Approche générale. Vocabulaire élémentaire. Partition. Volume. Systèmes de fichiers avancés. Texte. Volumes, Partitions, RAID. Partition.

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1 Texte Approche générale Systèmes de fichiers avancés Volumes, Partitions, RAID 1 2 Vocabulaire élémentaire Partition Disque dur : élément physique destiné au stockage Partition : division d un disque dur Volume : unité de stockage, système de fichier Répertoire : fichier contenant des adresses de fichiers Division d un disque dur en une ou plusieurs zones Enregistrées dans une table de partitionnement stockées au début du disque résultat de l opération de partitionnement du disque dur et pas de l opération de formatage du disque dur! Ne peut pas accueillir directement de fichiers 3 4 Volume Partition Hardware partition 1 partition 2 partition 3 partition 4 Unité de stockage Possède un nom : /, C:, D:, contient un système de fichier : NTFS, FAT, EXTx, Table d attribut des fichiers Résultat du formatage d un espace de stockage Partition (généralement) mais aussi : fichier, ex fichier iso, dmg fichier casper-rw sur liveusb 5 6

2 Remarque Volume c: d: Bootcamp Partition partition 1 partition 2 partition 3 partition 4 Une partition ne contient pas forcément un volume ex : partition non formatée ex : partition swap Hardware 7 8 MBR : Master Boot Record Volumes physiques/ logiques Premiers secteurs du disque Informations sur l organisation des partitions sur le disque Quelles partitions contiennent des systèmes d exploitation Volume physique : organisation matérielle Volume logique : organisation logicielle des volumes physiques / partitions en systèmes de fichiers Jusqu à présent : Une partition = un volume physique Un volume logique défini sur le volume physique (éventuellement) plusieurs volumes logiques définis à partir d un volume physique 9 10 Limites (1) Robustesse inexistante Solutions «classiques» (1) Sauvegardes sur disque externe (1) Systèmes automatisés : ex. Time Machine, Bittorrent Sync, (2) Plusieurs volumes : C:, D:, E:, F: (3) : (2) Taille volume < Taille partition < Taille disque dur (3) Plusieurs disques : gestion séparée c: d: Bootcamp partition 1 partition 2 partition 3 partition 4 y: z: partition 1 partition 2 Disque 1 Disque

3 Concept Séparation totale Matériel / logiciel : couche intermédiaire Disques durs regroupés en «groupe de disques» Vu comme une seule unité Mécanismes pour gérer la robustesse au besoin (coût) système RAID : Redundant Array of Independent Disks Systèmes RAID Groupe de disques Disque 1 Disque 2 Disque 3 Disque Côté utilisateur (exemple simplifié) Volume La gestion doit être transparente! Des volumes logiques stockant des fichiers Volumes définis de la même façon Pas besoin de savoir sur quel(s) disque(s) exactement est stocké un fichier, le nombre de disques, la redondance Seul compte l espace de stockage disponible c: d: Bootcamp partition logique unique Partition partition 1 partition 1 partition 1 partition 1 Hardware Disque 1 Disque 2 Disque 3 Disque 4 Groupe de disques 15 Comment faire un système supportant le RAID? 16 Ressources RAID logiciel : géré par la majorité des systèmes d exploitations Disques dur = ressource Capacités pas nécessairement identiques Plusieurs organisations envisageables Avantages / inconvénients pour chaque organisation À adapter en fonction du besoin du système RAID matériel : géré directement par le matériel. ex Baie de stockage, NAS 17 18

4 Besoins du système Vitesse d écriture Plusieurs disques = écriture en parallèle Robustesse aux pannes Quelle importance donner aux informations? Conséquence de la perte d un disque dur? et plusieurs? Reprise d activité en cas de panne? changement rapide d un disque? avant la panne suivante? (pari) la robustesse a un coût Combien êtes-vous prêts à payer pour minimiser le risque de perte de vos données? En théorie suffisamment. Et vous ne l appliquez jamais A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 RAID 0 : volume agrégé par bande Plusieurs disques vus comme un seul volume permet de définir des volumes logiques plus grand que la capacité maximale d un disque dur Découpage du disque en «bandes» écriture simultanée sur les disques mais aucune robustesse! La perte d un disque entraine la perte des données 21 Raid 0 22 Capacité espérée Le système bloque une fois que toutes les bandes d un disque sont remplies pour un système de n disques de taille T octets : Taille Max volume = n x T octets Chaque disque écrit 1/n ème du fichier Soient 5 disques de capacité 2To, 3To, 3To, 3To, 4To (1) Quelle est la capacité maximale de volume que l on peut atteindre en les mettant en RAID 0? (2) Même question si on supprime le disque de 2 To? Réponse : (1) = 15 To (2) = 13 To 23 24

5 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 RAID 1 : Disques en miroir Disques totalement identiques Contiennent à tout moment les mêmes données Chaque donnée est écrite sur tous les disques. Mais la lecture peut s effectuer sur n importe quel disque Robustesse forte : supporte la perte de n-1 disques Mais coût important 25 Raid 1 26 Capacité espérée On considère la taille de disque la plus petite Le système bloque une fois que toutes les bandes d un disque sont remplies pour un système de n disques de taille T octets : Taille Max volume = T octets Chaque disque écrit l intégralité du fichier Soient 5 disques de capacité 2To, 3To, 3To, 3To, 4To (1) Quelle est la capacité maximale de volume que l on peut atteindre en les mettant en RAID 1? (2) Même question si on supprime le disque de 2 To? Réponse : (1) 2 To (2) 3 To Réponse : oui! (grâce aux maths) Peut-on garantir une robustesse (perte d un disque) sans avoir à sacrifier la moitié de la capacité totale? Idée de l approche : ou faut il tout copier en 2 fois pour résister à la perte d un disque? = 80 Si un chiffre disparait, on peut le recalculer 29 30

