Expériences sur les RAIDs

RAIDs paranoïaques

1. I) le RAID

1) Qu’est ce que le RAID ?

    Le RAID (Redundant Array of Independent Disks) est une technologie permettant de mettre en place des moyens de protéger les données présentes sur différents disques dur en combinants les différents espaces de stockages de ceux-ci. Les disques durs doivent tous avoir la même taille. Les plus communs sont les raids 0, 1, et 5, bien que d’autres technologies existent. le terme disque dur est ici utilisé comme terme générique mais cette technologie est également exploitables sur d’autres supports de stockage, notamment les SSD

   

2) Les differents types de RAIDs

Le RAID 0 va permettre de (presque) doubler les vitesses de lectures et d'écritures des données en répartissant ces dernières sur plusieurs disques. Cependant si un des disques dur tombe en panne on perd toutes les données de tous les disques, qui ne sont plus lisibles. Il n’y a pas de perte d’espace de stockage avec ce RAID. À noter que ce RAID n’en ai pas vraiment un étant donné qui ne présente aucune redondance des données

   

Le RAID 1 n'augmente pas les vitesses de lectures mais va fonctionner en copiant en miroir les données sur deux ou plus de deux disques dur. l’espace de stockage n’augmente pas étant donné que les données sont strictement identiques sur les différents disques cependant le redondance est extrême. Prenons l'exemple d’un RAID 1 de 3 disques dur, Si un des deux tombe en panne aucune donnée ne sera perdue.

   

Le RAID 5 va utiliser la parité pour permettre une récupération des données en cas de perte d’un disque du RAID. La parité est enregistrée sur un des disques, qui contiendra un bit 0 si la somme des bits des autres autres disques est pair et 1 si la somme de ses mêmes bits est impaire. cette paritée est décalée de disques en disques pour chaque bande. Un espace équivalent  à un des disques dur est perdu dans l'opération

3) Les RAIDs complexes

    Si ces technologies sont le plus fréquemment utilisées tel quel, il est possible de les recombiner entre elles, notamment pour augmenter drastiquement la redondance des disques durs. Nous allons nous intéresser à deux de ces solutions, le RAID 51 et et le RAID 15, ou RAID 5+1 et RAID 1+5.

    Il s’agit de l'empilement de deux couches de RAIDs, généralement une couche matérielle (configurée dans le bios) et une couche logicielle configurée dans via des utilitaires présents ou non dans l’OS. Pour de raisons de limitation du matérielle à notre disposition , nous allons réaliser cet empilement via deux couches logiciels.

   

Dans le cas du RAID 15, nous allons créer trois RAIDs 1 de chacun deux disques de 1gb puis recombiner ces trois RAIDs 1 en un RAID 5

Pour le RAID 51 on prend également 6 disques dur de 1gb chacun, rassemblés en deux RAIDs 5 eux même assemblés en un RAID 1

1. II) Alertes par messagerie électronique.

en cas de problème sur le raid, un message électronique sera envoyé à l’adresse email ugotheo@yopmail.com. Cela permettra de savoir très rapidement quand il sera nécessaire de changer un des disques dur. 

III) Mise en place.

1. Théorique

Comme dis plus tôt, il existe deux manières de mettre en place des RAIDs, matérielle et logiciel. il est également possible de combiner ces différents RAIDs, les RAIDs logiciels apparaissant comme des disques dur dans les utilitaires de gestion des espaces disques. Sous windows, il n’est pas possible d’empiler des RAIDs logiciel, donc de mettre en place un RAID 51 ou un RAID 15 de façon complètement logicielle. Il est donc nécessaire de créer des RAIDs 1 ou des RAIDs 5 matériels puis de les recombiner après en logiciel. cela n'a pas été possible dans  à cause des limitation techniques de notre serveur qui ne gère pas plus d’un RAID physique. 

La solution retenue à donc était d’installer un serveur linux sous  debian 9 qui lui peut gérer plusieurs couches de RAIDs logiciels.

Nous allons ici faire des grappes qui compterons 6 disques en tout, avec des RAIDs 5 de trois espaces de stockage (3 disques dur “physiques” en raid 51, trois grappes de RAIDs 1 en RAID 15)

1. Mise en place

Nous expliquons ici l'installation du raid 15, les commandes pour le raid 51 étant très semblables vous trouverez en annotations en italiques les différences pour mettre en place ce dernier. 

Note : X étant le nom du disque sous linux. Les commandes devant être exécuté dans un terminal de préférence administrateur et fait si possible sur un Linux  

La première étape du processus est de bien s’assurer et de vérifier le bon état de fonctionnement des disques : 

Formatage du disque dur :

gdisk /dev/sd "X" (lettre du disque)

Tapez O

Tapez y

Tapez n

Tapez "Entrée" 3 fois

Entrez : "fd00"

Vérification des disques pour le bon type :

mdadm -E /dev/sd["X"-"X"]

Une fois cela crée nous allons commencer à créer les “sous-RAID” pour ensuite les formater en type de fichier “raid” pour les remonter si besoin : 

Création à proprement parler le RAID 5 :

mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 /dev/sd[b-e]

mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 /dev/sd[f-i]

Vérifications des disques & formatage du disque dur :

Gdisk /dev/md"X" ("X" étant le numéro du RAID sélectionné)

gdisk /dev/sd "X" (lettre du raid)

Tapez O

Tapez y

Tapez n

Tapez "Entrée" 3 fois

Entrez : "fd00"

Créer à proprement parler le RAID 1 :

mdadm --create /dev/md3 --level=1 --raid-devices=2 /dev/md[1-2]

Supprimer un disque / RAID (si nécessaire) :

mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdc --remove /dev/sdc

III) Tests

   

résultats théorique	raid 15	raid 51
vitesse max vitesse min	2x la vitesse d’un disque vitesse d’un disque	2x la vitesse d’un disque vitesse d’un disque
ratio espace disponible/espace physique	1 pour 3	1 pour 3
tolérance à la panne	4 disques peuvent tomber en panne au maximum, tant que les deux derniers ne sont pas dans le même RAID 1	4 disques peuvent tomber en panne au maximum, tant que les deux derniers sont dans le même RAID 5

Les disques durs “physiques” sont émulés par VMware à partir du même raid matériel sur notre serveur, leurs vitesses et leurs temps d'accès sont donc les mêmes. La taille des disques “physiques” est de 1go. 

            

résultats pratiques	RAID 15	RAID 51
vitesse en lecture / écriture avec tous les disques vitesse en lecture / écriture avec le nombre minimal de disques	624 MB / sec 450 MB /sec	758 MB / sec 470 MB /sec
ratio espace disponible/espace physique	1/3	1/3
tolérance à la panne	4 disques peuvent tomber en panne au maximum, tant que les deux derniers ne sont pas dans le même RAID 1	4 disques peuvent tomber en panne au maximum, tant que les deux derniers sont dans le même RAID 5