En clair
Le stockage, c'est l'entrepôt de vos données. Les disques sont les étagères ; le RAID consiste à ranger chaque carton en double (ou avec une fiche pour le reconstituer) pour qu'une étagère qui s'effondre ne fasse rien perdre ; le système de fichiers est le plan de rangement ; le NAS est l'entrepôt partagé auquel tout le monde accède par le réseau. Une règle à garder en tête dès maintenant : ranger en double dans le même entrepôt ne protège pas d'un incendie. Le RAID n'est pas une sauvegarde.
1. Les disques : HDD ou SSD
| Disque dur (HDD) | SSD SATA | SSD NVMe | |
|---|---|---|---|
| Principe | Plateaux magnétiques qui tournent, tête de lecture mobile | Mémoire flash, interface SATA | Mémoire flash, branché directement sur le bus PCIe |
| Débit séquentiel typique | 150 à 280 Mo/s | Environ 550 Mo/s (limite du SATA) | 3 500 Mo/s (PCIe 3.0), 7 000 Mo/s (PCIe 4.0), plus de 12 000 Mo/s (PCIe 5.0) |
| Accès aléatoires | Lents (la tête doit se déplacer) | Très rapides | Les plus rapides |
| Capacité | Jusqu'à plus de 30 To | Jusqu'à quelques To | Jusqu'à quelques To (davantage en serveur) |
| Usure | Mécanique : vibrations, chocs, heures de fonctionnement | Nombre d'écritures limité (TBW) | Idem SSD SATA |
| Bruit, consommation | Audible, plus gourmand | Silencieux, sobre | Silencieux, sobre, chauffe sous charge |
| Usage idéal | Gros volumes : films, photos, sauvegardes | Système, VM, remplacement d'un vieux disque dur | Système, VM, bases de données, cache |
L'endurance d'un SSD : TBW et DWPD
Une cellule de mémoire flash supporte un nombre limité d'écritures. Le fabricant l'exprime en :
- TBW (terabytes written) : quantité totale de données que l'on peut écrire avant usure, par exemple 600 To pour un SSD grand public de 1 To ;
- DWPD (drive writes per day) : nombre de fois où l'on peut réécrire tout le disque chaque jour pendant la garantie. 0,3 DWPD convient à un poste ; un SSD de cache ou de base de données vise 1 à 3 DWPD.
Pour un poste de travail, l'endurance n'est presque jamais un problème. Pour un cache de NAS ou un hyperviseur avec ZFS, elle compte : choisissez des modèles à forte endurance.
CMR ou SMR : le piège des disques de NAS
Les disques durs écrivent leurs pistes de deux façons :
| CMR (enregistrement conventionnel) | SMR (enregistrement en bardeaux) | |
|---|---|---|
| Principe | Pistes côte à côte, indépendantes | Pistes qui se chevauchent, comme des tuiles, pour gagner en densité |
| Écritures | Régulières | Peuvent s'effondrer lors d'écritures soutenues : il faut réécrire les pistes voisines |
| En RAID | Adapté | Déconseillé : la reconstruction d'une grappe peut devenir extrêmement lente, voire échouer avec ZFS |
Vérifiez la technologie avant d'acheter
Le fabricant indique la technologie dans la fiche technique, pas toujours sur l'emballage. Exemple connu : chez Western Digital, les WD Red simples sont en SMR, alors que les WD Red Plus et WD Red Pro sont en CMR. Les gammes NAS de Seagate (IronWolf, IronWolf Pro) et Toshiba (série N300) sont en CMR. Pour un NAS ou un serveur en RAID, prenez du CMR.
2. Le RAID : combiner plusieurs disques
Le RAID regroupe plusieurs disques en un seul volume, pour gagner en tolérance aux pannes, en performances, ou les deux. Il protège contre une chose précise : la panne d'un disque. Il ne protège pas contre une suppression accidentelle, un rançongiciel, un incendie ou une erreur de manipulation, qui touchent tous les disques en même temps.
| Niveau | Principe | Disques min. | Capacité utile (n disques de taille D) | Pannes tolérées | Usage |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | Données réparties en bandes sur tous les disques | 2 | n × D | Aucune : un disque perdu, tout est perdu | Données temporaires, montage vidéo ; jamais pour des données à garder |
| RAID 1 | Miroir : chaque disque contient tout | 2 | D | n − 1 | Système, petit NAS à 2 baies |
| RAID 5 | Bandes + une parité répartie | 3 | (n − 1) × D | 1 | Petits volumes de disques ; risqué avec de gros disques (voir plus bas) |
| RAID 6 | Bandes + deux parités | 4 | (n − 2) × D | 2 | NAS de 4 à 8 disques et plus, gros disques |
| RAID 10 | Miroirs assemblés en bandes | 4 | n × D / 2 | 1 par miroir (au moins 1, parfois plus) | Bases de données, VM : performances et sécurité |
Exemples concrets avec 4 disques de 8 To
| Niveau | Capacité utile | Pannes tolérées |
|---|---|---|
| RAID 0 | 32 To | 0 |
| RAID 5 | 24 To | 1 |
| RAID 6 | 16 To | 2 |
| RAID 10 | 16 To | 1 (2 si elles touchent des miroirs différents) |
Pourquoi le RAID 5 est déconseillé avec de gros disques
Quand un disque meurt, la grappe doit être reconstruite : tous les disques restants sont relus intégralement pour recalculer les données perdues. Avec des disques de 10 To et plus, cette reconstruction dure souvent plus d'une journée, sous forte sollicitation. Pendant ce temps, la grappe ne tolère plus aucune panne : une erreur de lecture ou un deuxième disque défaillant (souvent du même lot, du même âge) et tout est perdu. Au-delà de 4 disques ou de disques de plusieurs To, préférez le RAID 6 (ou RAIDZ2).
