Avantages

• C'est la méthode la moins onéreuse puisqu'elle ne demande aucun matériel supplémentaire.
• Cette méthode possède une grande souplesse d'administration (logiciel).
• Cette méthode présente l'avantage de la compatibilité entre toutes les machines équipées du même logiciel de RAID (c’est-à-dire du même système d'exploitation).

Inconvénients

• L'inconvénient majeur réside dans le fait que cette méthode repose sur la couche d'abstraction matérielle des périphériques qui composent le volume RAID. Pour diverses raisons, cette couche peut être imparfaite et manquer de certaines fonctions importantes comme la détection et le diagnostic des défauts matériels et/ou la prise en charge du remplacement à chaud (hot-swap) des unités de stockage.
• La gestion logicielle du RAID monopolise des ressources systèmes (légèrement le processeur et surtout le bus système) qui pourraient être employées à d'autres fins. La baisse de performances due à la gestion logicielle du RAID est particulièrement sensible dans des configurations où le système doit transférer plusieurs fois les mêmes données, comme en RAID 1, et assez faible dans des configurations sans redondance, typiquement en RAID 0.
• L'utilisation du RAID logiciel sur le disque système n'est pas toujours possible.

Diverses implémentations

La plupart des systèmes d'exploitation grand public permettent déjà de mettre en œuvre le RAID logiciel, qu'il s'agisse de Microsoft Windows, des diverses distributions Linux, ou de Mac OS X.

• Microsoft Windows XP (et supérieur) gère les RAID 0 et 1 logiciel, et peut gérer le RAID 5 moyennant une petite adaptation^[5].
• Microsoft Windows 2003 Server gère logiciellement les RAID 0, 1, et 5.
• Mac OS X gère logiciellement les RAID 0, 1, et la concaténation.
• Le noyau Linux (>=2.6) gère logiciellement les RAID 0, 1, 4, 5, 6, et 10, ainsi que les combinaisons de ces modes.
• Unraid est un OS basé sur Linux, orienté stockage en réseau et permettant de transformer un PC en NAS avec des disques en RAID.

Les RAID logiciels de Microsoft Windows et de Linux sont incompatibles entre eux^[6] .

Avantages

• L'intérêt principal de ce type de RAID est d'apporter une solution au troisième problème du RAID logiciel, à savoir qu'il ne peut pas toujours servir à héberger les fichiers du système d'exploitation puisque c'est justement ce dernier qui permet d'y accéder.
• Dans ce type de RAID, la présence d'un BIOS intégrant les routines logicielles basiques de gestion du RAID permet de charger en mémoire les fichiers essentiels du système d'exploitation (le noyau et les pilotes principaux), puis le pilote du contrôleur, lequel intègre les mêmes routines logicielles de gestion du RAID et fournit alors aux couches supérieures de l'OS non pas un accès aux périphériques, mais un accès au volume RAID qu'il émule.

Inconvénients

En dehors de cet avantage important, ce type de RAID cumule les défauts des deux autres approches :

• Les limitations de performances sont les mêmes que pour le RAID logiciel, car il s'agit effectivement d'un RAID logiciel camouflé.
• Un problème important posé par ces contrôleurs hybrides est leur piètre gestion des défauts matériels et leurs fonctionnalités BIOS généralement limitées.
• L'interopérabilité est très mauvaise surtout si l'on considère qu'il s'agit généralement de matériel intégré aux cartes-mères des ordinateurs. Pire, le changement de carte-mère, si la nouvelle utilise des jeux de puces différents, voire simplement de version du BIOS, peut imposer de reconstruire le RAID entièrement. Une reconstruction est généralement possible si l'on reste dans des contrôleurs RAID de même marque et de modèles différents, mais il n'existe pas de règle définie de compatibilité.
• La fiabilité annoncée de ces dispositifs est assez controversée.

Avantages

• Les contrôleurs RAID matériels permettent la détection des défauts, le remplacement à chaud des unités défectueuses et offrent la possibilité de reconstruire de manière transparente les unités défaillantes. (Mais les systèmes d'exploitation évolués permettent également cela si le matériel le permet.)
• La charge système (principalement l'occupation du bus) est allégée (ceci se ressent surtout dans le cas de configurations avec beaucoup de disques et une forte redondance).
• Les opérations de vérification de cohérence, de diagnostic de maintenance sont effectuées en arrière-plan par le contrôleur sans solliciter de ressources système.

