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Introduction au RAID, concepts de RAID et niveaux RAID - Partie 1

RAID est un réseau redondant de disques bon marché, mais il est aujourd'hui appelé réseau redondant de disques indépendants. Auparavant, il était très coûteux d'acheter même une taille de disque plus petite, mais de nos jours, nous pouvons acheter une grande taille de disque avec la même quantité qu'auparavant. Raid est simplement une collection de disques dans un pool pour devenir un volume logique.

Raid contient des groupes, des ensembles ou des tableaux. Une combinaison de pilotes constitue un groupe de disques pour former une matrice RAID ou un ensemble RAID. Il peut s'agir d'au moins 2 disques connectés à un contrôleur RAID et constituer un volume logique ou plusieurs disques peuvent être dans un groupe. Un seul niveau Raid peut être appliqué dans un groupe de disques. Les raids sont utilisés lorsque nous avons besoin d'excellentes performances. Selon le niveau de raid sélectionné, les performances différeront. Sauvegarde de nos données par tolérance aux pannes et haute disponibilité.

Cette série sera intitulée Préparation à la configuration des RAID à travers les parties 1 à 9 et couvrira les sujets suivants.

Il s'agit de la première partie d'une série de 9 didacticiels. Nous aborderons ici l'introduction du RAID, les concepts de RAID et les niveaux de RAID requis pour la configuration du RAID sous Linux.

RAID logiciel et RAID matériel

Le Software RAID a de faibles performances, en raison de la consommation des ressources des hôtes. Le logiciel Raid doit charger pour lire les données à partir des volumes RAID du logiciel. Avant de charger le logiciel raid, le système d'exploitation doit démarrer pour charger le logiciel raid. Pas besoin de matériel physique dans les raids logiciels. Investissement à coût nul.

Le RAID matériel offre des performances élevées. Il s'agit d'un contrôleur RAID dédié construit physiquement à l'aide de cartes PCI Express. Il n’utilisera pas la ressource hôte. Ils disposent de NVRAM pour le cache en lecture et en écriture. Stocke le cache lors de la reconstruction, même en cas de panne de courant, il stockera le cache à l'aide de batteries de secours. Des investissements très coûteux nécessaires à grande échelle.

La carte RAID matérielle ressemblera à ci-dessous :

Concepts présentés du RAID

  1. La méthode Parité dans le raid régénère le contenu perdu à partir des informations enregistrées par parité. RAID 5, RAID 6 basé sur la parité.
  2. Stripe partage des données de manière aléatoire sur plusieurs disques. Il n’y aura pas de données complètes sur un seul disque. Si nous utilisons 3 disques, la moitié de nos données seront sur chaque disque.
  3. La Mirroring est utilisée dans RAID 1 et RAID 10. La mise en miroir consiste à créer une copie des mêmes données. En RAID 1, le même contenu sera également enregistré sur l'autre disque.
  4. Hot Spare n'est qu'un disque de rechange sur notre serveur qui peut remplacer automatiquement les disques défectueux. Si l'un des disques de notre matrice tombe en panne, ce disque de secours chaud sera utilisé et reconstruit automatiquement.
  5. Les morceaux ne sont qu'une taille de données qui peut être minimale de 4 Ko et plus. En définissant la taille des blocs, nous pouvons augmenter les performances d'E/S.

Les RAID sont à différents niveaux. Ici, nous verrons uniquement les niveaux RAID qui sont principalement utilisés dans un environnement réel.

  1. RAID0=Entrelacement
  2. RAID1=Mise en miroir
  3. RAID5=Parité distribuée sur disque unique
  4. RAID6=Parité distribuée double disque
  5. RAID10=Combinaison de Mirror & Stripe. (RAID imbriqué)

Le RAID est géré à l'aide du package mdadm dans la plupart des distributions Linux. Jetons un bref aperçu de chaque niveau RAID.

RAID 0 (ou) Entrelacement

Le striping a une excellente performance. Dans Raid 0 (Striping), les données seront écrites sur le disque en utilisant la méthode partagée. La moitié du contenu sera sur un disque et l'autre moitié sera écrite sur un autre disque.

Supposons que nous ayons 2 lecteurs de disque, par exemple, si nous écrivons les données « TECMINT » sur le volume logique, elles seront enregistrées car « T » sera enregistré sur le premier disque. et 'E' sera enregistré sur le deuxième disque et 'C' sera enregistré sur le premier disque et encore une fois 'M' sera enregistré sur Deuxième disque et il continue dans le processus round-robin.

Dans cette situation, si l’un des disques tombe en panne, nous perdrons nos données, car la moitié des données de l’un des disques ne peuvent pas être utilisées pour reconstruire le raid. Mais en comparant la vitesse d'écriture et les performances, RAID 0 est excellent. Nous avons besoin d'au moins 2 disques minimum pour créer un RAID 0 (Striping). Si vous avez besoin de vos précieuses données, n'utilisez pas ce NIVEAU RAID.

  1. Haute performance.
  2. Il n'y a aucune perte de capacité dans RAID 0
  3. Tolérance zéro faute.
  4. L'écriture et la lecture seront de bonnes performances.

RAID 1 (ou) mise en miroir

La mise en miroir a de bonnes performances. La mise en miroir peut faire une copie des mêmes données que celles dont nous disposons. En supposant que nous ayons deux nombres de disques durs de 2 To, nous avons au total 4 To, mais en miroir tandis que les disques sont derrière le contrôleur RAID pour former un disque logique. Seuls nous pouvons voir les 2 To de disque logique.

