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Tout savoir sur le RAID, partie 1/3 : Présentation, par Goof [Replay]

Tout savoir sur le RAID, partie 1/3 : Présentation, par Goof.

Goof vous propose une série de trois articles pour tout savoir sur qui concerne la technologie R.A.I.D.

Il va vous présen­ter aujour­d’hui en quoi elle con­siste.

L’ar­ti­cle suiv­ant détaillera son fonc­tion­nement et enfin un dernier arti­cle, qui sera réservé aux abon­nés, vous détaillera les dif­férents types.

Introduction

 

Le RAID se démoc­ra­tise de plus en plus grâce aux NAS, il existe dif­férents con­struc­teurs (Syn­ol­o­gy, QNAP, West­ern Dig­i­tal, ASUS, D‑Link, etc…), qui acceptent plus ou moins de dis­ques durs et qui per­me­t­tent de met­tre en place dif­férents types de con­fig­u­ra­tions RAID, selon le nom­bre de dis­ques que peut accueil­lir le NAS.

Il est aus­si pos­si­ble de se fab­ri­quer son pro­pre NAS à par­tir d’un PC (par exem­ple un « vieux » PC que l’on estime obsolète, peut tout à fait devenir un NAS et retrou­ver une util­ité).

Avant toute chose

Tout ce que je vais présen­ter ici sera sim­pli­fié au max­i­mum. Aus­si bien les sché­mas que les expli­ca­tions. Je ne m’adresse pas à des ingénieurs en infor­ma­tique.

Donc, pour ceux qui savent déjà ce qu’est le RAID et ses principes de fonc­tion­nement, ne soyez pas sur­pris.

Cepen­dant, si des experts con­sta­tent cer­taines erreurs, qu’ils n’hésitent pas à me les remon­ter en com­men­taires.

Je me ferai une joie de cor­riger l’article en fonc­tion (après véri­fi­ca­tion, évidem­ment).

Je ne pré­tends pas tout savoir sur le RAID, mais j’estime avoir des con­nais­sances glob­ales suff­isantes qui me per­me­t­tent d’écrire tout ce qui va suiv­re.

Som­maire

A. Déf­i­ni­tion / intérêt (Intro­duc­tion de la tolérance de panne)

B. Choses à pren­dre en compte avant d’envisager la mise en place d’un RAID

      1.   La théorie du RAID

      2.   Le choix des dis­ques durs

Tout savoir sur le RAID, partie 1/3 : Présentation

A. Définition / intérêt (Introduction de la tolérance de panne).

Le RAID est un principe qui per­met d’agréger (« met­tre en com­mun » ou « com­bin­er ») plusieurs unités de stock­age (SSD, dis­ques durs, clés USB, etc…) afin de présen­ter un stock­age unique. (Pour la suite, je vais prin­ci­pale­ment par­ler de dis­ques durs, mais c’est tout à fait applic­a­ble aux SSD et autres types de stock­age)

Les unités de stock­age ain­si com­binées dans un RAID sont appelées « Grappe de dis­ques » (ou Groupe de dis­ques) ou, plus com­muné­ment « Grappe RAID ».

La capac­ité de stock­age finale du RAID dépen­dra :

-     Du type de RAID choisi (0, 1, 5, 10 etc…)

-     De la quan­tité d’unités de stock­age qui le com­pose

-     De la capac­ité de cha­cune des unités de stock­age util­isées dans le RAID.

L’intérêt du RAID est, avec ses dif­férentes com­bi­naisons, d’augmenter les per­for­mances en ter­mes de lecture/écriture (taux de trans­fert), ou de met­tre en place une tolérance de panne, ou les deux en même temps.

La tolérance de panne, comme son nom l’indique, est la capac­ité, pour une Grappe RAID, de per­dre un ou plusieurs dis­ques durs (selon le type de RAID choisi) sans pour autant met­tre en péril l’intégrité des don­nées présentes dans le stock­age (par des principes de Redon­dance ou de Par­ité)

Dès qu’un disque est hors ser­vice (ou sur le point de l’être), le disque est iden­ti­fié comme défail­lant et le RAID passe en mode « dégradé » et il fau­dra rem­plac­er le ou les dis­ques défectueux, puis « recon­stru­ire » (répar­er) la Grappe RAID afin qu’elle revi­enne à son état de fonc­tion­nement « nom­i­nal » (A son état d’origine).

