22410B 9 : Implémentation d'un système de stockage local Système RAID.

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1 22410B 9 : Implémentation d'un système de stockage local Système RAID

2 RAID assure la tolérance de pannes grâce aux éléments suivants
22410B Qu'est-ce que le RAID ? 9 : Implémentation d'un système de stockage local RAID associe plusieurs disques dans une seule unité logique pour assurer la tolérance de pannes et les performances RAID assure la tolérance de pannes grâce aux éléments suivants Mise en miroir des disques Informations de parité RAID peut présenter des avantages en termes de performances en répartissant les E/S sur plusieurs disques RAID peut être configuré sur plusieurs niveaux différents RAID ne doit pas remplacer les sauvegardes de serveur

3 Agrégat par bandes sans parité ou mise en miroir
Niveaux RAID 9 : Implémentation d'un système de stockage local Chaque paire de disques est mise en miroir, puis les disques en miroir sont agrégés RAID 1+0 Agrégat par bande au niveau du bloc avec parité répartie sur tous les disques RAID 6 Lecteurs en miroir RAID 1 Agrégat par bande au niveau du bloc avec parité répartie sur tous les disques RAID 5 Agrégat par bandes sans parité ou mise en miroir RAID 0

4 RAID 0 Le RAID 0, également connu sous le nom d'« entrelacement de disques » ou de « volume agrégé par bandes » (striping en anglais) est une configuration RAID permettant d'augmenter significativement les performances de la grappe en faisant travailler N disques durs en parallèle (N>=2) Capacité : La capacité totale est égale à celle du plus petit élément de la grappe multiplié par le nombre d'éléments présent dans la grappe, car le système d'agrégation par bandes se retrouvera bloqué une fois que le plus petit disque sera rempli (voir schéma). L'espace excédentaire des autres éléments de la grappe restera inutilisé. Il est donc conseillé d'utiliser des disques de même capacité. Fiabilité : Le défaut de cette solution est que la perte d'un seul disque entraîne la perte de toutes ses données. Coût : Dans un RAID 0, qui n'apporte aucune redondance, tout l'espace disque disponible est utilisé (tant que tous les disques ont la même capacité).

5 RAID 1 : Disques en miroir
Le RAID 1 consiste en l'utilisation de N disques redondants (avec N>=2), chaque disque de la grappe contenant à tout moment exactement les mêmes données, d'où l'utilisation du mot « miroir » (mirroring en anglais). Capacité : La capacité totale est égale à celle du plus petit élément de la grappe. L'espace excédentaire des autres éléments de la grappe restera inutilisé. Il est donc conseillé d'utiliser des éléments identiques. Fiabilité : Cette solution offre un excellent niveau de protection des données. Elle accepte une défaillance de N-1 éléments. Coût : Les coûts de stockage sont élevés et directement proportionnels au nombre de miroirs utilisés alors que la capacité utile reste inchangée. Plus le nombre de miroirs est élevé, et plus la sécurité augmente, mais plus son coût devient prohibitif.

6 RAID 5 : volume agrégé par bandes à parité répartie
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 N-1 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.

7 RAID 5 (Suite) 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).

8 Petit Guide du RAID Une configuration RAID de disques est appelé un groupe RAID RAID 0 – Données réparties sur les disques Améliore les performances Toute panne de disque = perte de données A B C D RAID 1 - Les mêmes données en miroir sur deux disques Améliore les performances et la disponibilité Peut coûter cher Peut survivre perte d'un disque A A RAID 3 – Données réparties sur les disques Élément de parité utilisée pour la validation / récupération Améliore l'utilisation du disque et de la disponibilité Peut survivre perte d'un disque, mais Simple disque de parité peut être goulot d'étranglement A B C P D E F P RAID 5 – Données réparties sur les disques Élément de parité utilisée pour la validation / récupération Parité écrit sur ​​différents disques pour chaque bande Améliore les performances sur RAID 3 (pas goulot d'étranglement) Peut survivre à la perte d'un disque A B C P P D E F Tous les types de RAID non représentés Nombre de disques dans un groupe RAID peut dépasser 4 (sauf pour le RAID 1) Data Parity

9 RAID 6 : Evolution du RAID 5
Le RAID 6 est une évolution du RAID 5 qui accroît la sécurité en utilisant N informations redondantes au lieu d'une. Il peut donc résister à la défaillance de N disques. Les fondements mathématiques utilisés pour les informations de redondance du RAID 6 sont beaucoup plus complexes que pour le RAID 5 ; les implémentations de l'algorithme se limitent souvent à N=2 (soit la perte de 2 disques) de ce fait. Si la sécurité est plus grande, le coût en matériel est plus élevé et la vitesse est moindre. La puissance CPU nécessaire pour calculer les redondances et surtout pour reconstruire un volume défectueux est également nettement plus importante. Les défauts majeurs sont : Les temps d'écriture sont longs à cause des calculs de redondance complexes. Le temps de reconstruction en cas de défaillance simultanée de 2 disques est extrêmement long.