6 RAID 5 : volume agrégé par bande à parité répartie Ensemble à redondance N+1 Découpage en «bandes» Chaque bande constituée de k blocs de données, et d un bloc de parité Répartition des blocs de parité sur les disques écriture simultanée sur les disques Supporte la perte d un disque dur Utilisation de l opérateur «ou exclusif»! Propriété : si D1! D2! D3! D4! D5 = P alors D1! D2! P! D4! D5 = D3 Conséquence : on peut recalculer n importe quel bloc perdu avec les autres blocs et le bloc de parité A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 parité parité Capacité espérée On considère la taille de disque la plus petite au moins 3 disques pour fonctionner pour un système de n disques de taille T octets : Taille Max volume = T octets x (n-1) 33 Supporte une panne de disque dur 34 Limites Soient 5 disques de capacité 2To, 3To, 3To, 3To, 4To (1) Quelle est la capacité maximale de volume que l on peut atteindre en les mettant en RAID 5? (2) Même question si on supprime le disque de 2 To? Réponse : (1) 8 To (2) 9 To RAID 1 : pour supporter la perte de n-1 disques n disques > capacité : 1 disque RAID 5 : conçu pour supporter la perte d un disque n disques > capacité : n-1 disques Peut-on supporter la perte de 2 disques sans sacrifier énormément de capacité? 35

7 Raid 6 Version améliorée du RAID 5 Utilise deux blocs de parité par bande premier bloc P : XOR entre blocs second bloc Q : XOR entre blocs shiftés Blocs de parités répartis sur les différents disques identique RAID 5 Supporte la perte de deux disques durs En cas de défaillance Un seul disque perdu : Récupération des données avec simple XOR Recalcul du bloc P ou Q lorsque perdu Deux disques perdus : Si les blocs P et Q sont perdus : recalcul de P et Q Un bloc de données et le bloc Q perdus : Reconstruction du bloc de données avec P Reconstruction du bloc Q avec les données Autres cas : difficiles (récupérables avec la théorie des champs, les corps de Galois, ) 37 Autres systèmes RAID RAID2 (obsolète) RAID 3 / RAID 4 (sensiblement proches RAID 5) Combinaisons de RAIDs SHR, Synology Hybrid RAID (propriétaire) RAID 01 / RAID RAID 01 / RAID 0 + 1

8 RAID 10 / RAID RAID 10 / RAID RAID 50 / RAID RAID 15 / RAID RAID 15 / RAID RAID 50 / RAID 5 + 0

9 RAID 51 / RAID RAID 51 / RAID RAIDS logiciels De la théorie à la pratique Supportés par les OS Quelques exemples de matériels et solutions - Windows - Mac OS X - Linux RAIDS logiciels Windows - RAID géré depuis windows RAID 0 / RAID 1 initialement -RAID 5 par la suite Texte Demo : Raid sous Mac OS X Utilisant 2 clés USB

10 Texte Serveur NAS pour particulier Exemple : Synology DS415+ (env. 500 euro) 4 baies Synology NAS-Tour DS3615xs Texte Monté en gamme Exemple : Synology DS1813+ (env. 800 euro) Processeur 3.4GhZ 4GB de RAM Max 96 TB env Format Tour vs Rack Stockage dans des baies Armoire Rack Baie serveurs Coffret (plus petit) t a i l l e c o m p t é e e n nombre d unités (u) 12u, 42u,

11 En GE Regroupement de disques sur racks Plusieurs racks mis en parallèle Utilisation d un contrôleur externe Constructeurs Texte Garantir la haute disponibilité Synology QNAP NetGear IOMEGA Bufallo LaCie RAID sur serveur ex : Dell PowerEdge 2900 env (varie selon disques) A mi-chemin entre la station de travail et le NAS

12 Choisir sa solution Construire sa solution Nombre de baies Nombre de disques en spare Puissance CPU Mémoire Mais avant toute chose : Quelle utilité? Que peut faire un NAS? Que peut faire un NAS? Serveur multimédia DLNA/UPnP Partage de vos Films, Musique et Photos Streaming (sur ipad, TV, etc ) Serveur itunes/air Play Partage de musique Serveur de téléchargement Téléchargement autonome de Torrent Newsgroup Direct Download Serveur Authentification LDAP Serveur d impression Partage d imprimante Serveur de surveillance une ou plusieurs caméras connectée, streaming vidéo Serveur Time Machine/Time Capsule Sauvegarde du disque Serveur Web Serveur VPN Que peut faire un NAS? Disque spare Serveur Antivirus Serveur BDD (myqsl, autre) Gestion de la réplication Serveur de log Serveur SVN / Git Travail collaboratif Et bien d autres choses Disque non utilisé pour stockage en condition normale Occupation d une baie Prend le relais d un autre disque en cas de défaillance Hot spare : prend immédiatement le relais Cold spare : relais manuel (intervention a distance) Possibilité de définir plusieurs disques spare Mais coût supplémentaire en baies

13 Le choix du disque dur Capacité Robustesse Technologie Vitesse lecture / écriture Garantie SAV Texte exemple : WD Red Conçu spécialement pour les NAS Gestion du NAS Sous-traitance En entreprise En cas de soucis : Alarmes Astreinte Intervention d un technicien Expédition d un disque dur Contrat dont le coût influe sur la rapidité d intervention

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