Inconvénients

• Les contrôleurs RAID matériels utilisent chacun leur propre système pour gérer les unités de stockage. En conséquence, au contraire d'un RAID logiciel, des disques transférés d'un système à un autre ne pourront pas être récupérés si le contrôleur RAID n'est pas exactement le même (firmware compris). Il est donc conseillé de posséder une deuxième carte en cas de panne de la première. Ceci n'est pourtant pas toujours vrai, au moins en raid 1, les disques, redondants en miroir, peuvent être utilisables montés sur des unités séparées et ainsi permettre leur contrôle matériel fin par exemple (ceci est à vérifier pour chaque configuration matérielle).
• Les cartes d'entrée de gamme possèdent des processeurs de puissance bien inférieure à celle des ordinateurs actuels. On peut donc avoir de bien moins bonnes performances pour un prix supérieur à celui d'un RAID logiciel.
• Le coût : l'entrée de gamme se situe aux alentours de 200 € mais les cartes plus performantes peuvent souvent dépasser les 1 000 €. (NOTE générale : Les prix affichés sont non contractuels, compte-tenu de la date de mise à jour et de l'inflation)
• Le contrôleur RAID est lui-même un composant matériel, qui peut tomber en panne. Son logiciel (firmware) peut contenir des erreurs, ce qui constitue un autre risque de panne potentielle (single-point-of-failure). (Néanmoins, la garantie fréquemment décennale de ce type de matériel incite les fabricants à porter une attention particulière à l'écriture du firmware, ce qui réduit ce risque en pratique.)
• Les différents fabricants de contrôleurs RAID fournissent des outils de gestion logicielle très différents les uns des autres (et de qualité parfois inégale). À l'opposé, les outils de gestion du RAID logiciel fournis avec un système d'exploitation sont généralement bien intégrés dans ce système.
• La durée du support d'un contrôleur RAID par son constructeur (correction de bugs dans le firmware, par exemple), parfois liée à l'arrivée de nouveaux produits rendant les anciens obsolètes, peut-être moins longue ou plus volatile que le support du RAID logiciel par le fournisseur du système d'exploitation. Le constructeur peut même disparaître (ce qui est plus rare parmi les fabricants de systèmes d'exploitation).
• Une moindre souplesse par rapport au RAID logiciel, qui dispose d'une couche d'abstraction permettant de gérer du RAID au-dessus de tous types de périphériques blocs supportés par le système d'exploitation, locaux ou distants (ATA, SCSI, ATA over Ethernet, iSCSI… et toutes les combinaisons possibles entre eux). Les contrôleurs RAID sont spécialisés pour un seul type de périphérique bloc.

RAID 0 : volume agrégé par bandes

Structure 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 ${\displaystyle n}$ disques durs en parallèle (avec ${\displaystyle n\geq 2}$).

Capacité

La capacité totale est égale à celle du plus petit élément de la grappe multiplié par le nombre d'éléments présents 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'une seule unité de stockage entraîne la perte de toutes les données du volume RAID.

Coût

Dans un RAID 0, qui n'apporte aucune redondance, tout l'espace disque disponible est utilisé (à conditions que les supports soient de même capacité).

Dans cette configuration, les données sont réparties par bandes (stripes en anglais) d'une taille fixe. Cette taille est appelée granularité (voir plus loin la section Granularité).

Exemple

Avec un RAID 0 ayant une taille de bande de 64 kio et composé de deux disques (disque Disk 0 et disque Disk 1), si l'on veut écrire un fichier A de 500 kio, le fichier sera découpé en 8 bandes (car ${\displaystyle 7<{\frac {500}{64}}\leq 8}$). Appelons-les 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8. Elles seront réparties sur l'ensemble des disques de la façon suivante :

Disk 0 : 1, 3, 5, 7

Disk 1 : 2, 4, 6, 8

Ainsi, l'écriture du fichier pourra être effectuée simultanément sur chacun des disques en un temps équivalent à l'écriture de 256 kio, ce qui revient à doubler le débit en écriture.

Ainsi, sur un RAID 0 de ${\displaystyle n}$ disques (avec ${\displaystyle n\geq 2}$), chaque disque ne doit lire et écrire que ${\displaystyle {\frac {1}{n}}}$ des données, ce qui a pour effet de diminuer les temps d'accès (lecture et écriture) aux données. Les disques se partageant le travail, les traitements se trouvent accélérés.