Toute­fois, le RAID 0 n’offre aucune tolérance de panne => cf : chapitre III. A. (Le RAID 0).

B. Choses à prendre en compte avant d’envisager la mise en place d’un RAID.

1.   La théorie du RAID

Sur le papi­er, la solu­tion RAID est très intéres­sante.

Le pre­mier réflexe est de se dire qu’on pour­ra y met­tre toutes ses don­nées (impor­tantes ou non) sans trop de risques, puisque la tolérance de panne per­met de con­serv­er l’intégrité des don­nées, mal­gré le fait qu’un ou plusieurs dis­ques sont devenus défail­lants.

Sur le principe, OUI, mais dans la réal­ité, NON.

Expli­ca­tions :

Le côté « sécu­ri­taire » que pro­pose le RAID, avec la tolérance de panne, n’en fait en aucun cas une solu­tion de stock­age unique.

Éclair­cisse­ments :

Une grappe RAID peut servir de solu­tion de sauve­g­arde pour des don­nées présentes ailleurs, par exem­ple, sauve­g­arder des don­nées impor­tantes de votre PC vers le RAID (une COPIE de sauve­g­arde), mais si votre solu­tion NAS/RAID devient votre unique solu­tion de stock­age de don­nées, alors il vous faut IMPÉRATIVEMENT, un autre stock­age pour faire la sauve­g­arde des don­nées présentes sur la grappe RAID.

Si vous perdez un disque dans une grappe RAID, que vous rem­placez ce disque défail­lant par un nou­veau et que vous lancez la recon­struc­tion (répa­ra­tion du RAID), il est pos­si­ble qu’un ou plusieurs dis­ques tombent en panne pen­dant cette recon­struc­tion.

La sécuri­sa­tion des don­nées devient lim­itée (voire inex­is­tante) en cas de grappe RAID « dégradée ».  (Dégradée = en attente d’un disque dur « SAIN » de rem­place­ment)

En effet, durant cette phase, les dis­ques sont mis à rude épreuve, et un con­trôle de la « cohérence des don­nées » présentes sur les dis­ques restants est effec­tué afin de recon­stru­ire les don­nées man­quantes, suite au(x) disque(s) perdu(s).

En cas de panne d’un autre disque pen­dant la recon­struc­tion (décidé par le con­trôleur RAID, en fonc­tion de l’état S.M.A.R.T du ou des disque(s)), les don­nées seront per­dues pour les RAID les plus courants : RAID 1 (à 2 dis­ques) et RAID 5.

Il ne sera jamais pos­si­ble de récupér­er la don­née man­quante, donc une par­tie d’un fichi­er sera cor­rompue, et le fichi­er devien­dra illis­i­ble.

Il man­quera un morceau de chaque fichi­er présent, résul­tat :

-     La Grappe RAID est hors ser­vice

-     Les don­nées sont per­dues.

Pen­dant cette phase de recon­struc­tion, il est aus­si pos­si­ble de décou­vrir que des « clus­ters » sont défectueux sur cer­tains dis­ques déjà en place dans le RAID « dégradé ».

Le vice est qu’en cas de clus­ters défectueux sur un disque, on ne se ren­dra pas for­cé­ment compte tout de suite qu’une don­née est cor­rompue. (Pour un fichi­er con­sulté rarement, par exem­ple). Le fichi­er est illis­i­ble, mais on ne le sait que quand on tente de le con­sul­ter.

Pour sim­pli­fi­er, si vous perdez un nom­bre de dis­ques supérieur à ce que vous autorise la tolérance de panne cor­re­spon­dante au type de RAID que vous avez choisi, toutes les don­nées présentes dans le RAID seront per­dues.

Il est aus­si pos­si­ble que le nou­veau disque inséré, bien qu’il soit « neuf/sain », soit rejeté par le RAID lors de la recon­struc­tion (disque défectueux au départ ou mau­vaise con­di­tion de trans­port, etc…).

Dans ce cas, les don­nées ne sont pas per­dues, mais le RAID restera en mode dégradé, et atten­dra un nou­veau disque sain pour sa recon­struc­tion.

