Présentation des différents types de disques durs, de la technologie RAID et des contrôleurs RAID pour les serveurs PowerEdge et les châssis de serveur lame Dell

Présentation des différents types de disques durs, de la technologie RAID et des contrôleurs RAID pour les serveurs PowerEdge et les châssis de serveur lame Dell


Sommaire :

  1. Types de disques durs
  2. Qu’est-ce que la technologie RAID ?
  3. Solutions RAID disponibles
  4. Présentation de la configuration

     
Cet article fournit des informations sur les différents types de disques durs, la technologie RAID et les contrôleurs RAID présents sur les serveurs PowerEdge et châssis de serveur lame Dell.

Types de disques durs

Le contrôleur Dell PERC (PowerEdge RAID) et les autres contrôleurs peuvent prendre en charge plusieurs types de disques durs. Il existe quatre types de disques principaux utilisés dans les serveurs de 9e génération et de génération ultérieure de Dell. Vérifiez les limites de spécifications de configuration selon le type de contrôleur utilisé. En outre, différents types de disques ne peuvent pas être associés dans le même jeu RAID. Il existe également des différences de performances de transfert indiquées par les noms SATA 1, 2 ou 3. Elles peuvent également être indiquées par 3 ou 6 Gbits/s. Afin d'atteindre la vitesse maximale du disque dur, le fond de panier, les câbles et le contrôleur doivent tous prendre en charge le débit défini. Dans la plupart des cas, les spécifications les plus élevées sont rétrocompatibles avec la vitesse la plus basse commune. Exemple : brancher un disque dur de 6 Gbits/s sur un fond de panier de 3 Gbits/s donnera une vitesse de 3 Gbits/s.

 

  1. Serial ATA (SATA) : les disques durs SATA sont les disques durs de base des serveurs Dell PowerEdge. La technologie Serial ATA a été conçue pour remplacer l'ancienne technologie Parallel ATA (PATA) standard (souvent appelée par son ancien nom : IDE) et offre plusieurs avantages par rapport à la précédente interface : dimensions et coûts de câble réduits (7 conducteurs au lieu de 40), remplacement à chaud natif, transfert de données plus rapide grâce à une fréquence de signalisation plus élevée et transfert plus efficace via un protocole E/S de mise en fil d'attente. Sur certains systèmes sans contrôleur, ces disques peuvent être reliés aux connecteurs SATA intégrés sur la carte mère. Sur des serveurs plus petits avec contrôleur, ces disques peuvent toujours être câblés, car ces systèmes ne disposent pas de fond de panier. Les disques durs câblés ne sont pas échangeables à chaud.

     
  2. Near Line SAS : les disques SAS Near Line sont des disques avec une interface, une tête, un support et une vitesse de rotation SAS similaire aux disques SATA d'entreprise standard avec une interface SAS très performante pour disques durs de type SAS classiques. Cela permet d'offrir de meilleures performances et une meilleure fiabilité comparé à la technologie SATA. Il s'agit essentiellement d'un système hybride entre SATA et SAS.

     
  3. Serial Attached SCSI (SAS) : SAS est un protocole de communication utilisé dans les disques durs et les lecteurs de bande des entreprises. SAS est un protocole point-à-point qui remplace l'ancienne technologie de bus parallèle SCSI. Il utilise le jeu de commandes standard SCSI. Ces systèmes offrent des connexions supplémentaires en plus de la connexion SATA. Il s'agit là de performances de pointe pour les lecteurs électromécaniques.

     
  4. Solid-State Drive (SSD) : un disque SSD est un périphérique de stockage des données qui utilise un assemblage de circuits intégrés en tant que mémoire pour stocker des données d'une manière persistante. La technologie SSD utilise des interfaces électroniques compatibles avec les disques durs à bloc d'entrée/sortie traditionnels. Les disques SSD n'utilisent pas de composants mécaniques mobiles, ce qui les distingue des disques magnétiques traditionnels, tels que les disques durs qui sont des appareils électromécaniques contenant des disques en rotation et des têtes de lecture/d'écriture amovibles. En comparaison avec les disques électromécaniques, les disques SSD sont en principe moins sensibles aux chocs physiques. Ils sont plus silencieux et offrent des temps d'accès et d'attente plus réduits. Grâce à ces fonctions, les lecteurs SSD sont probablement les disques les plus rapides en termes d'E/S sur le marché d'aujourd'hui dans un format compact de disque dur standard.

