Stockage
Du disque au dossier partagé : les couches, les types de RAID, et quand présenter une LUN.
Les couches du stockage
- Disques
- Les supports physiques, HDD ou SSD.
- Pool de stockage
- Les disques réunis selon un type de RAID. C'est lui qui encaisse la panne d'un disque. Même nom chez Synology et QNAP.
- Volume
- L'espace formaté, avec un système de fichiers : Btrfs ou ext4 chez Synology, ext4 sous QTS, ZFS sous QuTS hero.
- Dossier partagé
- Un répertoire du volume publié en SMB ou NFS. Le NAS gère les fichiers et les droits.
- LUN
- Un disque virtuel présenté en iSCSI. Le serveur qui le monte le formate et en gère le contenu.
Les types de RAID en un coup d'œil
| Type | Chez | Disques min. | Capacité utile | Pannes tolérées | Pour |
|---|---|---|---|---|---|
| Basic / Single | les deux | 1 | le disque | aucune | tests, jamais de données |
| JBOD | les deux | 2 | la somme des disques | aucune | à éviter |
| RAID 0 | les deux | 2 | N × le plus petit | aucune | données temporaires seulement |
| RAID 1 | les deux | 2 | un disque | tous sauf un | NAS à deux baies |
| RAID 5 | les deux | 3 | (N − 1) × le plus petit | 1 | 3 à 5 disques de même taille |
| RAID 6 | les deux | 4 | (N − 2) × le plus petit | 2 | beaucoup de disques, gros disques |
| RAID 10 | les deux | 4, pair | N ÷ 2 × le plus petit | 1 par paire | VM, bases de données |
| RAID 50 | QNAP | 6 | un disque de moins par sous-groupe | 1 par sous-groupe | grands pools |
| RAID 60 | QNAP | 8 | deux disques de moins par sous-groupe | 2 par sous-groupe | grands pools |
| RAID F1 | Synology | 3 | (N − 1) × le plus petit | 1 | SSD, sur les modèles qui le proposent |
| SHR-1 | Synology | 1 | en général : la somme moins le plus grand | 1, dès 2 disques | disques de tailles différentes |
| SHR-2 | Synology | 4 | en général : la somme moins les deux plus grands | 2 | idem, avec deux pannes tolérées |
N = nombre de disques. RAID 1 : quatre disques au plus chez Synology. Chez QNAP, un groupe RAID compte au plus seize disques ; au-delà, on assemble des sous-groupes en RAID 50, 60 ou 10. QTS propose aussi un RAID TP, à triple parité. Pour une combinaison précise de disques, le calculateur RAID Synology donne la capacité exacte. Les RAID 2, 3 et 4 ne sont plus utilisés : le RAID 5, qui répartit la parité au lieu de la laisser sur un disque dédié, les a remplacés.
bloc de donnéesparité Pseconde parité Qespace inutilisédisque de secours
Basic, JBOD, RAID 0 et RAID 1
Basic (Synology) ou Single (QNAP)
Un seul disque, aucune protection : sa panne emporte les données.
JBOD
Les disques sont mis bout à bout, quelle que soit leur taille. Toute la capacité est utilisable, mais la panne d'un seul disque rend le pool illisible.
RAID 0
Chaque fichier est découpé et réparti sur les disques : lectures et écritures plus rapides. Un disque perdu, tout est perdu, et le risque croît avec le nombre de disques.
RAID 1
Chaque disque porte une copie complète. Capacité d'un seul disque ; le NAS continue tant qu'un disque tient. Le choix naturel d'un NAS à deux baies.
RAID 5, RAID 6 et RAID F1 : la parité
RAID 5
Sur chaque bande, une parité calculée à partir des données ; les parités sont réparties sur tous les disques. Un disque perdu se recalcule à partir des autres. Coût : l'équivalent d'un disque. Les écritures sont plus lentes, la parité étant recalculée à chaque fois.
RAID 6
Deux parités indépendantes, P et Q : deux disques peuvent tomber, y compris pendant la reconstruction du premier. Coût : deux disques.
RAID F1
Le RAID 5 des SSD, propre à Synology. Le NAS écrit davantage de parité sur un disque pour qu'il s'use plus vite : des SSD identiques atteindraient sinon leur fin d'endurance en même temps. Trois SSD minimum, une panne tolérée, sur certains modèles seulement.
Illustration : le SSD 4 reçoit plus de parité que les autres.
RAID 10, RAID 50 et RAID 60 : les RAID imbriqués
RAID 10
Des paires en miroir, et les données réparties sur les paires : les performances du RAID 0 avec la protection du RAID 1. Une panne par paire est tolérée ; deux pannes dans la même paire perdent tout. Capacité : la moitié. Quatre disques minimum, en nombre pair. Le choix des disques de VM et des bases de données, où les écritures sont nombreuses.
