RAID signifie "Redundant Array of Inexpensive Disks" et a été conçu pour la première fois en 1987 par trois chercheurs de l'Université de Berkeley: Patterson, Katz et Gibson.
Les systèmes RAID sont exploités sur les machines importantes ou contenant des données devant être sécurisées. Ils servent à garantir l'intégrité de ces données, dans le cas d'une défaillance des disques durs. A l'exception du RAID 0 utilisé seul, ces systèmes sont destinés à sécuriser une machine contre ce genre de panne. Les systèmes RAID sont déclinés en plusieurs variantes qui sont décrites ici. Plusieurs disques durs (au minimum 2) sont nécessaires pour mettre en oeuvre l'un de ces systèmes. Un ensemble de disques durs associés est appelé "grappe". Ces disques durs sont généralement de type SCSI, et la plupart du temps, ils sont semblable les uns avec les autres. Comme nous le verrons plus loin, les différences de capacité peuvent poser quelques désagréments qui peuvent être facilement évités lorsque les disques durs sont strictement similaires. Ces disques durs sont connectés sur un contrôleur commun. En règle générale, celui-ci possède un BIOS dans lequel il est possible d'entrer par une combinaison de touches annoncée au démarrage de l'ordinateur. C'est là que le RAID peut entièrement être configuré. Il sera géré par le contrôleur SCSI. Une autre solution consiste à le configurer dans le système d'exploitation. Elle n'est toutefois que rarement utilisée, car elle ménage moins les capacités de l'ordinateur. En effet, davantage de ressources sont nécessaires. La mise en place d'un système RAID sur un serveur ou une station de travail dépend du contrôleur des disques durs. Généralement, il est nécessaire d'installer un contrôleur dans l'un des connecteurs de la carte mère. Celui-ci doit être capable de prendre en charge le mode désiré (RAID 5, RAID 1, etc). Les disques utilisés sont presque toujours des disques SCSI, même si d'autres types de disques peuvent également être utilisés en RAID.
RAID 0
Le RAID 0 utilise la segmentation des données. Celles-ci sont découpées en portions appelées "bandes" ou "strip". Elles sont ensuite reparties sur la grappe de disques durs. Par exemple, si la grappe est composée de 3 disques durs, ces bandes seront reparties de façon égales sur les trois simultanément.
La capacité exploitable en RAID 0 correspond à l'addition des disques durs. Par exemple, si une grappe est composée de 3 disques durs de 200 Go, la capacité sera de 200Go+200Go+200Go=600Go. Il est donc possible d'obtenir une capacité extrêmement grande par ce procédé. La taille des disques durs doit être de préférence identique. Si elle ne l'est pas, un ou plusieurs disques risquent d'être incomplètement exploités. Par exemple, si nous disposons de deux disques dur, l'un de 60Go et l'autre de 200Go et que celui de 60Go est plein, aucune autre donnée ne pourra être écrite, y compris sur le disque dur de 200Go. Il en résulte donc une perte d'espace considérable. Afin d'éviter cela, la capacité des disques durs doit être identique.
Les avantages du RAID 0 et de cette réparition sur plusieurs disques sont une capacité très haute et des performances élevées. Le débit et le volume des données qu'il est possible d'exploiter sont très élevées. Avec ce système, l'ordinateur verra un seul disque dur, comprenant l'addition des capacités de tous les disques durs de la grappe, comme mentionné précédement. Le point critique est que ce système n'est pas prévu pour améliorer la sécurité, contrairement aux autres systèmes RAID. Au contraire, la répartition sur plusieurs disques durs augmente la vulnérabilité de l'ordinateur. Si l'un des disques durs est détruit, c'est tout le volume, donc toutes les données qui deviennent inutilisables. Le RAID 0 améliore uniquement les performances de transfert des données et permet d'additionner les capacité de plusieurs disques durs et de les exploiter de la même façon que s'il s'agirait d'un seul disque. Pour ces raisons, le RAID 0 seul ne doit pas être exploité si les données sont importantes ou si l'ordinateur doit fonctionner de façon permanente.
RAID 1
Le RAID 1 est très souvent nommé "miroir" ou "mirroring". Il utilise deux disques durs. Ceux-ci ont un contenu strictement identique. Ainsi, si une modification est effectué sur l'un (suppression ou ajout d'un fichier, par exemple), elle est immédiatement répliquée sur le deuxième. Les deux disques ont donc toujours le même contenu et sont toujours synchronisés. De cette façon, si l'un des disques est défectueux, l'autre continue de fonctionner normalement. Les données sont donc sécurisées et l'ordinateur ne cesse pas de fonctionner.
Il peut bien entendu y avoir plusieurs miroirs sur une même machine. Il est fréquent de configurer deux disques en miroir pour le système d'exploitation, et deux autres disques pour les données importantes.