     

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Qu’est-ce que la technologie RAID ?

Le terme RAID désigne un groupe de plusieurs disques physiques indépendants qui permet d’optimiser les performances en augmentant le nombre de disques utilisés pour l’accès aux données et leur enregistrement. Un sous-système de disque RAID améliore les performances des entrées/sorties et la disponibilité des données. Le groupe de disques physiques est identifié par le système hôte sous la forme d'une seule unité de stockage ou de plusieurs unités logiques. Le débit de données augmente, car le système accède simultanément à plusieurs disques. Les systèmes RAID améliorent également la disponibilité du système de stockage ainsi que la tolérance aux pannes. Les données perdues en raison d'une panne d'un disque physique peuvent être restaurées en reconstruisant les données manquantes à partir des autres disques physiques, qui contiennent des données ou des informations de parité. RAID n'est pas une solution de sauvegarde. Cette technologie ne remplace pas une solution de sauvegarde de données adéquate destinée à la conservation et à la sécurité des données.


 

Les différents niveaux de RAID :

  • RAID 0 utilise la répartition (striping) des données sur plusieurs disques pour accélérer le débit de données, notamment pour les fichiers volumineux, dans les environnements ne nécessitant pas de redondance des données.
  • RAID 1 exploite la mise en miroir des disques afin d'écrire les données simultanément sur deux disques physiques. Il est particulièrement adapté aux bases de données de petite taille ou aux applications peu gourmandes en ressources, mais nécessitant une redondance totale des données.
  • RAID 5 combine répartition sur disques et stockage de données de parité sur tous les disques physiques (parité distribuée) afin de fournir un haut débit et une redondance des données, particulièrement pour les accès aléatoires aux données peu volumineuses.
  • RAID 6 est une évolution du RAID 5. Il utilise un bloc de parité supplémentaire. Il met en place une répartition au niveau du bloc, avec deux blocs de parité répartis sur tous les disques membres du groupe. RAID 6 protège des situations où deux disques tombent en panne, ainsi que des pannes qui surviennent lorsqu'un seul disque est en cours de reconstruction. Si vous utilisez une seule matrice, la mise en place d'un système RAID 6 est plus efficace que l'utilisation d'un disque de rechange.
  • RAID 10 est une combinaison de RAID 0 et de RAID 1 et utilise la répartition sur des disques mis en miroir. Il fournit un haut débit et une redondance totale des données. RAID 10 prend en charge jusqu'à huit matrices et jusqu'à 32 disques physiques par matrice.
  • RAID 50 est une combinaison de RAID 0 et RAID 5 dans laquelle une matrice RAID 0 est répartie sur plusieurs éléments RAID 5. RAID 50 nécessite au moins six disques.
  • RAID 60 est une combinaison de RAID 0 et RAID 6 dans laquelle une matrice RAID 0 est répartie sur plusieurs éléments RAID 6. Ce niveau nécessite au moins 8 disques.



Terminologie RAID
 

  • RAID 0 : RAID 0 vous permet d’écrire des données sur plusieurs disques physiques au lieu d’un seul. RAID 0 exige que l'espace de stockage de chaque disque physique soit partitionné en bandes de 64 Ko. Ces bandes sont entrelacées de manière séquentielle. La partie de la bande qui se trouve sur un seul disque physique est appelée « élément de bande ». Par exemple, sur un système équipé de quatre disques utilisant uniquement RAID 0, le segment 1 est écrit sur le disque 1, le segment 2 sur le disque 2, etc. Le niveau de RAID 0 améliore les performances, car le système peut accéder simultanément à plusieurs disques physiques mais il ne fournit aucune redondance des données. (Figure 1 (en anglais uniquement)). 