Les variantes propres aux NAS et à ZFS
| Technologie | Où | Particularité |
|---|---|---|
| SHR et SHR-2 (Synology Hybrid RAID) | NAS Synology | Équivalents de RAID 5 et RAID 6 qui exploitent au mieux des disques de tailles différentes |
| RAIDZ1, RAIDZ2, RAIDZ3 | ZFS : TrueNAS, Proxmox VE, QNAP (QuTS hero) | Équivalents de RAID 5, 6 et « triple parité » ; ZFS vérifie en plus l'intégrité de chaque bloc |
| Miroir ZFS | ZFS | Équivalent du RAID 1 (ou du RAID 10 en assemblant plusieurs miroirs) |
| Parité Unraid | Unraid | Disques indépendants, de tailles différentes, protégés par un ou deux disques de parité ; chaque disque reste lisible seul |
RAID matériel ou logiciel ?
| RAID matériel | RAID logiciel | |
|---|---|---|
| Géré par | Une carte contrôleur dédiée | Le système : mdadm (Linux), ZFS, Btrfs, Storage Spaces (Windows) |
| Avantage | Transparent pour le système, cache protégé par batterie sur les cartes haut de gamme | Pas de dépendance à une carte : les disques se relisent sur n'importe quelle machine |
| Inconvénient | Si la carte meurt, il faut un modèle compatible pour relire les disques | Consomme un peu de processeur (négligeable aujourd'hui) |
| Tendance | Serveurs d'entreprise classiques | NAS, homelab, ZFS : la norme |
Le « RAID » proposé par le BIOS des cartes mères grand public (Intel RST, AMD RAIDXpert) est un mélange des deux, sans les avantages de l'un ni de l'autre : à éviter sous Linux et pour un NAS.
3. DAS, NAS, SAN : où sont les disques ?
| DAS | NAS | SAN | |
|---|---|---|---|
| Signification | Direct Attached Storage | Network Attached Storage | Storage Area Network |
| Principe | Disques branchés directement sur une machine (interne, USB, Thunderbolt) | Un appareil sur le réseau qui partage des fichiers | Un réseau dédié qui fournit des disques bruts (blocs) à des serveurs |
| Accès | Une seule machine | Plusieurs postes, par le réseau local | Serveurs, qui y créent leur propre système de fichiers |
| Protocoles | SATA, USB, Thunderbolt, SAS | SMB, NFS, AFP (ancien), WebDAV | iSCSI, Fibre Channel, NVMe-oF |
| Exemple | Disque externe de sauvegarde | Synology, QNAP, TrueNAS à la maison | Baie de stockage d'entreprise pour un cluster de virtualisation |
Un NAS moderne sait faire les deux : partager des fichiers (SMB, NFS) et présenter des volumes en iSCSI, comme un petit SAN.
4. Les systèmes de fichiers
Le système de fichiers organise les données sur le disque : noms, dossiers, droits, emplacement de chaque bloc.
| Système | Plateformes | Points forts | Limites |
|---|---|---|---|
| NTFS | Windows (lu et écrit par Linux et, en lecture, par macOS) | Droits fins, journalisation, standard de Windows | Mal pris en charge hors de Windows |
| ReFS | Windows Server, Windows 11 (certaines éditions) | Résistance à la corruption, gros volumes | Pas de démarrage dessus sur un poste classique, fonctions variables selon l'édition |
| exFAT | Windows, macOS, Linux | Lu et écrit partout : idéal pour une clé USB ou un disque externe partagé | Pas de journalisation : fragile en cas de débranchement brutal |
| APFS | macOS | Instantanés, chiffrement, optimisé pour SSD | Propre à Apple |
| ext4 | Linux | Mature, rapide, très fiable | Pas d'instantanés ni de vérification des données |
| XFS | Linux | Excellent sur les gros fichiers et les gros volumes | Ne peut pas être réduit |
| Btrfs | Linux, NAS Synology et autres | Instantanés, sommes de contrôle, compression | Ses modes RAID 5 et 6 natifs restent déconseillés ; Synology s'appuie sur mdadm en dessous |
| ZFS | Linux, FreeBSD, TrueNAS, Proxmox VE | Gestion des disques et du RAID intégrée, sommes de contrôle sur chaque bloc, autoréparation, instantanés, compression, réplication | Gourmand en mémoire vive ; un pool se modifie avec moins de souplesse |
Pourquoi les sommes de contrôle comptent
Un disque peut, rarement, renvoyer une donnée corrompue sans signaler d'erreur. ext4 et NTFS ne s'en aperçoivent pas : le fichier abîmé est servi, puis sauvegardé tel quel. ZFS et Btrfs calculent une empreinte de chaque bloc : à la lecture, une donnée corrompue est détectée, et réparée automatiquement à partir de la copie saine si le volume est redondant. Le nettoyage périodique (scrub) relit tout le volume pour débusquer ces erreurs avant qu'elles ne s'accumulent : planifiez-le une fois par mois.