10 le RAID 01 (ou RAID 0+1) Il permet d'obtenir du mirroring rapide puisqu'il est basé sur des grappes en striping. Chaque grappe contenant au minimum 2 éléments, et un minimum de 2 grappes étant nécessaire, il faut au minimum 4 unités de stockage pour créer un volume RAID0+1. La fiabilité est moyenne car un disque défectueux entraîne le défaut de toute la grappe qui le contient. Par ailleurs, cela allonge beaucoup le temps de reconstruction et dégrade les performances pendant la reconstruction. L'intérêt principal est que dans le cas d'un miroir à 3 grappes ou plus, le retrait volontaire d'une grappe entière permet d'avoir une sauvegarde "instantanée" sans perdre la redondance.

11 RAID 10 (ou RAID 1+0) Il permet d'obtenir un volume agrégé par bande fiable (puisqu'il est basé sur des grappes répliquées). Chaque grappe contenant au minimum 2 éléments et un minimum de 2 grappes étant nécessaire, il faut au minimum 4 unités de stockage pour créer un volume RAID10. Sa fiabilité est assez grande puisqu'il faut que tous les éléments d'une grappe soient défectueux pour entraîner un défaut global. La reconstruction est assez performante puisqu'elle ne mobilise que les disques d'une seule grappe et non la totalité.

12 Gestion des disques et des volumes
22410B Gestion des disques et des volumes 9 : Implémentation d'un système de stockage local Extension et réduction de volumes

13 Sélection d'un format de table de partition
9 : Implémentation d'un système de stockage local MBR Format de table de partition standard depuis le début des années 80 Prend en charge au maximum 4 partitions par lecteur Peut partitionner un disque jusqu'à 2 To MBR : Master boot record, 1er secteur d'un disque dur (CHS 001) adressable par le BIOS afin de lire la table des partitions et d'exécuter la routine d'amorçage de la partition active (secteur d’amorce de la partition) chargeant le système d'exploitation. GPT : Dans le domaine du matériel informatique, une table de partitionnement GUID, en anglais GUID Partition Table (GPT) est un standard pour décrire la table de partitionnement d'un disque dur. Bien qu'il fasse partie du standard EFI Extensible Firmware Interface (qu'Intel propose en remplacement du PC BIOS), il est aussi utilisé sur certains BIOS à cause des limitations de la table de partitionnement du MBR qui limite la taille des partitions à 2.2 To (241 octets). GPT gère les disques durs et partitions jusqu'à 9.4 Zo ZettaOctets (273 octets) GPT GPT est le successeur du format de table de partition MBR Prend en charge un maximum de 128 partitions par lecteur Peut partitionner un disque jusqu'à 18 To Utilise MBR pour les disques dont la taille est inférieure à 2 To Utilise GPT pour les disques dont la taille est supérieure à 2 To

14 Sélection d'un type de disque
22410B Sélection d'un type de disque 9 : Implémentation d'un système de stockage local Les disques de base sont Des disques initialisés pour le stockage de base Le système de stockage par défaut pour le système d'exploitation Windows Les disques dynamiques peuvent Être modifiés sans redémarrage de Windows Proposer plusieurs options pour la configuration des volumes Un volume de disque nécessite Un volume système pour les fichiers spécifiques au matériel qui sont nécessaires au démarrage du serveur Un volume de démarrage pour les fichiers du système d'exploitation Windows

15 Choix d'un système de fichiers
22410B Choix d'un système de fichiers 9 : Implémentation d'un système de stockage local Lors de la sélection d'un système de fichiers, tenez compte des différences entre FAT, NTFS et ReFS Caractéristiques du système FAT Système de fichiers de base Limitations de taille de partition FAT32 pour les disques de plus grande taille exFAT développé pour les lecteurs flash USB Caractéristiques du système NTFS Métadonnées Audit et journalisation Sécurité (listes de contrôle d'accès et chiffrement) Caractéristiques du système ReFS Prise en charge de la compatibilité descendante pour NTFS Vérification des données et correction d'erreurs améliorées Prise en charge de fichiers, répertoires, volumes, etc, de plus grande taille EXT2 sous LINUX EXT3 Avec journalisation sous LINUX