Pendant que nous sauvegardons les données, elles seront écrites sur les deux disques de 2 To. Au moins deux disques sont nécessaires pour créer un RAID 1 ou un miroir. En cas de panne de disque, nous pouvons reproduire l'ensemble de raid en remplaçant un nouveau disque. Si l'un des disques tombe en panne dans RAID 1, nous pouvons récupérer les données de l'autre car il y avait une copie du même contenu sur l'autre disque. Il n’y a donc aucune perte de données.

  1. Bonne performance.
  2. Ici, la moitié de l'espace sera perdue en capacité totale.
  3. Tolérance totale aux pannes.
  4. La reconstruction sera plus rapide.
  5. Les performances d’écriture seront lentes.
  6. La lecture sera bonne.
  7. Peut être utilisé pour les systèmes d’exploitation et les bases de données à petite échelle.

RAID 5 (ou) Parité distribuée

RAID 5 est principalement utilisé au niveau des entreprises. RAID 5 fonctionne par méthode de parité distribuée. Les informations de parité seront utilisées pour reconstruire les données. Il reconstruit à partir des informations laissées sur les bons disques restants. Cela protégera nos données contre les pannes de disque.

Supposons que nous ayons 4 disques, si un disque tombe en panne et pendant que nous remplaçons le disque en panne, nous pouvons reconstruire le disque remplacé à partir des informations de parité. Les informations de parité sont stockées sur les 4 disques, si nous avons 4 numéros de disque dur de 1 To. Les informations de parité seront stockées dans 256 Go dans chaque pilote et 768 Go supplémentaires dans chaque lecteur seront définis pour les utilisateurs. RAID 5 peut survivre à une seule panne de disque. Si plusieurs disques tombent en panne, cela entraînera une perte de données.

  1. Performance excellente
  2. La lecture sera extrêmement très bonne en vitesse.
  3. L'écriture sera moyenne, lente si nous n'utilisons pas de contrôleur RAID matériel.
  4. Reconstruisez à partir des informations de parité de tous les lecteurs.
  5. Tolérance totale aux pannes.
  6. 1 L'espace disque sera sous parité.
  7. Peut être utilisé dans les serveurs de fichiers, les serveurs Web, les sauvegardes très importantes.

Disque distribué RAID 6 à deux parités

RAID 6 est identique au RAID 5 avec un système distribué à deux parités. Principalement utilisé dans un grand nombre de tableaux. Nous avons besoin d'au moins 4 disques, même si 2 disques tombent en panne, nous pouvons reconstruire les données tout en remplaçant de nouveaux disques.

Très lent que RAID 5, car il écrit les données sur les 4 pilotes en même temps. La vitesse sera moyenne lorsque nous utiliserons un contrôleur RAID matériel. Si nous avons 6 numéros de disques durs de 1 To, 4 disques seront utilisés pour les données et 2 disques seront utilisés pour la parité.

  1. Mauvaise performance.
  2. Les performances de lecture seront bonnes.
  3. Les performances d'écriture seront médiocres si nous n'utilisons pas de contrôleur RAID matériel.
  4. Reconstruisez à partir de 2 disques de parité.
  5. Tolérance totale aux pannes.
  6. L'espace de 2 disques sera sous parité.
  7. Peut être utilisé dans de grands tableaux.
  8. Peut être utilisé à des fins de sauvegarde, de streaming vidéo, utilisé à grande échelle.

RAID 10 (ou) Mirror & Stripe

RAID 10 peut être appelé 1+0 ou 0+1. Cela fera les deux travaux de Mirror & Striping. Le miroir sera le premier et la bande sera le deuxième dans RAID 10. Stripe sera le premier et le miroir sera le deuxième dans RAID 01. RAID 10 est meilleur que 01.

Supposons que nous ayons 4 nombres de lecteurs. Pendant que j'écris des données sur mon volume logique, elles seront enregistrées sous les 4 lecteurs à l'aide des méthodes miroir et stripe.

Si j'écris des données « TECMINT » dans RAID 10, les données seront enregistrées comme suit. Le premier « T » écrira sur les deux disques et le deuxième « E » écrira sur les deux disques. Cette étape sera utilisée pour toutes les écritures de données. Il fera également une copie de toutes les données sur un autre disque.

En même temps, il utilisera la méthode RAID 0 et écrira les données comme suit : « T » écrira sur le premier disque et « E » écrira sur le deuxième disque. Encore une fois, « C » écrira sur le premier disque et « M » sur le deuxième disque.

  1. Bonnes performances en lecture et en écriture.
  2. Ici, la moitié de l'espace sera perdue en capacité totale.
  3. Tolérance aux pannes.
  4. Reconstruction rapide à partir de la copie des données.
  5. Peut être utilisé dans le stockage de base de données pour des performances et une disponibilité élevées.

Conclusion

Dans cet article, nous avons vu ce qu'est le RAID et quels niveaux sont principalement utilisés en RAID dans un environnement réel. J'espère que vous avez appris l'article sur le RAID. Pour la configuration RAID, il faut connaître les connaissances de base sur RAID. Le contenu ci-dessus permettra de comprendre les bases du RAID.

Dans les prochains articles, je vais expliquer comment configurer et créer un RAID à l'aide de différents niveaux, développer un groupe RAID (matrice) et dépanner des disques défectueux et bien plus encore.