Utilisations

Ce type de RAID était parfait pour des applications requérant un traitement rapide d'une grande quantité de données avec des disques durs. Mais cette architecture n'assure en rien la sécurité des données. En effet, si l'un des disques tombe en panne, la totalité des données du volume RAID est perdue.

Le RAID 0 était utilisé dans les ordinateurs, dans le cadre d'applications nécessitant de gros transferts de données (montage vidéo...), plutôt que dans des NAS.

Il peut être utilisé afin d'augmenter la bande passante d'un serveur nécessitant des supports de stockage capables de supporter de très grande quantité d'écritures .

Nota^[7] : en RAID matériel, la migration d'un RAID 0 avec plusieurs disques vers un RAID 1 est rarement possible, alors que l'inverse l'est. Il est donc plus souple de démarrer en RAID 1.

RAID 1 : Disques en miroir

Structure RAID 1

Le RAID 1 consiste en l'utilisation de ${\displaystyle n}$ disques redondants (avec ${\displaystyle n\geq 2}$), 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 restant inutilisé. Il est donc conseillé d'utiliser des éléments de capacité identique.

Fiabilité

Cette solution offre un excellent niveau de protection des données. Elle fonctionne tant qu'il reste au moins un disque fonctionnel.

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 rédhibitoire.

Les accès en lecture du système d'exploitation se font sur le disque le plus facilement accessible à ce moment-là. Les écritures sur la grappe se font de manière simultanée sur tous les disques pour que n'importe quel disque soit interchangeable à tout moment.

Lors de la défaillance de l'un des disques, le contrôleur RAID désactive (de manière transparente pour l'accès aux données) le disque incriminé. Une fois le disque défectueux remplacé, le contrôleur RAID reconstitue, soit automatiquement, soit sur intervention manuelle, le miroir. Une fois la synchronisation effectuée, le RAID retrouve son niveau initial de redondance.

Nota^[7] : la migration du RAID 1 vers RAID 0, RAID 5, RAID 6 est presque toujours envisageable, ce qui fait du RAID 1 une bonne solution de départ si on n'a pas un besoin important en performance .

RAID 5 : volume agrégé par bandes à parité répartie

Structure RAID 5

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 ${\displaystyle N+1}$. La parité, qui est incluse avec chaque écriture, se retrouve répartie circulairement sur les différents disques. Chaque bande est donc constituée de ${\displaystyle N}$ 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 ${\displaystyle N-1}$ 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.

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), car le temps de reconstruction de la parité en cas de disque défaillant est allongé (ce qui augmente la probabilité de survenue d'une nouvelle défaillance car les autres disques durs sont sollicités de façon intensive durant la reconstruction). Ainsi, le temps de reconstruction est long, et plus les disques sont volumineux, plus la durée de reconstruction est longue. Pour limiter le risque, il est courant d'ajouter un disque de rechange (spare), dédié au remplacement immédiat d'un éventuel disque défaillant : en régime normal celui-ci 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, consistant à recréer sur le nouveau disque le bloc manquant (données ou parité) pour chaque bande. Pendant le processus de recalcul de parité, le volume RAID reste disponible normalement, le système se trouve juste un peu ralenti.

Exemple pratique : Considérons quatre disques durs A, B, C et D, de taille identique. Le système va répartir les premiers blocs sur les disques A, B et C comme en mode RAID 0 (striping) et, sur le disque D, le résultat de l'opération OU exclusif entre les autres disques (ici A xor B xor C). Il va répartir les blocs suivants sur les disques D, A et B, puis la parité (soit D xor A xor B) sur le disque C, et ainsi de suite en permutant circulairement les disques, à chaque bloc. La parité se trouve alors répartie sur l'ensemble des disques.

En cas de défaillance d'un disque, les données qui s'y trouvaient pourront être reconstituées par l'opération xor. En effet, l'opération XOR (${\displaystyle \oplus }$) a la propriété suivante : si on considère ${\displaystyle N}$ blocs de taille identique ${\displaystyle \scriptstyle A_{1},A_{2}\cdots A_{N}}$ et si ${\displaystyle \scriptstyle A_{1}\oplus A_{2}\oplus \cdots A_{N}=X}$ alors ${\displaystyle \scriptstyle X\oplus A_{2}\oplus \cdots A_{N}=A_{1}}$, et de façon générale, ${\displaystyle \scriptstyle A_{1}\oplus \cdots A_{k-1}\oplus X\oplus A_{k+1}\oplus \cdots A_{N}=A_{k}}$.