16 Qu'est-ce que le système de fichiers ReFS ?
22410B 9 : Implémentation d'un système de stockage local ReFS est un nouveau système de fichiers intégré à Windows Server 2012. Il présente les avantages suivants Intégrité des métadonnées avec sommes de contrôle Flux d'intégrité avec intégrité des données utilisateur Modèle transactionnel d'allocation à l'écriture Tailles importantes de volumes, fichier et répertoire (2^78 avec une taille de cluster de 16 Ko) Pool de stockage et virtualisation Répartition des données pour performances et redondance Nettoyage des disques pour les protéger contre les erreurs de disque latentes Résilience aux dommages avec récupération Pools de stockage partagés sur les ordinateurs Résilience : Capacité à absorber une perturbation, à se réorganiser, et à continuer de fonctionner de la même manière qu’avant.

17 Que sont les points de montage et les liens ?
22410B Que sont les points de montage et les liens ? 9 : Implémentation d'un système de stockage local Un point de montage est une référence à un emplacement sur un disque qui permet au système d'exploitation Windows d'accéder aux ressources du disque Utilisez des points de montage de volume Pour monter des volumes ou des disques en tant que dossiers au lieu d'utiliser des lettres de lecteur Lorsqu'aucune lettre de lecteur n'est disponible pour la création de nouveaux volumes Pour ajouter de l'espace disque sans modifier la structure de dossiers Un fichier de liaison contient une référence à un autre fichier ou répertoire Options de liaison Lien de fichier symbolique (ou lien logiciel) Lien de répertoire symbolique (ou jonctions de répertoire)

18 Extension et réduction de volumes
22410B Extension et réduction de volumes 9 : Implémentation d'un système de stockage local Vous pouvez redimensionner les volumes NTFS du système d'exploitation Windows, en commençant par Windows Vista et Windows Server 2008 Lorsque vous souhaitez redimensionner un disque, tenez compte des éléments suivants Vous pouvez étendre ou réduire les volumes NTFS Les volumes ReFS peuvent uniquement être étendus FAT/FAT32/exFAT ne peut pas être redimensionné Vous pouvez réduire un volume seulement jusqu'aux fichiers qui ne peuvent pas être déplacés Les clusters défectueux sur un disque vous empêcheront de réduire un volume

19 Implémentation d'espaces de stockage
22410B Implémentation d'espaces de stockage 9 : Implémentation d'un système de stockage local Options de gestion avancée pour les espaces de stockage

20 Qu'est-ce que la fonctionnalité Espaces de stockage ?
22410B Qu'est-ce que la fonctionnalité Espaces de stockage ? 9 : Implémentation d'un système de stockage local Utilisez les espaces de stockage pour ajouter des disques physiques de tout type et de toute taille à un pool de stockage, puis créez des disques virtuels hautement disponibles à partir du pool de stockage Disques physiques Pool de stockage Disque virtuel Lecteur de disque Pour créer un disque virtuel, vous avez besoin des éléments suivants Un ou plusieurs disques physiques Pool de stockage qui inclut les disques Lecteurs virtuels qui sont créés avec les disques à partir du pool de stockage Lecteurs de disque qui sont basés sur des lecteurs virtuels Les lecteurs virtuels ne sont pas des disques durs virtuels (VHD) ; ils doivent être considérés comme un lecteur dans le Gestionnaire de disques

21 Options de configuration des disques virtuels
22410B Options de configuration des disques virtuels 9 : Implémentation d'un système de stockage local Fonctionnalité Options Disposition du stockage Simple Miroir bidirectionnels ou tridirectionnel Parité Taille des secteurs de disque 512 Allocation de lecteurs Magasin de données Manuel Échange à chaud

22 Options de gestion avancée pour les espaces de stockage
22410B Options de gestion avancée pour les espaces de stockage 9 : Implémentation d'un système de stockage local La gestion de base pour les espaces de stockage est disponible dans le Gestionnaire de serveurs En cas de défaillance du disque N'utilisez pas chkdsk ou l'analyse de disque Remplacez le lecteur par un nouveau La gestion avancée a besoin de Windows PowerShell Applet de commande Windows PowerShell Description Get-StoragePool Liste des pools de stockage Repair-VirtualDisk Réparation d'un disque virtuel Get-PhysicalDisk | Where{$_.HealthStatus -ne “Healthy”} Liste des disques physiques défectueux Reset-PhysicalDisk Retrait d'un disque physique d'un pool de stockage Get-VirtualDisk | Get-PhysicalDisk Liste des disques physiques utilisés pour un disque virtuel