Pour résumer

 

Une véri­fi­ca­tion de la cohérence des don­nées présentes sur le(s) disque(s) encore disponible(s) dans la Grappe RAID est effec­tuée pour recal­culer et écrire la don­née man­quante sur le nou­veau disque en cours d’intégration dans la Grappe RAID exis­tante.

Ce qu’il faut retenir, pour l’instant, c’est que lors de ce proces­sus de recon­struc­tion de la Grappe, le risque de perte(s) de don­nées (par­tiel ou total) est rel­a­tive­ment impor­tant, et qu’il est donc indis­pens­able, de faire une sauve­g­arde des don­nées « vitales » présentes sur le RAID, et ce, Régulière­ment ! (En fonc­tion de vos modifications/ajouts de don­nées)

Conclusion

 

Une Grappe RAID n’est, en aucun cas, une solu­tion de sauve­g­arde de vos don­nées, à par­tir du moment où cette Grappe RAID con­stitue votre unique point de stock­age.

Peu importe le type de RAID que vous choi­sis­sez, il vous fau­dra DANS TOUS LES CAS une solu­tion de sauve­g­arde, à part ! (extérieure à la Grappe RAID con­cernée).

La solu­tion RAID est un moyen de con­serv­er la péren­nité de l’exploitation de vos don­nées, sans avoir à effectuer une restau­ra­tion com­plète en cas de panne d’un ou plusieurs disque(s) dur(s), selon le type de RAID choisi.

Cette « sécuri­sa­tion des don­nées » que présente une Grappe RAID ne doit pas être con­fon­due avec une sauve­g­arde de don­nées pure et sim­ple.

Tout savoir sur le RAID, partie 1/3 : Présentation, choix du disque

2.   Le choix des dis­ques durs

La sec­onde chose à pren­dre en compte est au niveau du choix des dis­ques durs.

La majorité vous dira que pour qu’une solu­tion RAID soit effi­cace, il faut absol­u­ment pren­dre des dis­ques de même capac­ité, de même mar­que et de même série, afin d’avoir des dis­ques, avec, exacte­ment les même car­ac­téris­tiques tech­niques (stock­age, vitesse de rota­tion, mémoire cache, et j’en passe…)

Évidem­ment, des dis­ques d’une même série, stricte­ment iden­tiques à tous les niveaux, fonc­tion­neront de la meilleure manière qu’il soit pos­si­ble.

Et c’est là qu’est le prob­lème… Car ils seront mis en fonc­tion en même temps, auront poten­tielle­ment la même durée de vie, donc, plusieurs dis­ques pour­raient tomber en panne en même temps, ou, à un très court inter­valle de temps.

Si la série présente une défail­lance physique ou firmware (défaut de con­cep­tion matériel ou logi­ciel), là aus­si, ils l’auront tous…

Cer­tains con­seilleront de pren­dre exacte­ment les mêmes références de dis­ques, d’autres vous con­seilleront des marques/modèles dif­férents, c’est à vous de voir.

Quoi qu’il en soit, pensez à pren­dre au moins un ou deux dis­ques sup­plé­men­taires, que vous stock­erez bien pré­cieuse­ment, de manière à pou­voir réa­gir rapi­de­ment en cas de panne.

De mon point de vue, avec le recul, je pense qu’il est préférable d’acheter vos dis­ques de marques/modèles/séries dif­férents en prenant en compte :

-     La capac­ité iden­tique des dis­ques :

C’est pra­tique­ment oblig­a­toire.

Il est pos­si­ble de créer une Grappe RAID avec des dis­ques de tailles dif­férentes, mais cela implique cer­taines con­traintes => cf : chapitre III. K. 1. 

-     La même vitesse de rota­tion :

C’est très forte­ment recom­mandé pour que les dis­ques aient la même vitesse de traite­ment en ter­mes de lecture/écriture des don­nées, cepen­dant, le RAID fonc­tionne très bien avec des vitesses de rota­tion dif­férentes => cf : chapitre III. K. 2. 

-     La capac­ité de cache peut éventuelle­ment être prise en compte (bien que ce ne soit pas vital)

Le reste des car­ac­téris­tiques n’a que très peu ou pas d’impact sur les per­for­mances et peut être ignoré sans se pos­er de ques­tions.

Goof

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Arti­cles suiv­ants :

Tout savoir sur le RAID, par­tie 2/3 : Le fonc­tion­nement.

