Chapitre 1213 minIntermédiaire
Dimensionner un stockage : calculs de capacité et cas type E6
Par Josselyn C., prof de BTS SIO. Mis à jour le .
À la fin de ce chapitre, tu sauras
- calculer la capacité utile d'un pool ZFS, des disques bruts au seuil de 80 % ;
- prévoir à quelle date un pool sera plein ;
- estimer la durée d'une reconstruction et d'une réplication ;
- dimensionner la mémoire et le réseau d'un NAS ;
- traiter un cas complet de type E6 ou E7 SISR.
5 exercices corrigés1 schéma
Dimensionner un stockage, c'est calculer combien de disques acheter, et de quelle taille, pour stocker les données d'aujourd'hui et leur croissance sur plusieurs années, avec la redondance voulue et une marge de remplissage, puis vérifier que la mémoire et le réseau suivent. Ce chapitre donne la méthode de calcul, des disques bruts à la capacité réellement utilisable, l'applique au NAS de Sorbier, puis traite la croissance, les temps de copie et un cas complet de type E6 ou E7 SISR.
De la capacité brute à la capacité utilisable
Entre l'étiquette des disques et ce que tu peux vraiment remplir, cinq étapes retirent chacune une part.
| Étape | Calcul | srv-nas, pool tank (6 × 8 To en RAIDZ2) |
|---|---|---|
| 1. Capacité brute | Nombre de disques × capacité d'un disque | 6 × 8 = 48 To |
| 2. Capacité après redondance | Disques de données × capacité (miroir : un disque par vdev ; RAIDZp : n − p disques) | (6 − 2) × 8 = 32 To |
| 3. Conversion en unités binaires | × 10¹² ÷ 2⁴⁰ (environ × 0,9095) | 32 × 0,9095 = 29,10 TiB |
| 4. Moins la réserve de ZFS | ZFS garde 1/32 du pool (3,125 %) pour ses propres besoins : × 31/32 | 29,10 × 31 ÷ 32 = 28,19 TiB |
| 5. Moins la marge de remplissage | Au plus 80 % pour un pool de fichiers (50 % pour du stockage en bloc) | 28,19 × 0,8 = 22,56 TiB |
Sur 48 To de disques, Sorbier peut donc ranger confortablement 22,56 TiB de données, soit environ 52 % de la capacité brute affichée sur les étiquettes (22,56 TiB valent 24,80 To). Ce n'est pas du gaspillage : la parité permet de perdre deux disques, la réserve garde le pool fonctionnel, la marge préserve les performances.
Le calcul à l'envers : combien de disques acheter ?
À l'examen comme dans un projet, on part souvent du besoin. On remonte la chaîne :
- Données à stocker à l'horizon choisi (croissance comprise), en TiB, plus la place des snapshots.
- Diviser par le taux de remplissage maximal (0,8) → capacité affichée nécessaire.
- Diviser par 31/32 → capacité du pool avant réserve.
- Convertir en To (× 2⁴⁰ ÷ 10¹², environ × 1,0995) → capacité des disques de données.
- Diviser par la taille d'un disque, arrondir au supérieur → nombre de disques de données ; ajouter les disques de parité ou de miroir.
Exemple : 10 TiB de données. 10 ÷ 0,8 = 12,5 TiB ; 12,5 × 32 ÷ 31 = 12,90 TiB ; 12,90 × 1,0995 = 14,19 To de disques de données. Avec des disques de 8 To : 14,19 ÷ 8 = 1,77, arrondi à 2 disques de données, donc 4 disques en RAIDZ2 (2 données + 2 parités). Avec des disques de 4 To : 14,19 ÷ 4 = 3,55, arrondi à 4 disques de données, donc 6 disques en RAIDZ2.
Prévoir la croissance
Une croissance annuelle de t % multiplie le volume par (1 + t/100) chaque année. Au bout de n années : Vₙ = V₀ × (1 + t/100)ⁿ. Le cours de mathématiques appelle cela une suite géométrique (cours Suites numériques).
Le pool tank de Sorbier contient aujourd'hui 9 TiB d'archives (+ 25 % par an), 4 TiB réservés aux sauvegardes (plafonnés par un quota) et 0,3 TiB d'autres données, stables :
| Année | Archives (TiB) | Total tank (TiB) | Sous le seuil de 22,56 TiB ? |
|---|---|---|---|
| 0 (2026) | 9,00 | 13,30 | Oui |
| 1 | 11,25 | 15,55 | Oui |
| 2 | 14,06 | 18,36 | Oui |
| 3 | 17,58 | 21,88 | Oui, de justesse |
| 4 | 21,97 | 26,27 | Non |
Le seuil est atteint au bout de ln((22,56 − 4,3) ÷ 9) ÷ ln(1,25) ≈ 3,2 ans. Antoine prévoit donc l'achat d'un second vdev RAIDZ2 de six disques pour la troisième année, d'où les emplacements libres du serveur. Avec deux vdevs de 6 × 8 To, la capacité utilisable double (45,11 TiB).