C'est-à-dire que n'importe quel bloc de données ${\displaystyle A_{k}}$ perdu à cause d'un disque défaillant sur un RAID 5 de ${\displaystyle N+1}$ disques peut être récupéré grâce au bloc ${\displaystyle X}$ de données de contrôle.

On voit donc que si on veut écrire dans un bloc, il faut :

• lire le bloc à modifier ;
• lire le bloc de parité de la bande ;
• écrire le bloc de données et le bloc de parité.

L'opération xor permet heureusement de calculer la nouvelle parité sans avoir besoin de lire les ${\displaystyle N}$ blocs de données de la bande. Augmenter le nombre de disques d'une grappe RAID 5 n'allonge donc pas le temps de lecture ou d'écriture. Cependant si plusieurs processus veulent écrire simultanément dans un ou plusieurs blocs de données d'une même bande la mise à jour du bloc de parité devient un point de blocage. Les processus concurrents sont suspendus à la libération du bloc de parité et de fait cela limite le débit d'écriture. Plus le nombre de disques d'une grappe RAID 5 augmente plus le temps de reconstruction d'un disque défaillant augmente, puisque pour reconstituer le bloc manquant d'une bande il faut lire tous les autres blocs de la bande et donc tous les autres disques.

Ce système nécessite impérativement un minimum de trois disques durs. Ceux-ci doivent généralement être de même taille, mais un grand nombre de cartes RAID modernes autorisent des disques de tailles différentes, bien que cela ne soit pas optimal. La capacité de stockage utile réelle, pour un système de ${\displaystyle X}$ disques de capacité ${\displaystyle c}$ identiques est de ${\displaystyle (X-1)\times c}$. En cas d'utilisation de disques de capacités différentes, le système utilisera dans la formule précédente la capacité minimale. Ainsi par exemple, trois disques de 100 Go en RAID 5 offrent 200 Go utiles ; dix disques, 900 Go utiles.

Ce système allie sécurité (grâce à la parité) et bonne disponibilité (grâce à la répartition de la parité), même en cas de défaillance d'un des périphériques de stockage.

Il existe une variante : le « RAID 5 varientable » où chaque disque a son propre contrôle. Toutes les autres fonctionnalités sont identiques.

On a souvent tendance à croire qu'un système RAID 5 est totalement fiable. Il est en effet généralement admis que la probabilité de défaillance simultanée de plusieurs disques est extrêmement faible — on parle évidemment d'une défaillance entraînant la perte d'accès complète et définitive aux données de plusieurs disques et non d'une simple indisponibilité de plusieurs disques. Cela est vrai pour une défaillance générale d'une unité de disque. Cependant, cela est faux si l'on considère comme défaillance un seul secteur devenu illisible.

En effet, dans la pratique, il est très rare que toutes les données d'un volume soient lues régulièrement. Et quand bien même ce serait le cas, la cohérence de la parité n'est que très rarement vérifiée pour des raisons de performances. Il est donc probable que des défauts tels que des secteurs de parité illisibles ne soient pas détectés pendant une très longue période. Lorsque l'un des disques devient réellement défectueux, la reconstruction nécessite de parcourir l'intégralité des disques restants. On peut alors découvrir des défauts qui étaient restés invisibles jusque-là.

Tout ceci pourrait ne pas être bien grave et occasionner la perte d'une quantité de données minime (un secteur de disque dans cet exemple soit généralement 512 octets), cependant, l'immense majorité des contrôleurs RAID sont incapables de gérer les défaillances partielles considèrent généralement comme « défaillant » un disque contenant un seul secteur illisible. Donc, si un disque dur tombe en panne, tandis qu'un secteur illisible est rencontré au moment de la reconstruction, deux disques sont considérés défaillants simultanément et le volume RAID 5 devient inutilisable. Il devient alors difficile et coûteux de récupérer les données non sauvegardées.

Un système RAID 5 doit donc être vérifié et sauvegardé périodiquement pour s'assurer que l'on ne risque pas de tomber sur ce genre de cas.

• Avantages :

Performances en lecture aussi élevées qu'en RAID 0,

Tolère la perte d'un disque.

