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Stockage en ligne (cloud) et stockage NAS

Dossier - Le stockage des données informatiques
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Nous stockons toujours plus de données, un défi pour l’informatique. Cloud, disque dur, clé USB, carte SD : quel support choisir ? Peut-on encore faire confiance aux incontournables CD, DVD ou Blu-ray ? Quid de la mémoire flash ? Les réponses à toutes vos questions dans ce dossier spécial.

  
DossiersLe stockage des données informatiques
 

Avec l'avènement des mobiles et de la 4G, les supports physiques de stockage traditionnels commencent à disparaître au profit du stockage en ligne, autrement appelé cloud. Chez les particuliers et les entreprises, des petits serveurs de stockage en réseau (NAS) fleurissent également.

Rangées d’armoires de serveurs de stockage d’un data center de Google. L’avenir du stockage informatique se trouve ici… © Google

Les disques optiques souffrent d'une durée de vie limitée, les disques durs sont fragiles, les clés USB et les cartes SD se perdent facilement et, enfin, la mémoire flash souffre d'amnésie à force d'être sollicitée. De plus, nul n'est à l'abri d'un incendie, ou d'un cambriolage. Pour ne rien perdre, il existe depuis des années une solution en or : le stockage en cloud, appelé, en français, « l'informatique dans les nuages ».

Les données sont enregistrées via Internet directement dans un espace privatif et sécurisé par un chiffrement et des identifiants de connexion, dans des data centers spécialisés dans le stockage de données. Concrètement, ces structures, baptisées « fermes de serveurs », contiennent des centaines de mètres d'armoires bourrées de disques durs. L'ensemble est enfermé dans des bunkers et plusieurs copies des données sont réalisées pour les sécuriser.

Voici un exemple de ferme de serveurs située dans les Pays-Bas. Les serveurs sont enfermés dans un véritable bunker des années 1950 se trouvant au milieu d'une forêt. Celui-ci est capable de résister aux ondes électromagnétiques et même au blast produit par une bombe nucléaire d'une puissance de 20 mégatonnes. © CyberBunker

Le cloud pour tous

Comme le fameux monsieur Jourdain faisait de la prose à tout moment sans même le savoir, la plupart des utilisateurs de mobiles et d'ordinateurs exploitent le cloud sans s'en rendre compte. Ainsi, les mobiles Android stockent une copie de leurs photos sur les serveurs de stockage de Google. Il en est de même pour les mobiles et les ordinateurs Apple, avec iCloud, ou encore Windows avec OneDrive.

Ces services sont gratuits jusqu'à une certaine quantité de données, puis deviennent ensuite payants, avec des formules de location mensuelle, ou annuelle selon la capacité désirée. Des applications et services indépendants proposent également ce genre de service. C'est notamment le cas de Box, Dropbox, Amazon ou encore du Français OVH. Il existe de très nombreux fournisseurs de services de stockage en ligne et même les opérateurs proposent parfois l'hébergement de plusieurs Go de données dans les forfaits Internet.

Exemple de service de stockage en cloud pour particulier proposé par Google. Google Drive est disponible gratuitement pour tous les possesseurs d'un compte Google : 15 Go sont offerts ; pour disposer de plus, il est nécessaire d'opter pour une des formules d'abonnement mensuel proposées. © Sylvain Biget

Comment les données sont sécurisées

Les données qui transitent vers l'espace de stockage en cloud voyagent de façon chiffrée à partir de de l'appareil du client. C'est ce dernier qui dispose de la clé de chiffrement. L'espace virtuel est protégé par un identifiant et un mot de passe. Pour plus de sécurité, la plupart des services proposent un système de double authentification, par mot de passe et code unique reçu par SMS, par exemple. Si la faille vient le plus souvent du client, les fournisseurs renforcent sans cesse la sécurité des différents éléments des serveurs avec des parades aux attaques de la mémoire vive via Rootkit, la surveillance permanente de toute modification du noyau ou encore, le contrôle des flux de données. Pour le moment, les services ne se sont pas encore entendus sur un standard en matière de sécurité.

Pour ce qui est de la protection physique des données, les data centers les hébergeant sont appelés « fermes de serveurs ». Ils se cachent dans des bâtiments très résistants et parfois d'anciens bunkers. Leur emplacement géographique n'est pas toujours communiqué. Ainsi, les derniers chiffres sur les installations de Google datent de 2008. Le géant d'Internet disposerait de 60 data centers et 2 millions de serveurs pour traiter à la fois l'hébergement et les 24 pétaoctets de données quotidiennes qui sont générées chaque jour.

Dans les armoires, les disques ne sont pas les mêmes que ceux que l'on trouve habituellement dans les ordinateurs. Il s'agit de modèles professionnels tournant à 10.000 tours par minute, voire 15.000. Cette vitesse offre des débits élevés et un temps d'accès faible. En contrepartie, ces disques consomment plus, sont très bruyants et peuvent générer une température conséquente. Deux interfaces de connexion sont disponibles :

  • le SAS (Serial Attached SCSI), qui est l'héritier du système SCSI ;
  • le Sata, que l'on trouve dans tous les ordinateurs actuels.