Tout savoir sur le RAID, par­tie 3/3 : les dif­férents types.

Les autres arti­cles de Goof :  

autres articles

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Edit du 21/09/2020 : je pub­lie à nou­veau cet arti­cle, créé le 07/06/2019, qui est tou­jours d’actualité.

Oui, plutôt que de faire une pâle copie de ce que les con­tribu­teurs ou moi-même ont pub­lié il y a quelques années, je me suis dit qu’il était plus sim­ple et logique de créer une caté­gorie Replay qui vous per­me­t­tra de (re)découvrir les arti­cles les plus impor­tants par­mi le mil­li­er de disponible actuelle­ment sur Sospc.

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Christophe. Admin­is­tra­teur.

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16 Commentaires

  • Aaaah !!! Voilà cet arti­cle que j’at­tendais depuis des mois et des mois, enfin voilà qui va me pas­sion­ner pour cette série. Je vous remer­cie du fond du cœur Mr GOOF de vous pencher sur le RAID; depuis quelques envi­rons 3 ans que je voudrais mon­ter un serveur avec plusieurs HDD de plus de 10 To, avec un PC qui date d’en­vi­rons 8 ans,mais dont la CM le Chipset et le CPU et de loin bien supérieur aux con­fig­u­ra­tions NAS dont celles-ci sont com­posées de CELERONS 4Go de RAM au max; ou autres Pen­tiums. :-(
    J’e­spère avoir ce que je recherche, mais aus­si un dia­logue ouvert avec vous, pour que je puisse par­venir a mon­ter un bon Serveur. :yahoo:
    Voici déjà au niveau du matériel que je dis­pose: CM Asus Z68Pro, 16 Go de RAM, CPU Intel 2600K. Pour ce qui est des HDD je pense acquérir 4 WD série BLACK de 4 ou plus To.
    Quand au niveau de l’OS ne sais absol­u­ment quoi installer ni les util­i­taires pour m’en servir. :wacko: :wacko: :wacko:
    Bien à vous. José

    • Hel­lo José,

      Il était prévu, un chapitre 4 “Mon­ter un NAS mai­son”, mais je manque cru­elle­ment de temps pour le faire (pour l’in­stant)
      Un chapi­trage aura prob­a­ble­ment lieu quand j’ex­pli­querais tout ça.

      C’est prévu. Mais his­toire que ça ne pren­nent pas (encore) des années…
      J’ai coupé ce chapitre pour pub­li­er l’ar­ti­cle, sinon, vu mon plan­ning actuel, il fal­lait atten­dre un an de plus.…

      • Bon­jour Mr. Goof, j’e­spère de tout mon cœur que tu ne va pas nous laiss­er sur notre faim.
        Per­so, quand je fait un boulot je met toute mon âme et mon cœur, pour que tout fonc­tionne cor­recte­ment même si je doit chercher pen­dant des jours ou des semaines, pour y arriv­er. Je tiens trop à ce sujet que tu a bien com­mencé, vaut mieux pren­dre le temps qu’il faut pour faire les choses con­ven­able­ment que d’in­duire les affil­iés de ce cite, en erreur, car sur le net on dit beau­coup des âner­ies, que des vrais solu­tions aux prob­lèmes de ce vaste monde de l’in­for­ma­tique.

        S’est d’ailleurs pour cette bonne rai­son que je me suit affil­ié a ce site, pour trou­ver des vrais soluces.

        • Hel­lo José,
          Non ! Je vais le faire ce chapitre 4…
          Mais il faut du temps et de l’in­vestisse­ment (per­son­nel !!)

          J’ai 2 NAS mai­son (19To de stock­age en tout) et je prendrai des pho­tos de tout cela pour vous mon­tr­er ce qu’il est pos­si­ble de faire à moin­dre frais.
          Il est aus­si prévu de présen­ter l’OS NAS Open­Medi­aVault que j’u­tilise, et si j’ar­rive à dégager suff­isam­ment de temps, FreeNAS.
          Ce sont les deux OS prin­ci­paux pour le NAS mai­son.
          Mais, patience SVP :)

          Pour ta con­fig NAS Mai­son :
          Donc, si j’ai bien iden­ti­fié le CPU chez Intel c’est un CPU 8 coeurs + 16 Go de RAM ?!
          On fait un NAS mai­son, on essaie pas de faire décoller une fusée :-P

          C’est trop, claire­ment, sauf si tu as des pro­jets de vir­tu­al­i­sa­tion en plus du NAS.