Les instantanés (snapshots)
Btrfs, ZFS et APFS savent figer l'état d'un volume en une fraction de seconde, sans copier les données. En cas de suppression ou de rançongiciel, on revient à l'instantané de la veille. Sur un NAS, programmez des instantanés réguliers (toutes les heures, conservés quelques jours) : c'est la meilleure parade contre une erreur de manipulation. Ce n'est toujours pas une sauvegarde : les instantanés vivent sur les mêmes disques.
5. Les protocoles de partage
| Protocole | Pour qui | Remarques |
|---|---|---|
| SMB (partage Windows, aussi appelé CIFS) | Windows, macOS, Linux | Le standard universel. Utilisez SMB 3 et désactivez SMB 1, ancien et vulnérable |
| NFS | Linux, hyperviseurs (Proxmox VE, ESXi) | Très efficace entre machines Linux ; NFS v4 apporte l'authentification par Kerberos |
| iSCSI | Serveurs, hyperviseurs | Le NAS fournit un disque brut : la machine cliente le formate elle-même. Ne jamais monter le même volume iSCSI sur deux machines sans système de fichiers de cluster |
| WebDAV | Accès par le web, applications mobiles | Pratique à travers Internet, à protéger par HTTPS |
| S3 | Sauvegardes, applications | Stockage « objet » ; de nombreux logiciels de sauvegarde savent écrire en S3 |
| AFP | Anciens Mac | Abandonné par Apple : utilisez SMB |
6. Les débits réels : le réseau est souvent la limite
| Lien | Débit théorique | Débit utile constaté |
|---|---|---|
| Ethernet 1 Gbit/s | 125 Mo/s | 110 à 118 Mo/s |
| Ethernet 2,5 Gbit/s | 312 Mo/s | Environ 280 Mo/s |
| Ethernet 10 Gbit/s | 1 250 Mo/s | 1 000 à 1 150 Mo/s |
| Wi-Fi 6 | Variable | Souvent 50 à 120 Mo/s dans de bonnes conditions |
| USB 3.2 Gen 1 (5 Gbit/s) | 625 Mo/s | Environ 400 Mo/s |
Conclusion pratique : un seul disque dur sature déjà un lien à 1 Gbit/s. Mettre des SSD dans un NAS relié en 1 Gbit/s n'accélère pas les copies de fichiers ; passer au 2,5 Gbit/s (carte réseau et switch) est souvent la meilleure amélioration. Pour mesurer le débit réel du réseau, utilisez iperf3 (voir le catalogue des logiciels).
7. La mémoire vive ECC
La mémoire ECC (Error-Correcting Code) détecte et corrige les erreurs de bits en mémoire. Elle est la norme sur les serveurs. Pour un NAS qui conserve des données importantes, en particulier avec ZFS, elle est recommandée mais pas obligatoire : ZFS fonctionne sans, simplement avec un risque résiduel qu'une erreur mémoire corrompe une donnée avant son écriture. Elle demande un processeur et une carte mère compatibles.
8. Les règles d'or
- Le RAID n'est pas une sauvegarde. Gardez au moins une copie des données sur un autre support, dont une hors site : voir la règle 3-2-1.
- Pour un NAS : disques CMR, de préférence de gamme NAS, idéalement de lots différents pour éviter qu'ils ne meurent ensemble.
- RAID 1 pour 2 disques, RAID 6 (ou SHR-2, RAIDZ2) à partir de 4 à 5 disques ou de gros disques.
- Surveillez l'état SMART des disques et activez les alertes par courriel du NAS : un disque qui se dégrade se remplace avant de lâcher.
- Planifiez un nettoyage (scrub) mensuel avec ZFS ou Btrfs, et des instantanés réguliers.
- Gardez un disque de rechange pour reconstruire vite.
À retenir
- HDD pour la capacité, SSD pour la vitesse ; vérifiez la technologie CMR des disques destinés à un RAID.
- Le RAID protège de la panne d'un disque, de rien d'autre ; RAID 5 est risqué avec de gros disques, préférez RAID 6.
- NAS = fichiers partagés par le réseau (SMB, NFS) ; SAN = disques bruts pour serveurs (iSCSI).
- ZFS et Btrfs détectent la corruption silencieuse et offrent les instantanés.
- Le réseau limite souvent plus que les disques : 1 Gbit/s ≈ 115 Mo/s.