• Inconvénients :

Ralentissement en écriture du fait du calcul de la parité,

Capacité utile de ${\displaystyle n-1}$ disques sur un total de n disques.

Temps de reconstruction long pour les disques durs de grande capacité.

Concaténation de disques

NRAID : Near/Non Redundant Array of Inexpensive/Independent Disk

La concaténation de disques consiste à additionner les capacités de plusieurs disques durs en un volume logique d'une taille équivalente à la somme des tailles des disques durs. Cette méthode utilise une méthode d'écriture séquentielle : les données ne sont écrites sur le disque dur suivant que lorsqu'il ne reste plus de place sur le précédent.

Le NRAID n'est pas à proprement parler un RAID, et il ne permet d'ailleurs aucune redondance de données. La panne d'un disque peut avoir des conséquences désastreuses sur le reste des données si des métadonnées critiques sont affectées.
Il est parfois confondu à tort avec le JBOD, qui désigne une baie de stockage regroupant des unités accessibles individuellement, sans configuration spéciale.

Le NRAID est aussi désigné comme « Volume Simple » sous Windows (à partir de Windows 2000)^[8].

RAID 2 : volume agrégé par bandes à parité

Le RAID 2 est aujourd'hui désuet. Il combine la méthode du RAID 0 (volume agrégé par bande) à l'écriture d'un code de contrôle d'erreur par code de Hamming (code ECC) sur un disque dur distinct. Or, l'écriture de ce code de contrôle est désormais directement intégrée dans les contrôleurs de disques durs. Cette technologie offre un bon niveau de sécurité, mais de mauvaises performances.

RAID 3 et RAID 4

RAID 3

Le RAID 3 et le RAID 4 sont semblables à ceci près que le premier opère par octets et le second par blocs. Le RAID 4 ne nécessite pas autant de synchronisme entre les disques. Le RAID 3 tend donc à disparaître au profit du RAID 4 qui offre des performances nettement supérieures.

Ces niveaux de RAID nécessitent une matrice de ${\displaystyle n}$ disques (avec ${\displaystyle n\geq 3}$). Les ${\displaystyle n-1}$ premiers disques contiennent les données tandis que le dernier disque stocke la parité (voir section parité).

• Si le disque de parité tombe en panne, il est possible de reconstruire l'information de parité avec le contenu des autres disques de données.
• Si l'un des disques de données tombe en panne, il est possible de reconstruire l'information avec le contenu des disques de données restants et celui du disque de parité.

Il est important que le disque de parité soit de bonne qualité, car il est à tout instant sollicité en écriture. Ce dernier point est une des limitations des RAID 3 et 4.

De même, si plus d'un disque vient à défaillir, il est impossible de remédier à la perte de données.

RAID 6

RAID 6

Le RAID 6 est une évolution du RAID 5 qui accroît la sécurité en utilisant ${\displaystyle n}$ informations redondantes au lieu d'une. Il peut donc résister à la défaillance de ${\displaystyle n}$ disques. Les fondements mathématiques utilisés pour les informations de redondance du RAID 6 sont beaucoup plus complexes que pour le RAID 5 ; de ce fait les implémentations de l'algorithme se limitent souvent à ${\displaystyle n=2}$ (soit la perte de 2 disques).

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 allongés à cause des calculs de redondance complexes.
• Le temps de reconstruction en cas de défaillance simultanée de 2 disques est nettement allongé.

Le RAID 6 était peu utilisé du fait de son surcoût. Toutefois l'envolée des capacités des disques durs ces dernières années ainsi que la vulgarisation de solutions professionnelles à base de disques SATA a suscité un intérêt nouveau dans l'utilisation du RAID 6, que ce soit par le biais de contrôleurs RAID matériels ou via du RAID logiciel (le noyau Linux 2.6 intègre le RAID 6).

La capacité utile totale (${\displaystyle C_{Ut}}$), pour un système avec ${\displaystyle k}$ disques dont ${\displaystyle n}$ réservés pour la redondance est de ${\displaystyle C_{Ut}=(k-n)\times c}$(${\displaystyle c}$ = capacité du plus petit des disques dur).

Des explications intéressantes, mais un peu ardues sont disponibles dans la version anglaise de cet article^[9] ainsi que dans Les mathématiques du RAID 6^[10].

RAIDn

Un système de stockage grevé de brevets^[11] appelé RAIDn^[12] prétend permettre de dépasser largement les capacités du RAID 6.