Disque 1  
Figure 1 : RAID 0

Tolérance de panne : aucune
Avantages : performances améliorées, stockage supplémentaire
Inconvénient : ne doit pas être utilisé pour les données critiques, car la perte de données est inévitable lors d'une panne de disque.


 

RAID 1

Le niveau RAID 1 permet d'écrire les données simultanément sur deux disques physiques. En cas de panne d'un disque, le contenu de l'autre peut servir à faire fonctionner le système et à reconstruire le disque physique en panne. L'avantage principal de RAID 1 est la redondance totale des données. Car la totalité du contenu du disque est écrite sur le second disque et le système peut fonctionner si l'un de ces deux disques tombe en panne. Les deux disques contiennent en permanence les mêmes données. L'un des deux disques physiques peut être utilisé en tant que disque physique opérationnel (Figure 2 (en anglais uniquement)).

Remarque : la mise en miroir améliore les performances de lecture grâce à l'équilibrage de charge de lecture.

Disque 2 
Figure 2 : RAID 1


Tolérance de panne : erreurs de disque, panne d'un seul disque
Avantages : hautes performances de lecture, récupération rapide après une panne de disque, redondance des données
Inconvénients : haut risque de surcharge de disque, capacité limitée

 

RAID 5 et 6

Les données de parité sont des données redondantes générées afin de fournir une tolérance aux pannes pour certains niveaux de RAID. En cas de panne d'un disque, le contrôleur peut utiliser les données de parité pour régénérer les données utilisateur. Il existe des données de parité en RAID 5, 6, 50 et 60. Ces données sont réparties sur tous les disques physiques du système. En cas d'échec d'un seul disque physique, vous pouvez le reconstruire à partir de la parité et des données figurant sur les autres disques physiques. Le niveau de RAID 5 combine répartition sur disques et parité distribuée, comme indiqué ci-dessous (Figure 3 (en anglais uniquement)). La parité fournit la redondance nécessaire pour faire face à une panne d'un seul disque physique sans dupliquer l'intégralité du contenu des disques physiques.  Le niveau de RAID 6 combine répartition sur disques et parité distribuée (Figure 4 (en anglais uniquement)). Ce niveau de parité permet de gérer une panne de deux disques physiques sans dupliquer l'intégralité du contenu des disques physiques.
 
RAID 5
DISQUE 3 
Figure 3 : RAID 5

Tolérance de panne : erreurs de disque, pannes d'un seul disque
Avantages : utilisation efficace de la capacité du lecteur, hautes performances de lecture, performances d'écriture moyennes à hautes
Inconvénients : impact de défaillance de disque moyen, nouvelle création plus chronophage en raison du nouveau calcul de parité


 
RAID 6
Disque 4 
Figure 4 : RAID 6

Tolérance de panne : erreurs de disque, pannes de deux disques
Avantages : redondance des données, hautes performances de lecture
Inconvénients : performances d'écriture diminuées en raison des doubles calculs de parité, coût supplémentaire à cause des deux disques dédiés à la parité




 
RAID 10 : RAID 10 exige qu’au moins deux ensembles mis en miroir travaillent ensemble. Plusieurs ensembles RAID 1 sont combinés pour former une seule matrice. Les données sont réparties sur tous les lecteurs mis en miroir. Puisque chaque lecteur est mis en miroir dans RAID 10, il n'existe aucun délai car aucun calcul de parité n'a lieu. Cette stratégie RAID permet de supporter la perte de plusieurs lecteurs tant que deux lecteurs de la même paire mise en miroir sont toujours opérationnels. Les volumes de RAID 10 offrent un haut débit et une redondance des données complète (Figure 5 (en anglais uniquement)).

DISQUE 5 
Figure 5 : RAID 10

Tolérance de panne : erreurs de disque, une panne par ensemble de disques mis en miroir
Avantages : hautes performances de lecture, prend en charge le plus grand groupe RAID de 192 lecteurs
Inconvénient : prix plus élevé


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Solutions RAID disponibles par carte contrôleur


Les niveaux de RAID pris en charge par chaque contrôleur RAID PowerEdge (PERC, PowerEdge Raid Controller) sont répertoriés dans le tableau sur dell.com/perc.