RAID 50 et RAID 60
Même principe avec des sous-groupes RAID 5 (RAID 50) ou RAID 6 (RAID 60) : une panne tolérée par sous-groupe en RAID 50, deux en RAID 60. QNAP les propose, six disques minimum en RAID 50 et huit en RAID 60, et les recommande pour les pools à nombreux disques. DSM ne les propose pas ; on les retrouve aussi sur les contrôleurs RAID des serveurs.
SHR : des disques de tailles différentes
SHR est propre à Synology : la liste des types de RAID de QNAP n'a pas d'équivalent, et des disques de tailles différentes y comptent tous pour le plus petit. Un RAID classique aligne en effet tous les disques sur le plus petit. SHR, lui, découpe les disques en tranches et monte un RAID par tranche : RAID 5 sur la partie commune aux quatre disques, miroir sur ce qui reste aux deux grands. En général, la capacité utile est la somme des disques moins le plus grand en SHR-1, moins les deux plus grands en SHR-2.
- SHR-1 tolère la panne d'un disque dès qu'il en compte deux. SHR-2 en tolère deux et demande quatre disques minimum.
- Agrandir : le nouveau disque doit être au moins aussi grand que le plus grand du pool, et l'on remplace d'abord les plus petits. Sinon, une partie du grand disque reste inutilisée.
- Avec des disques tous identiques, SHR-1 revient à un RAID 5, et SHR-2 à un RAID 6 : SHR ne coûte rien et laisse la porte ouverte à des disques plus grands.
Quel RAID choisir
| Situation | Choix |
|---|---|
| Deux disques | RAID 1, ou SHR-1, identique à deux disques |
| Trois à cinq disques de même taille | RAID 5 ; SHR-1 si les tailles diffèrent ou si des disques plus grands arriveront |
| Six disques et plus, ou disques de forte capacité | RAID 6 ou SHR-2 : la reconstruction dure longtemps et sollicite tous les disques, et une seconde panne pendant ce temps perd tout en RAID 5 |
| Plus de seize disques (QNAP) | RAID 60, ou RAID 50 : des sous-groupes réunis en un pool |
| Disques de VM, bases de données | RAID 10 |
| Uniquement des SSD | RAID F1 si le modèle le propose |
| Données uniques, même « provisoirement » | jamais Basic, JBOD ni RAID 0 |
Le RAID n'est pas une sauvegarde
Le RAID protège de la panne d'un disque, rien d'autre. Une suppression, un fichier corrompu, un chiffrement par rançongiciel s'appliquent aussitôt à tous les disques. La sauvegarde, c'est une copie ailleurs, avec d'autres comptes : voir le NAS comme dépôt de sauvegarde et Groupe_NAS_Replication.
Panne, reconstruction et disque de secours
- Pool dégradé
- Un disque tombe : le pool fonctionne toujours, mais sans marge en RAID 1, RAID 5 ou SHR-1. Une seconde panne, et les données sont perdues.
- Réparation
- Le disque remplacé, le NAS reconstruit son contenu à partir des autres. Selon la taille, de quelques heures à plusieurs jours : pas de gros transferts pendant ce temps, et une sauvegarde à jour. La taille minimale du disque de remplacement dépend du pool.
- Disque de secours
- Un disque installé d'avance, qui remplace de lui-même un disque défectueux : la réparation démarre sans attendre une intervention. Chez Synology : sur RAID 1, 5, 6, 10, F1 et SHR, et un disque dur de secours ne remplace qu'un disque dur. Chez QNAP : attaché à un groupe RAID, ou global et partagé entre plusieurs groupes.
- Nettoyage des données
- Relit les disques et répare les incohérences, avant qu'une panne ne les rende irrécupérables. Chez Synology, le data scrubbing vérifie le système de fichiers Btrfs puis le RAID (SHR de trois disques et plus, RAID 5, 6, F1), un pool à la fois, jamais sur un pool dégradé. Chez QNAP, le RAID scrubbing porte sur les groupes RAID 5 et 6, au moins une fois par mois. Dans les deux cas, hors des heures de travail.
- Disques
- Même modèle et même taille dans un RAID classique, pris dans la liste de compatibilité du modèle de NAS.