Si nous mettons en oeuvre le RAID 1 pour deux disques de taille identique, l'ordinateur verra un volume unique comprenant la taille d'un seul disque dur. Par exemple, si nous mettons deux disques de 320 Go en miroir, l'ordinateur verra un seul volume de 320Go. Lorsqu'un disque dur est détruit, il suffit de le remplacer directement, sans arrêter l'ordinateur. La copie se fera automatiquement sur le nouveau disque dur. L'ordinateur ne doit donc pas être arrêté et peut être laissé allumé.
RAID 2
Le RAID 2 reprend les mêmes caractéristiques que le RAID 0, à quelques exceptions. Le RAID 2 est pourvu d'un algorithme de détections d'erreurs (ECC). Il utilise une unité distincte pour les bits de contrôle. Ces détections d'erreurs rend ses performances faibles. En plus de cela, les contrôleurs actuels sont eux-mêmes pourvu de ces alogorithmes de sécurité. Il y a donc très peu d'avantage à mettre en oeuvre le RAID 2. Cela explique donc pourquoi il n'est plus utilisé aujourd'hui.
RAID 3
Le RAID 3 est d'une conception différente des normes précédentes. Il est assez souvent utilisé avec 3 disques durs. Les données sont enregistrées sous formes d'octets, et il est d'usage de consacrer un disque au stockage des informations de parité. Ainsi, si nous utilisons 3 disques de 200Go, le volume exploitable sera seulement l'addition de deux disques, soit 400Go. Le troisième contiendra les informations de parité. L'ordinateur verra donc un volume de 400Go.
Lorsque l'un des disques est défecteux, les données qu'il contenait peuvent être reconstruite à partir des autres disques durs. Dans le cas d'une panne, le remplacement du disque dur défectueux peut être effectué sans arrêter l'ordinateur.
RAID 4
Le RAID 4 repose sur le même principe que le RAID 3. La différence est qu'en RAID 4 la parité se rapporte à un secteur et non à un octet. Celui-ci est appelé "bloc". Le RAID 4 offre des performances sensiblement supérieures au RAID 3.
RAID 5
Le RAID 5 repose sur le même principe que le RAID 4. Il est utilisé avec 3 disques durs minimum. Il est bien entendu possible d'en utiliser davantage. En RAID 5, les informations de parité sont réparties sur l'ensemble de la grappe et ne sont pas centralisées sur un seul disque dur. La capacité qu'il est possible d'exploiter reste toutefois la même, c'est-à-dire que l'espace équivalent à un disque dur ne sera pas visible. Les performances et la rapidité du RAID 5 sont excellentes et atteignent celles du RAID 0, bien entendu sans les inconvénients que celui-ci présente.
RAID 6
Le RAID 6 est une évolution du RAID 5. Sa principale caractéristique est de tolérer que plus d'un disque dur soit détruit. En effet, dans toutes les versions précédentes, lorsque deux disques durs ou plus sont détruits, les données sont perdues. Le RAID 6 est la seule norme capable de tolérer la défaillance de deux disques durs. Comme pour le RAID 5, les données sont reconstituées. Toutefois, le RAID 6 repose sur un algorithme mathématique complexe qui rend l'opération de reconstitution plus lente et plus gourmande en ressources. Ses performances sont également légèrement inférieures au RAID 5. Bien que très efficace, le RAID 6 est la solution la plus chère.
Normes combinées
Il est possible de combiner plusieurs systèmes RAID en un seul. Le contrôleur doit toutefois être conçu pour permettre cela, ce qui n'est pas systématiquement le cas.
En RAID 01 (ou 0+1), nous mettons 2 grappes (ou plus) de disques durs en RAID 0. Nous obtenons alors 2 RAID 0 bien distincts. Nous établissons ensuite un miroir RAID 1 entre ces deux grappes. Nous obtenons alors deux ensembles de disques RAID 0 placés en miroir. Il est possible d'utiliser le nombre de disques durs désirés. Toutefois, 4 au minimum sont nécessaires avec ce système. Il permet d'utiliser le RAID 0 en le sécurisant. Cela est toutefois plus vulnérable qu'un RAID 1 classique entre deux disques.
En RAID 10 (ou 1+0), nous réalisons l'opération inverse. Ce mode nécessite également un minimum de 4 disques durs. Nous plaçons d'abord les deux premiers disques durs en miroir (RAID 1), puis les deux autres disques durs également en RAID 1. Nous obtenons alors deux ensembles RAID 1 bien distincts. Ces ensembles sont ensuite placés en RAID 0. Le RAID 10 est par conséquent l'addition des grappes en miroir. Il est possible d'utiliser autant de grappes en miroir que nécessaire. Ce système est plus sûr que le RAID 01.
