Stockage : on grimpe d’un cran avec les RAID 6, 10, 50, 60…

Dommage, pas de RAID 42
Tech 7 min
Stockage : on grimpe d’un cran avec les RAID 6, 10, 50, 60…
Crédits : prill/iStock

Dans la première partie de notre dossier sur le RAID, nous avons vu le vocabulaire de base, le principe de fonctionnement de cette technologie ainsi que les premiers niveaux 0, 1 et 5. Il est désormais temps d’aller un peu plus loin, en commençant par le RAID 6, avant de passer aux niveaux à deux chiffres et au RAID hybride de Synology.

RAID 6 : jusqu’à deux disques peuvent tomber en panne

Sur le principe, le RAID 6 est semblable au RAID 5, mais avec deux périphériques au lieu d’un seul pour la parité. Conséquence directe : la tolérance de panne est de deux disques. Il faut par contre un minimum de quatre périphériques de stockage pour un RAID 6, contre trois pour un RAID 5.

RAID 6
Crédits : Cburnett, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

La capacité totale est celle de l’ensemble des périphériques de la grappe moins deux (s’ils ont tous la même capacité). Par contre, « les performances de RAID 6 sont inférieures à celles de RAID 5 en raison de cette tolérance aux pannes supplémentaire », explique Seagate. Performances ou double redondance, il faut choisir.

Il existe d’autres niveaux de RAID comme les 2, 3 et 4, mais ils sont très peu utilisés et/ou obsolètes, nous les laissons donc de côté pour passer à des niveaux plus élevés avec deux chiffres.

RAID 10 : quand le RAID 1 rencontre le RAID 0

On commence avec le RAID 10, qui est l’occasion d’une petite précision utile pour la suite. Le RAID 10 – aussi appelé RAID 1 + 0 – consiste à cumuler du RAID 1 et 0 et à les imbriquer ; et c’est toujours la même chose dans le cas de RAID à deux chiffres.

Le RAID 10 veut proposer « la performance de RAID 0 et le niveau de protection des données de RAID 1 », explique Synology. Il faut au minimum quatre disques. On commence par mettre en place deux grappes de deux disques en RAID 1 (avec redondance des données donc). Les deux grappes sont ensuite montées en RAID 0 pour ne former qu’un seul ensemble.

Une image valant mille mots, voici à quoi cela ressemble :

RAID 10
Crédits : Cburnett, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Comme on peut le voir, si l’on perd un des quatre disques, l’intégrité des données n’est pas compromise et on garde les bonnes performances du RAID 0. On peut perdre jusqu’à deux disques sans perte de données, mais à condition qu’il en reste un valide dans chaque grappe RAID 1. Si les deux de la même grappe tombent en panne, c’est la fin des haricots. 

Le principal problème du RAID 10 est la capacité totale correspondant aux disques divisés par deux. Avec quatre HDD de 10 To, vous aurez donc 20 To utilisables. Le RAID 10 garde néanmoins certains avantages : n'utilisant pas de bits de parité, il aura un impact bien moindre sur le processeur en cas de RAID (semi-)logiciel. De plus, il ne nécessitera pas de reconstruction avec des calculs qui peuvent être importants en cas de changement d’un des disques.

Nous avons parlé ici d’un RAID 10 avec quatre disques, mais rien n’empêche de créer plus de deux grappes en RAID 1 puis de les assembler toutes en RAID 0. 

Il existe aussi un RAID 01 ou 0 + 1 avec le fonctionnement inverse : les deux grappes de base sont en RAID 0, puis assemblées via un RAID 1. Là encore le système supporte la panne d’un disque dur, mais dans ce cas la grappe en RAID 0 est inutilisable et les performances ne seront donc plus les mêmes.

Quatre disques sont nécessaires, avec une capacité totale divisée par deux, comme en RAID 10.

On grimpe d’un cran avec les RAID 50 et 60

Normalement vous avez déjà deviné ce que sont les RAID 50 et 60 : des assemblages de RAID 5 + 0 et 6 + 0 respectivement. Les grappes en RAID 1 sont donc remplacées par du RAID 5 ou 6, toujours avec un RAID 0 par-dessus. Il faut un minimum de six (2x 3) périphériques de stockage en RAID 50 et huit  (2x 4) en RAID 60. 

Un RAID 50 (ou 60) comprend ainsi au moins deux petites grappes RAID 5 (ou 6) réparties par striping (RAID 0). QNAP explique que le RAID 50/60 procure une « meilleure protection contre les défaillances et [des] temps de reconstruction plus rapides » que le RAID 5/6 respectivement.

