Raid matériel Vs. RAID logiciel

Comment protéger vos données en utilisant ZFS

Une question souvent posée dans l’industrie des serveurs est :  » qu’est-ce qui est mieux – le RAID logiciel ou le RAID matériel ? « . Si vous faites des recherches sur ce sujet, beaucoup d’informations sur le RAID suggèrent qu’une carte RAID matérielle est préférable à l’utilisation d’un RAID logiciel. Mais je ne suis pas d’accord. À mon avis, pour la plupart des applications, le RAID logiciel est bien meilleur que le RAID matériel. Le RAID matériel a effectivement sa place sous certains OS, mais je vais vous dire pourquoi le logiciel est généralement bien supérieur.

Préférer le RAID matériel au RAID logiciel vient d’une époque où le matériel n’était tout simplement pas assez puissant pour gérer le traitement du RAID logiciel, ainsi que toutes les autres tâches pour lesquelles il était utilisé. À l’époque, la solution consistait à utiliser une carte RAID matérielle avec un processeur intégré qui traitait les calculs RAID « hors ligne ». Elle se présentait au système d’exploitation de l’ordinateur comme un disque unique et traitait en interne les données qui entraient et sortaient des différents dispositifs de stockage (disques durs). Cela permettait de faire fonctionner les choses en douceur tout en bénéficiant de la sécurité du RAID.

Le RAID matériel est encore populaire auprès de certaines personnes et de nombreuses cartes RAID matérielles d’aujourd’hui offrent des performances qui déchirent tout en allégeant la charge sur le CPU, mais il y a encore quelques problèmes et inconvénients sérieux :

• Des difficultés à récupérer les données lorsque des pannes majeures se produisent

• Des protocoles propriétaires/non standard qui signifient que votre réseau ne fonctionne qu’avec la même carte raid matérielle. Vous ne pouvez pas brancher votre ensemble de disques durs sur n’importe quelle carte RAID et espérer qu’elle lise vos données.

• Le RAID matériel a la capacité de prendre un groupe de disques et de le faire apparaître comme un seul disque. Cette architecture est élégante dans sa simplicité. Cependant, cela empêche aussi fondamentalement l’intégration de fonctionnalités dans le système d’exploitation et le système de fichiers. Cette intégration est vraiment ce qui a permis au RAID logiciel de dépasser considérablement le RAID matériel.

Où je crois que nous sommes aujourd’hui

Deux choses se sont produites qui ont bénéficié au RAID logiciel par rapport au RAID matériel et lui ont permis de prendre la tête. La puissance de calcul a augmenté si radicalement que la charge de calcul présentée par le RAID n’est plus significative. Deuxièmement, la force, les fonctionnalités et l’intégration du logiciel RAID ont augmenté de façon spectaculaire.

Le RAID matériel continue d’offrir des solutions architecturales solides et simples pour combiner plusieurs disques dans des matrices RAID et les présenter au système d’exploitation comme un seul périphérique. Ceci est particulièrement utile avec MS Windows qui a une mise en œuvre douloureusement lente du RAID logiciel. Cependant, il continue à présenter un risque pour la sécurité des données parce que vous devez utiliser un contrôleur identique (ou compatible) pour récupérer les données en cas de défaillance matérielle.

Du côté logiciel, le RAID logiciel d’aujourd’hui est super rapide (au moins avec Linux et BSD), extrêmement flexible et hautement intégré dans les OS. Il est également beaucoup plus capable et puissant dans les situations de récupération que le RAID matériel. Pour récupérer vos données, tout ce dont vous avez besoin est un autre serveur de stockage avec le même système d’exploitation. Après cela, les étapes sont simples, il suffit de brancher les disques et de se mettre au travail – vous devriez être en mesure de récupérer à peu près n’importe quelle situation où votre perte de données n’a pas dépassé les limites fondamentales.

Il est clair que les ordinateurs et les logiciels ont parcouru un très long chemin et il devient plus clair que le RAID défini par logiciel va être de plus en plus répandu au fil du temps.

ZFS Système de fichiers et gestionnaire de volumes

Maintenant, nous allons creuser dans l’un de nos systèmes de fichiers et gestionnaires de volumes préférés, ZFS. Nous allons parler de certaines des fonctionnalités qui rendent ZFS unique et ensuite vous donner un exemple d’un de nos clients qui a économisé beaucoup d’argent parce qu’il utilisait ZFS avec le RAID logiciel.