RAID DP

RAID DP (Dual Parity) ressemble au RAID6 à ceci près qu'en RAID DP les disques de parité sont fixes. Ce type de RAID est adopté en général sur les serveurs de stockage NAS. La société NetApp utilise cette technologie.

RAID 01 (ou RAID 0+1)

Structure RAID 0+1

Il permet d'obtenir du mirroring rapide puisqu'il est basé sur des grappes en striping (RAID 0) combinées en miroir (RAID 1). Chaque grappe contenant au minimum deux éléments, et un minimum de deux grappes étant nécessaire, il faut au minimum quatre unités de stockage pour créer un volume RAID 0+1.

La fiabilité est moyenne, car un disque défectueux entraîne le défaut de toute la grappe qui le contient. Par ailleurs, cela allonge nettement le temps de reconstruction et dégrade les performances pendant la reconstruction, puisque tous les disques sont sollicités. L'intérêt principal est que dans le cas d'un miroir à trois grappes ou plus, le retrait volontaire d'une grappe entière permet d'avoir une sauvegarde instantanée sans perdre la redondance.

Capacité totale : ${\displaystyle C_{t}=N\times C}$

Vitesse maximale : ${\displaystyle V_{m}=N\times V}$

Tolérance au défaut : ${\displaystyle (G-1)\times N}$ disques si une grappe entière reste saine, ${\displaystyle G-1}$ disques sinon.

Seuil de mise en défaut : ${\displaystyle G}$ disques

RAID 10 (ou RAID 1+0)

Structure RAID 10

Il permet d'obtenir un volume agrégé par bande avec un bon niveau de fiabilité (puisque basé sur des grappes répliquées). Chaque grappe contenant au minimum deux éléments et un minimum de deux grappes étant nécessaire, il faut au minimum quatre unités de stockage pour créer un volume RAID 1+0.

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.

Capacité totale : ${\displaystyle C_{t}=G\times C}$

Vitesse maximale : ${\displaystyle V_{m}=G\times V}$

Tolérance au défaut  : ${\displaystyle (N-1)\times G}$ disques si chaque grappe contient encore au moins un disque sain, ${\displaystyle N-1}$ disques sinon.

Seuil de mise en défaut : ${\displaystyle N}$ disques

RAID 05 (ou RAID 0+5)

Même principe que pour le raid 0+1 mais en employant du RAID 5 pour la partie globale. Chaque grappe contenant au minimum deux disques, et un minimum de trois grappes étant nécessaire, il faut au minimum six unités de stockage pour créer un volume RAID 0+5. Ce mode ne présente pas d'intérêt majeur par rapport à un RAID 5 classique à ${\displaystyle N*G}$ disques, et est donc très peu utilisé.

Capacité totale : ${\displaystyle C_{t}=(G-1)\times (N\times C)}$

Vitesse maximale : ${\displaystyle V_{m}=(N-1)\times (G\times V)}$ (cette formule néglige les temps de calcul de parité)

Seuil de mise en défaut : ${\displaystyle 2}$ disques

RAID 15 (ou RAID 1+5)

Structure RAID 15

Il permet d'obtenir un volume agrégé par bandes avec redondance répartie très fiable (puisque basé sur des grappes répliquées en miroir). Chaque grappe contenant au minimum deux disques, et un minimum de trois grappes étant nécessaire, il faut au minimum six unités de stockage pour créer un volume RAID 15. Ce mode est très fiable puisqu'il faut que tous les disques de deux grappes différentes cessent de fonctionner pour le mettre en défaut. Ce mode est cependant coûteux par rapport à la capacité obtenue.

RAID 50 (ou RAID 5+0)

Structure RAID 50.

Il permet d'obtenir un volume agrégé par bandes basé sur du RAID 5. Chaque grappe contenant au minimum trois disques, et un minimum de deux grappes étant nécessaire, il faut au minimum six unités de stockage pour créer un volume RAID 5+0. Un des meilleurs compromis lorsque l'on cherche la rapidité sans pour autant vouloir trop dégrader la fiabilité. En effet, l'agrégat par bande (fragile) repose sur des grappes redondantes. Il suffit cependant que deux disques d'une même grappe tombent en panne pour le mettre en défaut.