Mémoire et réseau
La mémoire. Le guide matériel de TrueNAS 25.10 donne une méthode simple : 8 Go pour un système de base jusqu'à huit disques, plus 1 Go par disque au-delà de huit, plus 2 Go quand le NAS est joint à un annuaire (cache de Winbind). Pour du stockage de VM en iSCSI, il recommande au moins 16 Go, et 32 Go ou plus pour de bonnes performances. La déduplication demande environ 5 Go par To de données.
Pour srv-nas : 8 + (10 − 8) × 1 + 2 = 12 Go de base (dix disques de données) ; avec l'iSCSI des VM, 32 Go au moins. Antoine choisit 64 Go : tout ce qui n'est pas utilisé par le système sert d'ARC, et des archives souvent consultées seront servies depuis la mémoire.
Le réseau. Un lien Gigabit Ethernet transporte au mieux 125 Mo/s, environ 110 à 118 Mo/s en pratique : une image ISO de 4 Gio y passe en une quarantaine de secondes. Un RAIDZ2 de six disques durs lit les gros fichiers à plusieurs centaines de Mo/s (quatre disques de données à 200 Mo/s et plus), et les SSD bien davantage : un seul lien Gigabit brimerait le NAS. D'où les deux liens 10 GbE de srv-nas, l'un pour les utilisateurs, l'autre pour les hyperviseurs.
Les IOPS. Quinze VM qui font en moyenne 100 IOPS chacune demandent 1 500 IOPS, et trois fois plus aux pics (démarrage simultané, sauvegarde, mises à jour), soit 4 500 IOPS. Un vdev RAIDZ2 de disques durs offre de l'ordre de 100 à 200 IOPS en accès aléatoire : c'est trente fois trop peu. Deux miroirs de SSD en offrent des dizaines de milliers : c'est la justification du pool vms.
Exercices
Exercice 1 sur 5 La capacité utilisable, pas à pas Réussi À revoir
Une petite agence de 20 salariés dispose d'un TrueNAS avec quatre disques de 4 To. Pour chaque organisation, calcule la capacité après redondance (To), puis en TiB, après la réserve de ZFS, et au seuil de 80 %. Arrondis au centième.
- Un RAIDZ1 de quatre disques.
- Un RAIDZ2 de quatre disques.
- Deux miroirs de deux disques.
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 1
| Organisation | Après redondance | En TiB | Après réserve (× 31/32) | À 80 % |
|---|---|---|---|---|
| RAIDZ1 de 4 | (4 − 1) × 4 = 12 To | 12 × 10¹² ÷ 2⁴⁰ = 10,91 TiB | 10,57 TiB | 8,46 TiB |
| RAIDZ2 de 4 | (4 − 2) × 4 = 8 To | 7,28 TiB | 7,05 TiB | 5,64 TiB |
| 2 miroirs de 2 | 2 × 4 = 8 To | 7,28 TiB | 7,05 TiB | 5,64 TiB |
RAIDZ2 et miroirs donnent la même capacité avec quatre disques. Le RAIDZ2 supporte deux pannes quelconques ; les miroirs n'en garantissent qu'une, mais offrent environ deux fois plus d'IOPS. Pour un NAS qui garde des données uniques, le RAIDZ2 est le choix sûr.
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Exercice 2 sur 5 Combien de disques ? Réussi À revoir
Un client a besoin de stocker 18 TiB de données dans trois ans, dans un pool de fichiers en RAIDZ2. Il hésite entre des disques de 8 To et de 12 To. Combien de disques faut-il dans chaque cas ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 2
18 ÷ 0,8 = 22,5 TiB affichés ; 22,5 × 32 ÷ 31 = 23,23 TiB avant réserve ; 23,23 × 2⁴⁰ ÷ 10¹² ≈ 25,54 To de disques de données.
- Disques de 8 To : 25,54 ÷ 8 = 3,19, arrondi à 4 disques de données, soit 6 disques en RAIDZ2.
- Disques de 12 To : 25,54 ÷ 12 = 2,13, arrondi à 3 disques de données, soit 5 disques en RAIDZ2.
Vérification pour 6 × 8 To : 32 To → 29,10 TiB → 28,19 TiB → 22,56 TiB ≥ 18 TiB. Pour 5 × 12 To : 36 To → 32,74 TiB → 31,72 TiB → 25,38 TiB ≥ 18 TiB. Les deux conviennent ; on compare le prix total, la consommation électrique, le nombre d'emplacements libres pour l'avenir et la durée de reconstruction (plus longue avec des disques de 12 To).
