité centrale ou de la carte et cela ne change rien aux performances du système : on peut choisir une solution permettant d'améliorer les temps de lecture et d'écriture comme par exemple le RAID 0 qui existent aussi bien en version logicielle que matérielle mais si l'on veut y ajouter un niveau de sécurité supplémentaire avec une configuration en miroir comme le RAID 1, on ne peut mettre en place qu'une solution matérielle car le RAID 10 n'est pas gérer de manière logicielle. d. gestion?? mise en œuvre d'un système RAID : les procédures d'installation d'une solution RAID matérielle ou logicielle sont pratiquement identiques : elles sont différentes que par l'ordre des opérations : o installation logicielle : installation du serveur coté matériel, cartes chargement du système d'exploitation exécution du programme de configuration de la pile de disques RAID o installation matérielle : installation du serveur coté matériel configuration de la pile de disques RAID chargement du système d'exploitation pour reconnaissance du disque logique créé?? gestion d'un système RAID : la gestion peut se faire : o localement : chaque système RAID est géré indépendamment des autres, l'adminis trateur doit faire le tour des différentes installations pour les surveiller : on retrouve ce type de gestion dans une configuration RAID logicielle o à distance : l'ensemble des systèmes RAID est géré à partir d'une station unique, tout incident sur l'un ou l'autre des systèmes est remonté sur cette station : l'administrateur peut superviser sans se déplacer : on retrouve ce type de gestion dans une configuration RAID matérielle 15/16

16 ?? maintenance d'un système RAID : 2 standards de contrôle sont préconisés lors de l'installation d'un système RAID : o SMART : Self Monitoring Analysis and Reporting Technilogy : surveille les disques durs et alerte le gestionnaire d'une défaillance possible, ce qui permet de remplacer le disque avant qu'il ne tombe en panne o SAF-TE : SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclossure : surveille le bon fonctionnement des boîtiers et alerte le gestionnaire afin d'effectuer le remplacement du composant défaillant 7. Conclusion - le RAID peut être géré de façon logiciel ou matériel - le matériel est conseillé : il libère le processeur de tout traitements - par voie logicielle, la partition système ne peut bénéficier du mode RAID puisque c'est elle qui le gère - le RAID 1 et 5 sont les plus utilisés RAID ne remplace pas les sauvegardes : il ne faut pas "voir" la technologie RAID comme un système de sauvegarde : une sauvegarde des données implique une délocalisation des données pour parer à tout accident grave (incendie, inondation, sabotage). RAID ne met pas à l'abri d'une erreur humaine : il ne protège pas d'un DELETE fichier Le RAID est donc un moyen très efficace de protéger les données en temps réel, néanmoins si votre salle informatique brûle ou explose il vous faudra du temps et du nouveau matériel pour redémarrer votre production. Si RAID répond à 90% des besoins en protection des entreprises, certaines grandes entreprises ne peuvent se contenter d un tel DRP (Disaster Recovery Plan) et se doivent de mettre en œuvre des solutions permettant de répartir dans l heure (cas de la V.P.C). Des sociétés comme IBM ont développé à partir des technologies RAID des solutions permettant de répondre à ce besoin : elles mettent en œuvre des solutions (onéreuses) permettant de faire du RAID local dupliqué vers un autre système disque situé à plusieurs kilomètres (baies de stockage). 16/16

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