De plus en plus, les professionnels du stockage optent pour des disques durs au format 2,5 pouces car ils offrent un temps d'accès encore plus faible. Ces modèles, appelés SFF (Small Form Factor), consomment beaucoup et sont plus épais que leur équivalent pour ordinateurs portables.

Rack de disques durs d'une armoire d'un serveur de stockage. Des disques durs rapides sont empilés et les données stockées dupliquées sur d'autres racks via une norme Raid en cas de panne de disque dur. © CyberBunker

Vous l'avez compris, ces fermes consomment énormément d'énergie. Pour reprendre l'exemple de Google, 0,01 % de l'électricité mondiale serait avalée par Google. Pour réduire les coûts, la société exploite un système d'intelligence artificielle basé sur la prédiction. La facture énergétique aurait ainsi baissé de 15 % depuis sa mise en œuvre. De même, pour refroidir tout ce petit monde, des ressources en eau sont importantes. Souvent, les sociétés de stockage se situent à proximité de grands points d'eau. En contrepartie de l'installation, la structure peut réaliser du traitement des eaux usées, ou encore chauffer l'eau gratuitement.

Du cloud à la maison : le serveur NAS

En plus des services du cloud, il est désormais possible de réaliser son propre cloud domestique en mettant en place un serveur NAS (Network Attached Storage), un terme qui signifie « solution de sauvegarde reliée au réseau ». Cet appareil, qui ressemble à un gros disque dur, permet à tous les appareils connectés au réseau domestique d'enregistrer et de lire des données dessus. Le principe de fonctionnement d'un serveur NAS est le même que celui proposé par les serveurs de stockage des professionnels. Issu du monde de l'entreprise, il s'est aujourd'hui démocratisé par des tarifs accessibles. Cet appareil renferme de un à quatre disques durs.

Serveur NAS (Network Attached Storage) domestique ou pour petite entreprise. Ce serveur est constitué d'un véritable ordinateur avec son processeur Intel Celeron cadencé à 1,6 GHz épaulé par 2 Go de mémoire vive. Il permet d'accueillir jusqu'à quatre disques durs et propose un stockage répondant aux normes Raid (0, 1, 5, 6) et JBOD. © Asustor

JBOD, Raid, des normes pour des usages différents

Pour garantir la sécurité et la performance des débits de données, les data centers, ainsi que les serveurs NAS des particuliers et des entreprises exploitent différentes normes. 

Si l'utilisateur cherche la performance, deux normes sont alors proposées, le JBOD ou le Raid 0 :

  • Le JBOD se retrouve fréquemment sur les serveurs NAS domestiques. Il permet d'optimiser l'accès aux données pour l'accélérer via le réseau. En général, ce genre de serveur ne dispose que d'un seul disque dur. S'il flanche, les données sont perdues.
  • La norme Raid 0 permet d'ajouter un disque supplémentaire. Ce procédé a l'avantage de répartir les données sur ces deux disques pour accélérer un peu plus l'écriture et la lecture. En revanche, si un disque tombe en panne, l'ensemble des fichiers est perdu en raison de cette nécessaire répartition.

Aujourd'hui, les box Internet proposées par les opérateurs intègrent bien souvent un disque dur fonctionnant sur ce principe de serveur NAS.

Si l'utilisateur opte pour la sécurisation de ses données, il est impératif de disposer d'au moins deux disques durs. Deux autres normes existent alors :

  • Raid 1 :

Le principe est simple : les données d'un disque dur sont copiées sur un autre. Si l'un des deux rend l'âme, rien n'est perdu. L'inconvénient, c'est que la capacité globale doit être doublée. Il faut donc deux disques de 2 To, soit 4 To, pour mettre à l'abri 2 To.

  • Raid 5 :

Le Raid 5 mélange les attributs du Raid 1 et les performances obtenues grâce à la norme Raid 0. Il existe également d'autres normes peu employées : Le Raid 2 est une amélioration du Raid 0 qui n'est plus utilisée. Le Raid 3 et 4 fonctionnent de la même façon que le Raid 5, mais nécessitent au moins 3 disques durs. Notez que le Raid 6 existe également. Il a la capacité de gérer une panne simultanée de deux disques durs sans perte de données.

Les disques durs pour serveurs NAS sont souvent plus robustes que ceux des ordinateurs. Les boîtiers de ces serveurs renferment en réalité de nombreux composants d'un ordinateur (processeur, mémoire vive, carte mère, chipset). Leur système d'exploitation permet de gérer la norme appliquée aux disques. Certains modèles permettent de retirer un disque dur d'une baie alors que le serveur est sous tension. Enfin, de nombreux modèles pour les particuliers incluent des protocoles multimédias. Ils permettent de réaliser de la diffusion multimédia, avec le support du DLNA, ou uPNP. Certains disposent d'une interface de navigation donnant directement accès aux fichiers audio par exemple.