Systèmes de fichiers, volumes et cache SSD
| Synology (DSM) | QNAP (QTS) | |
|---|---|---|
| Système de fichiers | Btrfs, recommandé ; ou ext4 | ext4 |
| Autoréparation | Btrfs, grâce aux sommes de contrôle, sur RAID 1, 5 ou 6 | — |
| Instantanés | Btrfs : dossiers partagés, LUN fines | volumes épais ou fins, LUN par blocs ; pas les volumes statiques |
| Volumes | créés sur un pool | statique (tout le disque ou le RAID, sans pool), épais ou fin (dans un pool) |
| Hiérarchisation SSD / HDD | — | Qtier : les données les plus lues montent sur SSD |
| Cache SSD en écriture | lecture-écriture, au moins en RAID 1 : deux SSD | écriture seule ou lecture-écriture, jamais en Single, JBOD ou RAID 0 |
QuTS hero, l'autre système de QNAP, repose sur ZFS : sommes de contrôle de bout en bout, instantanés, déduplication et compression à la volée. Il demande plus de mémoire que QTS.
- Volume épais ou fin
- Épais : toute sa taille est prise sur le pool dès la création, et lui reste garantie. Fin : il ne prend sur le pool que ce qu'il contient. QNAP conseille les volumes fins pour les instantanés. Sur un pool plein, les volumes passent en lecture et suppression seules : des instantanés fréquents peuvent y mener.
- Cache en lecture
- Garde une copie des données les plus lues sur SSD. Sa panne ne perd rien : les données restent sur les disques.
- Cache en écriture
- Reçoit les écritures avant les disques : un cache sans redondance qui tombe emporte ce qu'il n'a pas encore recopié. D'où deux SSD au minimum en miroir. Chez Synology, un cache dégradé arrête de mettre en cache et recopie son contenu vers les disques.
Dossier partagé ou LUN
| Dossier partagé | LUN | |
|---|---|---|
| Système de fichiers | sur le NAS | sur le serveur |
| Accès simultanés | plusieurs postes, droits gérés par le NAS | un seul serveur, sauf système de fichiers de cluster |
| Protocole | SMB (Tcp_445), NFS | iSCSI (Tcp_3260) |
| Pour | fichiers des utilisateurs, archives | disques de VM, application qui exige un disque local, dépôt formaté par le serveur |
Pour le NAS, une LUN n'est qu'une suite de blocs : il ignore les fichiers qu'elle contient. Ses droits, sa corbeille et ses outils de recherche ne s'y appliquent pas.
LUN : les types chez Synology et QNAP
Synology : épaisse ou fine
| Épaisse (thick) | Fine (thin) | |
|---|---|---|
| Espace | réservé en entier à la création | pris au fur et à mesure des écritures |
| Atouts | stabilité, performances | fonctions avancées : instantanés (volume Btrfs), récupération d'espace |
| Limites | ni instantané ni récupération d'espace | si le volume se remplit, le système de fichiers de la LUN peut planter |
QNAP : par blocs ou par fichier
| Par blocs | Par fichier | |
|---|---|---|
| Espace | pris directement sur le pool | pris sur un volume |
| Fonctions | instantanés, fonctions de virtualisation, plus rapide | moins de fonctions |
| Statut | celle à créer | ancienne, absente des modèles récents |
Promettre aux LUN et aux volumes fins plus d'espace que le pool n'en a, c'est programmer la panne : alerte de capacité, et marge. Un instantané de LUN reste sur le même NAS : ce n'est pas une sauvegarde.
LUN : cible, initiateur et accès
- Cible
- La target iSCSI, sur le NAS, identifiée par un nom IQN. Synology recommande de rattacher chaque LUN à une seule cible, et de gérer les serveurs autorisés par groupe d'hôtes.
- Initiateur
- Sur le serveur : l'initiateur iSCSI de Windows, VMware ESXi… Il se connecte à la cible et voit la LUN comme un disque local.
- Authentification
- CHAP sur la cible, et les initiateurs autorisés nommés : sans cela, toute machine qui joint le port peut monter la LUN.
- Un serveur à la fois
- Deux serveurs qui écrivent dans la même LUN la corrompent, sauf système de fichiers de cluster : VMFS chez VMware, volumes partagés de cluster (CSV) chez Hyper-V, OCFS. L'option « sessions multiples » de la cible ne se coche que dans ce cas.
- Multichemin
- Deux liens réseau entre serveur et NAS, pour la continuité et le débit : MPIO sous VMware ESXi, MC/S sous Windows.
LUN : réseau et firewall
- iSCSI circule en clair, en
Tcp_3260. Sa place : un réseau de stockage dédié entre le NAS et les serveurs, non routé, qui ne traverse pas le firewall. - S'il doit le traverser : une règle nommée, des serveurs nommés vers le NAS en
Tcp_3260, jamais un VLAN entier, jamais Internet. Le port figure en option dansGroupe_NAS. - Trames jumbo (MTU 9000) : partout sur la chaîne — NAS, commutateurs, serveur — ou nulle part. Un seul maillon oublié donne des pertes difficiles à diagnostiquer.
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