Le fabricant recommande le RAID 50 « pour la sauvegarde dans les entreprises utilisant dix disques ou plus », tandis que le RAID 60 est « recommandé pour le stockage professionnel et le montage vidéo en ligne avec douze disques ou plus ».

Dans les deux cas, ils offrent plus de capacité que le RAID 10, mais il faut prendre en compte les calculs de parité qui peuvent avoir un impact important sur les performances. QNAP prend en charge les RAID 50 et 60 sur certains NAS, contrairement à Synology.

RAID 50
Crédits : Xxkxxkxxk.xxk, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

D’autres niveaux de RAID 

Sachez enfin qu’il existe d’autres niveaux de RAID que les principaux que nous venons d’évoquer, certains surtout utilisés dans le domaine professionnel. Citons pêle-mêle les RAID 05 (0 + 5), RAID 15 (1 + 5), RAID 51 (5 + 1 ), RAID 61 (6 + 1), RAID 5E et 5EE.

Dans ces deux derniers cas, il s’agit d’une amélioration du RAID 5 – accompagnée d'un ou deux E pour Enhanced – avec un disque supplémentaire comme unité de rechange (spare). Si l'un des disques tombe en panne, il prend automatiquement le relai. Attention, si une nouvelle panne intervient durant la phase de reconstruction, toutes les données peuvent être perdues. 

L’incidence du RAID sur la capacité

Voici quelques exemples de la capacité disponible avec différents niveaux de RAID.

Avec quatre disques de 4 To :

  • RAID 1 : 4 To
  • RAID 5 : 12 To 
  • RAID 6 : 8 To
  • RAID 10 : 8 To 
  • RAID 50 : impossible
  • RAID 60 : impossible

Avec six disques de 4 To :

  • RAID 1 : 4 To
  • RAID 5 : 20 To 
  • RAID 6 : 16 To
  • RAID 10 : 12 To 
  • RAID 50 : 16 To
  • RAID 60 : impossible

Avec huit disques de 4 To :

  • RAID 1 : 4 To
  • RAID 5 : 28 To 
  • RAID 6 : 24 To
  • RAID 10 : 16 To 
  • RAID 50 : 24 To
  • RAID 60 : 16 To

Comme on peut le voir, le RAID 6 prend l’avantage sur le RAID 10 au niveau de la capacité de stockage à partir de six périphériques, avec une différence plus marquée au fur et à mesure que le nombre de disques augmente. Si le RAID 6 a l’avantage sur la capacité, il nécessite le calcul des parités et peut prendre beaucoup de temps lors d’une reconstruction après une panne. 

RAID hybride SHR et SHR-2 de Synology

Le fabricant de NAS Synology propose un RAID maison baptisé SHR (Synology Hybrid RAID). Il s'agit donc de modes « hybrides », qui reproduisent le fonctionnement des RAID 5 et 6. Ils permettent surtout d’apporter une solution simple lorsque l’on utilise des périphériques de différentes capacités.

En effet, tous les modes précédemment évoqués nécessitent d'avoir des éléments de taille identique au sein d'une même grappe. Si ce n'est pas le cas, les capacités des différents disques seront limitées à celle du plus petit. Par exemple, un RAID 5 avec un disque de 4 To et deux de 10 To ne donnera que 8 To d’espace utilisable… pas très rentable.

Or, il arrive encore de recycler de vieux disques dans un NAS. Le manque de flexibilité du RAID peut devenir un problème concret. Synology a donc décidé d'imbriquer des modes RAID de manière transparente pour l’utilisateur. SHR (ou SHR-1) a une tolérance de panne d’un disque, contre deux pour SHR-2. Le choix se fera donc en fonction de vos besoins.

Par exemple, avec quatre disques suivant la répartition 2x 4 To + 1x 1 To + 1x 2 To, la capacité totale en SHR-1 sera de 7 To, contre 3 To en RAID 5. N’hésitez pas à voir ce qu’il en est dans votre cas avec ce simulateur

Notez enfin qu'un RAID F1 est également mentionné. Il s'agit d'un RAID 5 spécifiquement pensé pour les SSD, avec une écriture particulière des bits de parité afin d'assurer une répartition tenant compte de l'usure des cellules flash NAND. Si vous voulez en savoir plus, un document technique décrit cette solution.

RAID SHR

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