Citation :
RAID 5 : volume agrégé par bandes à parité répartie[modifier]
RAID 5
Le RAID 5 combine la méthode du volume agrégé par bandes (striping) à une parité répartie. Il s'agit là d'un ensemble à redondance . La parité, qui est incluse avec chaque écriture se retrouve répartie circulairement sur les différents disques. Chaque bande est donc constituée de blocs de données et d'un bloc de parité. Ainsi, en cas de défaillance de l'un des disques de la grappe, pour chaque bande il manquera soit un bloc de données soit le bloc de parité. Si c'est le bloc de parité, ce n'est pas grave, car aucune donnée ne manque. Si c'est un bloc de données, on peut calculer son contenu à partir des autres blocs de données et du bloc de parité. L'intégrité des données de chaque bande est préservée. Donc non seulement la grappe est toujours en état de fonctionner, mais il est de plus possible de reconstruire le disque une fois échangé à partir des données et des informations de parité contenues sur les autres disques.
On voit donc que le RAID 5 ne supporte la perte que d'un seul disque à la fois. Ce qui devient un problème depuis que les disques qui composent une grappe sont de plus en plus gros (1 To et plus). Le temps de reconstruction de la parité en cas de disque défaillant est allongé. Il est généralement de 2 h pour des disques de 300 Go contre une dizaine d'heures pour 1 To. Pour limiter le risque il est courant de dédier un disque dit de spare. En régime normal il est inutilisé. En cas de panne d'un disque il prendra automatiquement la place du disque défaillant. Cela nécessite une phase communément appelée "recalcul de parité". Elle consiste pour chaque bande à recréer sur le nouveau disque le bloc manquant (données ou parité).
Bien sûr pendant tout le temps du recalcul de la parité le disque est disponible normalement pour l'ordinateur qui se trouve juste un peu ralenti.
Exemple pratique : Considérons quatre disques durs A, B, C et D, de tailles identiques. Le système va enregistrer les premiers blocs en les répartissant sur les disques A, B et C comme en mode RAID 0 (striping) et, sur le disque D, le résultat de l'opération OU exclusif entre les autres disques (ici A xor B xor C). Ensuite le système va enregistrer les blocs suivants en les répartissant sur les disques D, A et B, puis la parité (soit D xor A xor B) sur le disque C, et ainsi de suite en faisant permuter circulairement les disques, à chaque bloc. La parité se trouve alors répartie sur tous les disques.
En cas de défaillance d'un disque, les données qui s'y trouvaient pourront être reconstituées par l'opération xor. En effet, l'opération XOR () a la propriété suivante : si on considère blocs de taille identique et si alors , et de façon générale, .
C'est-à-dire que n'importe quel bloc de données perdu à cause d'un disque défaillant sur un RAID 5 de disques peut-être récupéré grâce au bloc de données de contrôle.
On voit donc que si on veut écrire dans un bloc, il faut lire le bloc à modifier. Lire le bloc de parité de la bande. Écrire le bloc de données et le bloc de parité. L'opération xor permet heureusement de calculer la nouvelle parité sans avoir besoin de lire les blocs de données de la bande. Augmenter le nombre de disque d'une grappe RAID 5 n'allonge donc pas le temps de lecture ou d'écriture. Cependant si plusieurs processus veulent écrire simultanément dans un ou plusieurs blocs de données d'une même bande la mise à jour du bloc de parité devient un point de blocage. Les processus concurrents sont suspendus à la libération du bloc de parité et de fait cela limite le débit d'écriture. Plus le nombre de disque d'une grappe RAID 5 augmente plus le temps de reconstruction d'un disque défaillant augmente. Puisque pour reconstituer le bloc manquant d'une bande il faut lire tous les autres blocs de la bande et donc tous les autres disques.
Ce système nécessite impérativement un minimum de trois disques durs. Ceux-ci doivent généralement être de même taille, mais un grand nombre de cartes RAID modernes autorisent des disques de tailles différentes.
La capacité de stockage utile réelle, pour un système de disques de capacité identiques est de . En cas d'utilisation de disques de capacités différentes, le système utilisera dans la formule précédente la capacité minimale.
Ainsi par exemple, trois disques de 100 Go en RAID 5 offrent 200 Go utiles ; dix disques, 900 Go utiles.
Ce système allie sécurité (grâce à la parité) et bonne disponibilité (grâce à la répartition de la parité), même en cas de défaillance d'un des périphériques de stockage.
Il existe une variante : le « RAID 5 varientable » où chaque disque a son propre contrôle. Toutes les autres fonctionnalités sont identiques.
On a souvent tendance à croire qu'un système RAID 5 est totalement fiable. Il est en effet généralement admis que la probabilité de défaillance simultanée de plusieurs disques est extrêmement faible — on parle évidemment d'une défaillance entraînant la perte de données définitive sur plusieurs disques et non d'une simple indisponibilité de plusieurs disques. Cela est vrai pour une défaillance générale d'une unité de disque. Cependant, cela est faux si l'on considère comme "défaillance" un seul secteur devenu illisible.
En effet, dans la pratique, il est très rare que toutes les données d'un volume soient lues régulièrement. Et quand bien même ce serait le cas, la cohérence de la parité n'est que très rarement vérifiée pour des raisons de performances. Il est donc probable que des défauts tels que des secteurs de parité illisibles ne soient pas détectés pendant une très longue période. Lorsque l'un des disques devient réellement défectueux, la reconstruction nécessite de parcourir l'intégralité des disques restants. On peut alors découvrir des défauts qui étaient restés invisibles jusque-là.
Tout ceci pourrait ne pas être bien grave et occasionner la perte d'une quantité de données minime (un secteur de disque), cependant, l'extrême majorité des contrôleurs RAID est incapable de gérer les défaillances partielles : ils considèrent généralement qu'un disque contenant un secteur illisible est totalement défaillant. À ce moment-là, 2 disques sont considérés défaillants simultanément et le volume RAID 5 devient inutilisable. Il devient extrêmement difficile de récupérer les données, et extrêmement coûteux.
Un système RAID 5 doit donc être vérifié et sauvegardé très périodiquement pour s'assurer que l'on ne risque pas de tomber sur ce genre de cas. D'autre part, en cas de défaillance, il est nécessaire de disposer de matériel très coûteux pour espérer récupérer les données, ce qui rend le RAID 5 très peu recommandable aux particuliers et aux petites entreprises.
Avantages :
performances en lecture aussi élevées qu'en RAID 0 et sécurité accrue
surcoût minimal (capacité totale de disques sur un total de n disques)
Inconvénients :
pénalité en écriture du fait du calcul de la parité
minimum de 3 disques
|
FORUM HardWare.fr
