Définition d’un système RAID

Conçus pour optimiser le stockage et l’accées aux données, les systèmes RAID, Redundant Array of Independent Drive ou Matrice redondante de disques indépendants en français, désignent les schémas de stockage de données informatiques réparties sur plusieurs disques durs. Les systèmes RAID, en répartissant les données sur plusieurs disques améliorent la sécurité des données et les performances générales relativement à un système classique uniquement composé d’un serveur et de stations de travail.

Pour répondre à des contraintes de performances plus ou moins exigeantes, plusieurs niveaux de RAID sont opérationnels dans les entreprises. Cinq niveaux sont apparus nécessaires au lancement de cette technologie, ils sont aujourd’hui combinés en variantes, avec des imbrications de niveaux entre eux. Certains sont même non standard en produit propriétaire.

Un RAID regroupe les disques durs physiques en une seule unité logique. Un matériel spécial et un logiciel dédié gère cette unité de stockage globale qui rend transparente pour l’utilisateur final l’existence même des disques physiques. Les solutions du RAID sont installées dans le système d’exploitation par différents procédés possibles tels un ajout de composants sur la carte mère, un ajout de cartes, ou à plus grande échelle par des serveurs NAS ou SAN. Le système d’exploitation considère alors chaque volume RAID comme un disque unique et rend ses constituants physiques invisibles pour l’utilisateur final.

Trois concepts performants sont mis à disposition dans le système RAID :

Le « mirroring », appelé miroitage en français, reproduit les données sur plusieurs disques.
Le « striping », ou volume agrégé par bandes, accepte la segmentation des données au travers d’au minimum deux disques.
La correction d’erreur, soit la tolérance aux pannes, est un service RAID qui permet de détecter les problèmes éventuels où sont stockées les données redondantes, avec la capacité de les réparer.

Selon la configuration système, les différents niveaux de RAID emploient une ou plusieurs de ces techniques.

RAID est habituellement servi sur les serveurs, mais cette technologie peut être installée sur des postes de travail dans des cas où le traitement de données est particulièrement lourd, comme pour des montages vidéo et audio.

Le lexique RAID et les définitions spécifiques

Chaque domaine a son vocabulaire spécifique, les systèmes RAID ne dérogent pas à la règle. Voici un aperçu du lexique utilisé dans les RAID et leurs définition

RAID : Le système RAID est une technologie permettant d’utiliser deux ou plusieurs disques durs dans diverses configurations dans le but de renforcer les performances et accroitre la fiabilité tout en gérant un grand volume de données grâce à l’utilisation de la consolidation de ressources de disques et des calculs paritaires.
Parité : ce calcul mathématique autorise les disques présents dans une matrice RAID de tomber en panne sans une constatation de perte de données. Par exemple, l’équation A + B = C est constamment vérifiée, les 3 variables situées chacune sur un disque différent étant parfaitement connues. Si B tombe en panne, il est alors facile de le calculer : B = C-A. B peut donc être recalculée si elle disparaît. Il en est bien entendu de même pour les autres variables.
Mirroring : les données d’un ou plusieurs disques durs sont doublées au minimum sur un autre disque physique.
Striping : les données et la parité peuvent être écrites sur plusieurs disques. Comme l’explique le schéma, les données sont inscrites dans les disques dans un ordre séquentiel.

Bloc : Un bloc représente l’espace logique de tous les disques où les données sont écrites. La capacité de l’espace est couramment une taille comprise entre 256KB et 16 Ko fixée par le contrôleur RAID. Ces blocs sont répartis sur les disques en adoptant le principe de la distribution et non du regroupement.

Symétrie Gauche / Droite - La symétrie dans un RAID contrôle la bonne répartition des données et la parité sur les disques. 4 principaux types de symétrie sont utilisés selon le niveau du RAID. Certaines entreprises réalisent leur propre configuration en fonction de leurs besoins. Voir RAID 5 pour plus d’information sur la symétrie.
Hot Spare : face aux défaillances de disques RAID, plusieurs stratégies sont utilisées dont l’utilisation d’un disque de secours : il s’agit en fait d’un disque de rechange pour remplacer celui qui est altéré.
En mode dégradé : si une unité du RAID est indéchiffrable alors le disque est considéré comme défaillant, il retiré du RAID. Les données et la parité sont alors écrites et réparties sur les autres disques du RAID. S’il y a une demande pour une donnée qui se trouve toujours sur le disque défaillant, cette donnée est reconstituée grâce à la parité, utilisant les ressources du RAID dont les performances sont alors dégradées d’où le nom « mode dégradé ».