Capacité totale : ${\displaystyle C_{t}=(N-G)\times C}$ (dans ce cas N est le nombre total des disques et non pas par grappe)

Vitesse maximale : ${\displaystyle V_{m}=N\times (G-1)\times V}$ (cette formule néglige les temps de calcul de parité)

Seuil de mise en défaut : ${\displaystyle 2}$ disques

RAID 51 (ou RAID 5+1)

RAID 51

Il permet d'obtenir un volume répliqué basé sur des grappes en RAID 5. Chaque grappe contenant au minimum trois disques, et un minimum de deux grappes étant nécessaire, il faut au minimum six unités de stockage pour créer un volume RAID 5+1. C'est un mode coûteux (faible capacité au regard du nombre de disques).

Capacité totale : ${\displaystyle C_{t}=(N-2)\times C}$

Vitesse maximale en écriture : ${\displaystyle V_{M}w=(N-1)\times V}$ (cette formule néglige les temps de calcul de parité)

Vitesse maximale en lecture : ${\displaystyle V_{M}r=G\times (N-1)\times V}$ (cette formule théorique suppose une optimisation maximale qui n'est jamais atteinte)

Seuil de mise en défaut : ${\displaystyle G\times 2}$ disques

RAID 5E

Le RAID 5E (E pour Enhanced, soit « amélioré ») est une variante du RAID 5 dans laquelle des bandes de rechange sont réservées. Ces bandes sont réparties sur les disques de manière circulaire, comme pour la parité.

RAID 5EE

Le RAID 5EE est une variante du RAID 5E qui offre de meilleurs temps de reconstruction. Contrairement au RAID 5E, l'espace de rechange réservé au sein de la grappe est distribué à travers tous les disques physiques.

RAID 5DP

RAID 5DP (Dual Parity) ressemble au RAID 6 à ceci près qu'en RAID DP les deux disques de parité sont fixes. Ce type de RAID est adopté en général sur les serveurs de stockage NAS.

RAID TP

Le RAID TP pour Triple Parity RAID technology a la même organisation que le RAID 6 mais utilise trois codes de redondance. Ceci permet de continuer à fonctionner après la panne simultanée de trois disques.

Double parité

Le RAID double parité vise à améliorer la protection des données stockées sur un groupe de disques contre la défaillance simultanée de deux volumes, là où les niveaux RAID 3, 4, et 5 ne protègent que contre la perte d'un volume. Pour ceux-ci, les données à stocker sont fragmentées en blocs qui sont écrits sur plusieurs disques tandis qu'une parité de ces blocs est calculée. En cas de perte de l'un des disques, cette parité est le résultat d'une opération mathématique telle que les blocs stockés sur les autres disques et la parité permettent de reconstituer les données. Cette parité est soit inscrite sur un disque à part (RAID 3 et 4), soit distribuée sur les disques du groupe (RAID 5). Mais si deux disques tombent en panne, l'ensemble des données stockées est perdu. Pour se prémunir contre cette éventualité, sont apparus plusieurs modèles de RAID double parité : RAID 6, RAID-DP, RAID-ADG, RAIDn... Tous reposent sur le même principe : deux parités sont calculées et stockées, soit sur deux disques dédiés, soit de façon distribuée sur les disques de la grappe. De cette façon, la grappe est protégée contre la perte simultanée de deux disques.

RAID 1.5

Le RAID 1.5 est une évolution du RAID 1. Les accès en lecture ne se font non plus depuis un seul disque, mais en parallèle depuis tous les disques à la manière d'un RAID 0 (mais uniquement en lecture) ce qui apporte un gain sensible en performances, sans rien changer à la fiabilité.

RAID 7, RAID ADG

L'évolution du RAID 3 permettant de faire fonctionner le tout de manière asynchrone. Il a été annoncé comme plus performant de 1,5x à 6x que n'importe quel autre RAID. Tout comme le RAID 3, un seul disque contient les parités de tous. Chaque disque a un contrôleur SCSI / SATA / Fibre Channel… et le système est régi par une carte calculant la parité, gérant le cache et contrôlant les disques.

Cette configuration, développée par Storage Computer Corporation, est propriétaire, et s'avère très coûteuse à mettre en place.

IBM ServeRAID 1E

Le Raid 1E est un système de mirroring par bandes permettant d'utiliser un nombre de disques supérieur à deux, pair ou impair. Les données sont découpées par bandes qui sont dupliquées (mirrored) sur un des autres disques de la grappe. La capacité totale du volume logique est égale à la moitié de celle du volume physique.