          Enfin, si tu n’as que ça, tout fonc­tion­nera très bien.
          Mais tu vas con­som­mer de l’électricité pour rien.

          • Bon­jour Mr Goof, comme déjà dit, j’ai un pc qui fonc­tionne très cor­recte­ment avec Intel i7 (je pense que c’est un 4 core) 2600K, 16 Go, CM Asus Z68 Pro.
            Je voudrais donc l’u­tilis­er pour faire un serveur mai­son pour com­mencer, et puis pourquoi pas l’u­tilis­er égale­ment pour trans­fér­er des fichiers pour des amis qui pour­raient se con­necter et télécharg­er des fichiers que je métrais à leurs dis­po­si­tion, bien enten­du il faudrait les logi­ciels adéquats pour faire tourn­er tout ça et le sécuris­er il va de soie.
            Pour la con­som­ma­tion d’élec­tric­ité j’ai vu sur ce site qu’il existe un logi­ciel qui per­me­t­trait d’ar­rêter et de met­tre en marche un PC à des heures bien pré­cis­es que l’on souhaite.
            J’aimerait que tu puisse m’é­pauler a con­cré­tis­er cette machine j’jusqu’à la fin.
            Pour ce qui est de la quan­tité je pense qu’en­vi­rons 20 To ça suf­fi­rais.
            Prends le temps qu’il te fau­dra car je com­prends que pour faire les choses bien il faut du temps. Bien à toi. Avec tous mes remer­ciements.

            • Hel­lo José,

              Le core i7 2600k (comme annon­cé chez Intel) est un quad core mais présente 8 threads (donc 8 vCPU => Vir­tu­al CPU).
              Dans, les faits, c’est un processeur 8 coeurs (déguisé).

              Tu peux dés­ac­tiv­er l’ “Hyper Thread­ing” dans le bios pour n’avoir que les 4 vrais “core” sur la machine au final. (Est-ce que ça con­som­mera moins ? je ne saurais pas répon­dre…)

              Pour la con­so elec­trique, oui, tu peux plan­i­fi­er des péri­odes stop/start.
              Pour ça, il faut que tes périphériques réseau gèrent le Wake On Lan (WoL)
              C’est géré par un switch ou une box inter­net (je ne sais pas si toutes les box le pro­posent par défaut aujour­d’hui…)

              Le NAS s’ar­rête tout seul à la date/jour voulu (via une tache plan­i­fiée / Crontab), et la box/Switch le ral­lume à la date indiquée dans le pro­to­cole WoL.

              Pour les trans­fert de fichi­er, il y a le FTP / FTPS et le SFTP (ici classé du moins au plus sécurisé)

              Tout ça est fais­able sans aucun prob­lème (avec un peu de paramé­trages) depuis un NAS Mai­son ou con­struc­teur.

              Tes dif­férents com­men­taires m’aident à réfléchir sur les poten­tiels besoins que vous auriez, donc ça com­plète mes dif­férents chapitres et ça ajoute des choses (trans­fert de fichiers etc…)

              Du coup, tu retardes l’ar­ti­cle en ques­tion :P

              • Eh oui, comme quoi y a plus dans deux Têtes que dans une :yahoo: . Il y a longtemps que beau­coup des ques­tions me sont venues à l’e­sprit mais j’avais besoin d’un spé­cial­iste pour pou­voir les présen­ter et si pos­si­ble les con­cré­tis­er.
                Je vais lire la 3ème par­tie et réfléchir pour voir com­ment m’y pren­dre.
                En tous cas je te remer­cie pour cet excel­lent arti­cle.

  • Bon­jour Goof,

    Mer­ci pour cet arti­cle très instruc­tif. :yes:

    Mais après lec­ture, je ne suis pas ten­tée par l’aven­ture.
    Il m’avait sem­blé com­pren­dre qu’il ne s’ag­it pas d’une solu­tion de sauve­g­arde, ce que tu con­firmes.