Nous aimons ZFS parce qu’il peut contourner beaucoup de problèmes qui pourraient survenir lors de l’utilisation de cartes RAID traditionnelles. Par exemple, au lieu qu’une carte RAID matérielle obtienne la première fente sur vos disques, ZFS utilise une carte JBOD qui prend les disques et les traite avec son gestionnaire de volume et son système de fichiers intégrés. Cela donne à ZFS un plus grand contrôle pour contourner certains des défis que posent habituellement les cartes RAID matérielles. En raison de ce contrôle et de ses caractéristiques fonctionnelles, ZFS peut gérer les erreurs extrêmement bien. Ces fonctionnalités, y compris la copie sur l’écriture, les instantanés, la mise à l’échelle pratiquement infinie, l’auto-réparation avec les sommes de contrôle et la virtualisation intégrée pour votre pool de stockage, donnent à ZFS un niveau supplémentaire de robustesse.

ZFS a sa propre façon de structurer les nouvelles écritures appelée copie sur l’écriture. C’est différent de la façon dont la plupart des gestionnaires de volumes structurent les nouvelles écritures. Normalement, lorsqu’une modification ou de nouvelles données sont écrites, elles sont écrites par-dessus les anciennes données. Cependant, s’il y a une panne de courant pendant cette écriture, les données peuvent être perdues. Au lieu d’écrire sur les anciennes données, ZFS écrit les données dans un nouvel emplacement et copie le chemin d’accès. Cela signifie que vos données ne seront pas perdues en cas de coupure de courant pendant l’écriture. Cela donne également à ZFS la possibilité d’une autre de ses fonctionnalités les plus utiles ; les instantanés.

Les instantanés sont essentiellement des timbres temporels qui montrent ce que le chemin des données était à un moment spécifique dans le passé, ceux-ci sont stockés dans leur propre table séparée des données. Comme ZFS n’écrase pas les données et les écrit plutôt à un nouvel emplacement, vous pouvez revenir à un horodatage précédent, cela fonctionne presque comme une sauvegarde. Les instantanés ont cependant beaucoup moins de frais généraux qu’une véritable sauvegarde, car une sauvegarde complète nécessite de copier vos données. Les instantanés peuvent être pris rapidement et facilement en comparaison.

ZFS a également une incroyable capacité à se guérir contre les erreurs d’écriture, la corruption des données ou la pourriture des bits. Il analyse les données stockées dans des emplacements redondants en utilisant des sommes de contrôle et se répare en fonction des incohérences. Il dispose également de la fonctionnalité RAID traditionnelle, qui utilise la mise en miroir, le striping et les contrôles de parité. Lors de l’utilisation d’une carte RAID matérielle, le vérificateur d’état du disque est masqué lorsque les disques y sont branchés. C’est un problème car vous ne voyez pas les signes imminents qu’un de vos disques est sur le point de casser sa pipe. ZFS contourne ce problème car il n’a aucune opération écrite sur les disques avant qu’ils ne soient présentés au système d’exploitation.

Exemple de cas client

Nous faisons tous des erreurs, certaines peuvent être plus coûteuses que d’autres. Un de nos clients utilisant ZFS sur son Storinator a dû déménager des bureaux et n’a pas sorti les disques durs avant le déménagement et a en quelque sorte endommagé les disques pendant le déménagement.

Lorsque le client a tenté de démarrer le Storinator et d’importer le pool ZFS – certains des disques étaient endommagés et d’autres mal placés – il y avait même des métadonnées corrompues. Cependant, comme le client utilisait ZFS, il a pu reconstruire le pool assez facilement.

Notre équipe de support ici à 45Drives a pu importer manuellement le pool comme dégradé. Une fois que le pool était dedans, nous avons pu ajouter de nouveaux lecteurs, nettoyer le pool et les choses sont revenues à la normale.

Nous n’avons pu le faire qu’en raison de la résilience de ZFS, mais cela n’aurait pas été possible si notre client utilisait le RAID matériel car il est beaucoup plus sensible aux défaillances des composants. S’ils utilisaient un RAID matériel, il y avait de fortes chances que leurs données soient perdues – sans une sorte de récupération coûteuse.

Résumé
Si vous avez besoin du plus haut niveau de sécurité, de fonctionnalités et de performances, le RAID logiciel est la réponse. Notez, que vous aurez besoin d’utiliser un OS haute performance comme Linux ou BSD ; et si vous le faites, vous devriez vraiment considérer ZFS. Ses performances sont excellentes sur les machines d’aujourd’hui, il porte la sécurité des données à un niveau sans précédent et, en prime, il est vraiment facile à utiliser une fois que vous arrivez à la courbe d’apprentissage.