Matrix RAID

L'Intel Matrix Storage Technology est disponible depuis les chipsets (jeux de circuits) ICH6R et ICH6RW (année 2005). Il s'agit d'une solution RAID basée sur 4 ports Serial-ATA qui va permettre de regrouper des disques durs en RAID de façon moins contraignante que les solutions actuelles. En effet, avec deux disques identiques, les contrôleurs RAID actuels ne permettent de faire que du RAID 0 ou du RAID 1. Le Matrix RAID permet de combiner, sur deux disques seulement, à la fois du RAID 0 et du RAID 1. L’intérêt n'est pas immédiatement évident mais par exemple, avec deux disques durs de 250 Go, il est possible de créer un RAID 0 (striping) de 100 Go (les 50 premiers Go de chaque disque) d'accès rapide, dédié au système, et un RAID 1 (mirroring) de 200 Go sécurisé avec les 400 Go restants, pour le stockage des données utilisateur. Avec les systèmes RAID traditionnels, l'intégration d'un RAID 0 et d'un RAID 1 dans une même configuration nécessite l'usage de quatre disques au minimum. Même si c'est évident, ajoutons que l'ICH6R ne permet pas de faire du RAID 01 ou 10 avec seulement deux disques durs.

Jusqu'à l'ICH8R/DO il est possible de faire un RAID 5 au maximum avec quatre disques. Depuis l'ICH9R/DO il est possible de faire un RAID 5 de six disques, ce qui augmente considérablement la capacité disponible. De plus avec l'ICH9/10 DO il est possible de rajouter un disque à une grappe existante.

RAID S

Cette méthode de remplacement propriétaire des solutions EMC Symmetrix permet de mettre en œuvre une batterie RAID à parité agrégée en bandes. Elle n'est plus utilisée sur des équipements actuels. Si le RAID S semble similaire au RAID 5, il présente certaines performances améliorées, notamment celles que procure la présence d'un cache de disque à haut débit sur la batterie^[13].

Sun RAID-Z

Le système ZFS de Sun intègre un schéma de redondance similaire au RAID 5 qui se nomme le RAID-Z. Le RAID-Z évite le « trou d'écriture » (write hole) du RAID 5 par une règle de copie-sur-écriture : plutôt que d'écrire par-dessus d'anciennes données avec de nouvelles, il écrit les nouvelles données dans un nouvel emplacement puis réécrit le pointeur vers les nouvelles données. Cela évite les opérations de lire-modifier-écrire pour des petits enregistrements en ne faisant que des écritures full-strip. Des petits blocs sont écrits en miroir au lieu d'être protégés en parité, ce qui est possible, car le système de fichiers est conscient de la sous-structure de stockage et peut allouer de l'espace supplémentaire si nécessaire. Il existe également un RAID-Z2 et un RAID-Z3 qui utilisent des parités double et triple. Ils permettent de perdre respectivement jusqu’à deux et trois disques sans perdre de données.

Ce système résout également les problèmes de corruption silencieuse du RAID 5 grâce aux opérations de scrub qui analysent toutes les données de la grappe afin de détecter des incohérences.

Le système RAID-Z est moins performant que le RAID 5 : chaque accès en lecture ou en écriture accédant à tous les disques, il ne permet pas de profiter de la multiplication des têtes de lectures. Il permet en revanche l'utilisation de la mémoire RAM comme cache (ARC). Il est aussi possible de dédier des SSD au rôle de cache en lecture (L2ARC) ou cache en écriture (ZIL) pour améliorer les performances d'une grappe^[14],[15].

Synology Hybrid Raid (SHR)

Technologie propriétaire de Synology relative au système RAID, simulant le fonctionnement d'un RAID 5 en acceptant des disques de tailles différentes tout en minimisant les espaces inutilisés^[16].

Synology Hybrid Raid 2 (SHR-2)

Technologie propriétaire de Synology relative au système RAID, simulant le fonctionnement d'un RAID 6 en acceptant des disques de tailles différentes tout en minimisant les espaces inutilisés^[17].

X-RAID (NetGear)

Le système X-RAID est une technique développée par Netgear sur sa suite de produits ReadyNAS. Cette technologie permet suivant le nombre de disques de choisir entre les différents types de RAID et de passer de l'un à l'autre sans perte de données ou arrêt de service. X-RAID utilise principalement les RAID 1 et 5.