 

Présentation de la configuration



Au moment de l'achat du système, la plupart des systèmes sont préconfigurés avec le niveau de RAID que vous avez sélectionné et sont opérationnels dès leur livraison. En général, dans ce cas de figure, aucune autre action du client n'est nécessaire étant donné que le système est configuré et prêt à l'emploi. Si, une modification est nécessaire après la réception de l'unité, le niveau de RAID peut être modifié via l'interface du logiciel ou du contrôleur sans perte de données selon le contrôleur, le niveau de RAID d'origine et le type de niveau que vous cherchez à obtenir. Toutes les migrations ne sont pas prises en charge. Si la migration n'est pas possible, il vous faudra complètement réinitialiser les disques durs et recréer le système de zéro. Avertissement : il est fortement conseillé de créer une sauvegarde valide de vos données avant d'effectuer ou de tenter toute modification. Toute défaillance peut provoquer la perte des données. Migration d'un niveau de RAID (par exemple, pour le contrôleur H700/H800).

 
Remarque : le nombre total de disques physiques d'un groupe de disques ne peut pas dépasser 32.
 
Remarque : vous ne pouvez pas effectuer de migration du niveau RAID et d'extension de capacité pour les niveaux RAID 10, 50 et 60.
  
 
Niveau de RAID source Niveau de RAID cible Nombre de disques physiques requis (début) Nombre de disques physiques (fin) Possibilité d'extension de la capacité Description
RAID 0 RAID 0 1 2 ou plus Oui Accroît la capacité en ajoutant des disques.
RAID 0 RAID 1 1 2 Aucune Conversion d'un disque virtuel non redondant en disque virtuel en miroir par ajout d'un disque.
RAID 0 RAID 5 1 ou plus 3 ou plus Oui Il faut ajouter au moins un lecteur pour les données de parité distribuée.
RAID 0 RAID 6 1 ou plus 4 ou plus Oui Il faut ajouter au moins deux lecteurs pour les données de parité distribuée double.
RAID 1 RAID 0 2 2 ou plus Oui Supprime la redondance tout en augmentant la capacité.
RAID 1 RAID 5 2 3 ou plus Oui Conserve la redondance tout en doublant la capacité.
RAID 1 RAID 6 2 4 ou plus Oui Il faut ajouter deux lecteurs pour les données de parité distribuée.
RAID 5 RAID 0 3 ou plus 3 ou plus Oui Conversion en un disque virtuel non redondant et récupération de l'espace disque utilisé pour les données de parité distribuée.
RAID 5 RAID 5 3 4 ou plus Oui Accroît la capacité en ajoutant des disques.
RAID 5 RAID 6 3 ou plus 3 ou plus Oui Il faut ajouter au moins un lecteur pour les données de parité distribuée double.
RAID 6 RAID 0 4 ou plus 4 ou plus Oui Conversion en un disque virtuel non redondant et récupération de l'espace disque utilisé pour les données de parité distribuée.
RAID 6 RAID 5 4 ou plus 4 ou plus Oui Suppression d'un ensemble de données de parité et récupération de l'espace disque utilisé.
RAID 6 RAID 6 4 5 ou plus Oui Accroît la capacité en ajoutant des disques.




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Le contenu des Conseils Pratiques est publié par les professionnels du support technique Dell eux-mêmes, ces derniers résolvant les problèmes techniques au quotidien. Afin de parvenir à une publication rapide, les Conseils Pratiques consistent simplement en des solutions partielles ou de nouvelles approches qui sont encore en cours de développement ou en attente de validation. Dans la mesure où ces Conseils pratiques n’ont pas été revus, validés ou approuvés par Dell, ils doivent être utilisés avec précaution. Dell ne saurait être responsable de toute perte, y compris, mais de façon non exhaustive, la perte de données, la perte de profit ou de revenu que les clients pourraient subir à l’occasion de la mise en pratique des Conseils exposés sur cette page.

Article ID: SLN129581

Last Date Modified: 24/04/2018 12:44


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