    Réin­staller une sauve­g­arde en cas de panne du disque me sem­ble au final plus sim­ple que d’in­staller un sys­tème RAID.
    Avec Timeshift c’est telle­ment sim­ple, je l’ai fait plusieurs fois, plus sim­ple c’est impos­si­ble.
    Ceci dit, je n’ai jamais eu affaire à un disque défectueux bg .
    On lit sou­vent que la durée de vie d’un HDD est de 5 ans, je suis tombée sur des per­les rares…

    Bien vu les dis­ques d’une même série qui risquent de tomber en panne en même temps, je n’y aurais pas pen­sé.

    Même si je n’ai pas l’in­ten­tion d’in­staller un sys­tème RAID, je me réjouis de lire les prochains chapitre. Tu expliques très bien, c’est un plaisir de s’in­stru­ire avec ce genre d’ar­ti­cle :good:

    • Hel­lo Mia,

      Je trou­ve que tu vas un peu vite sur ta réflex­ion par rap­port a une sim­ple “intro­duc­tion” du sujet.
      Attends de voir les dif­férents fonc­tion­nement pour te faire une idée pré­cise…
      Tu y ver­ras peut être plus clair après ;)

  • Bon­jour Goof,
    Excel­lent arti­cle qui explique claire­ment quelque chose d’à la fois de sim­ple et com­plexe.
    J’au­rais mal­gré tout 2 petites remar­ques

    La 1ère, pourquoi lim­iter le RAID à des serveurs NAS (Net­work Attached Stor­age) livré du moins pour ceux que j’ai vu avec un OS plus ou moins com­pat­i­ble avec Win­dows et générale­ment issu du monde Lin­ux et con­sultable qu’à tra­vers une con­nex­ion Inter­net), ce qui implique une sécurité/confidentialité plus ou moins réduite). En ce qui me con­cerne je pos­sède une ICY Box con­tenant 2 DD en RAID 1 et vu par l’ex­plo­rateur de fichiers comme un seul DD. A mon hum­ble avis le NAS est à réserv­er qu’à CEUX qui ont réelle­ment besoin de con­sul­ter leurs don­nées à l’ex­térieur de chez eux.

    La 2ème, est que je pense qu’il faut des DD de mod­èle pro’ comme par exem­ple les séries RED de West­ern Dig­i­tal, d’ailleurs par souci de qual­ité je pense qu’il faut mieux se can­ton­ner à WD ou à Sea­gate.
    Evidem­ment cela à un coût mais la sécurité/confidentialité des don­nées devrait être une pri­or­ité absolue.

    • Hel­lo Bernard,
      Il était prévu, un chapitre 4 “Mon­ter un NAS mai­son”, mais je manque cru­elle­ment de temps pour le faire (pour l’in­stant)
      Un chapi­trage aura prob­a­ble­ment lieu quand j’ex­pli­querais tout ça.

      Con­cer­nant ta 2e “sug­ges­tion”, les WD RED ne son­rt pas plus é“pro” ques les Black / Pur­ple / yel­low … ou toutes autres couleurs de l’arc-en-ciel.…
      Quand un disque tombe en panne, il est con­sid­éré comme HS…

      Peu importe sa durée de vie annon­cée !
      S’il est mal entretenu / mal traité (par les trans­ports ou par le manip­u­la­teur) / mal refroi­di, il tombera en panne pré­maturé­ment.

      Peu importe le type de disque, il y a des règle à respecter pour pron­longer la vie d’un disque dur.…..

      Cf un futur Chapitre sur le “NAS Mai­son”

  • Salut Goof ,

    Mer­ci pour cet excel­lent arti­cle sur cet tech­nolo­gie par­ti­c­ulière. On doit pou­voir effectuer les mêmes con­fig­u­ra­tions avec des SSD . Bien sur les capac­ités actuelles sont encore lim­itées , mais !

  • Bon­jour Goof, :bye:

    Pre­mière par­tie vrai­ment très intéres­sante ; il me tarde la suite.

    Expli­quer le RAID n’est pas une sinécure, et ici tu as réus­si à l’ex­pos­er claire­ment. :good:

    Je con­nais 2 entre­pris­es à qui je répète sans cesse de faire des sauve­g­ardes externes très régulières, mais je sais qu’elles ne le font pas. Tôt ou tard elles s’en mor­dront les doigts, mais on ne pour­ra pas dire qu’elles n’é­taient pas au courant. :-(

    Mer­ci !