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Exercice 3 sur 5 Jusqu'à quand ? Réussi À revoir
Un pool affiche 28,19 TiB après réserve. Il contient 12 TiB de données qui croissent de 20 % par an.
- Combien de données contiendra-t-il dans deux ans ?
- Au bout de combien d'années atteindra-t-il le seuil de 80 % ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 3
- 12 × 1,2² = 12 × 1,44 = 17,28 TiB.
- Le seuil vaut 28,19 × 0,8 = 22,55 TiB. On cherche n tel que 12 × 1,2ⁿ = 22,55, soit n = ln(22,55 ÷ 12) ÷ ln(1,2) = ln(1,879) ÷ 0,1823 ≈ 0,6308 ÷ 0,1823 ≈ 3,46 ans. Le pool franchit le seuil au cours de la quatrième année : vérification, 12 × 1,2³ = 20,74 TiB (sous le seuil) et 12 × 1,2⁴ = 24,88 TiB (au-dessus).
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Exercice 4 sur 5 Cas type E6 SISR : dimensionner nas-mrs Réussi À revoir
Antoine te charge de dimensionner nas-mrs, le TrueNAS de l'agence de Marseille qui reçoit les réplications de srv-nas, pour tenir quatre ans sans ajout de disques.
-
Archives : 9 TiB aujourd'hui, + 25 % par an ; les snapshots gardés deux ans à Marseille ajoutent environ 5 % au volume.
-
Zvol des VM : 1,5 TiB, avec 7 snapshots quotidiens conservés à Marseille ; chaque jour modifie environ 0,3 TiB.
-
Pool de fichiers en RAIDZ2, seuil de remplissage de 80 %.
- Calcule le volume à stocker dans quatre ans.
- Calcule la capacité de disques de données nécessaire, en To.
- Six disques de 8 To en RAIDZ2 suffisent-ils ? Propose une configuration qui convient et vérifie-la.
- Quelle quantité de RAM prévois-tu, d'après le guide de TrueNAS, si
nas-mrsa huit disques de données et n'est pas joint au domaine ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 4
- Archives dans quatre ans : 9 × 1,25⁴ = 9 × 2,4414 = 21,97 TiB ; avec 5 % de snapshots : 21,97 × 1,05 = 23,07 TiB. Zvol : 1,5 + 7 × 0,3 = 3,6 TiB. Total : 23,07 + 3,6 = 26,67 TiB.
- 26,67 ÷ 0,8 = 33,34 TiB affichés ; 33,34 × 32 ÷ 31 = 34,41 TiB avant réserve ; 34,41 × 2⁴⁰ ÷ 10¹² ≈ 37,84 To de disques de données.
- Six disques de 8 To en RAIDZ2 : 4 × 8 = 32 To < 37,84 To. Non : vérification, 32 To → 29,10 TiB → 28,19 TiB → 22,56 TiB utilisables, bien moins que 26,67 TiB. Il faut au moins 37,84 ÷ 8 = 4,73, donc 5 disques de données de 8 To, soit 7 disques en RAIDZ2 : 40 To → 36,38 TiB → 35,24 TiB → 28,19 TiB utilisables ≥ 26,67 TiB. Autre solution, avec plus de marge : 6 disques de 12 To en RAIDZ2 : 48 To → 43,66 TiB → 42,29 TiB → 33,83 TiB utilisables.
- 8 Go de base jusqu'à huit disques, pas de supplément pour les disques ni pour l'annuaire : 8 Go au minimum. Comme le NAS reçoit aussi les snapshots d'un zvol et devra peut-être servir les données en cas de sinistre à Lyon (partages SMB, voire iSCSI pour les VM), on prévoit 32 Go.
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Exercice 5 sur 5 Cas type E7 : RPO, copies et justification Réussi À revoir
La direction demande : « Si le siège brûle cette nuit à 3 h, combien d'heures de travail sur les archives perdons-nous ? Et si un rançongiciel chiffre le partage à 15 h 20 un mardi ? » La configuration est celle de Sorbier : snapshots horaires de 8 h à 19 h (gardés deux semaines), snapshots quotidiens à minuit (gardés un an), réplication tirée vers Marseille chaque nuit à 1 h, copie Cloud Sync chaque nuit à 2 h.
- Réponds aux deux questions.
- Le comité de direction veut réduire la perte en cas d'incendie à une heure au plus. Que proposes-tu ?
Voir la réponseMasquer la réponse de l'exercice 5
-
Incendie à 3 h :
srv-naset ses snapshots sont perdus. Il restenas-mrs(réplication de 1 h, qui porte le snapshot quotidien de minuit, le dernier pris à cette heure-là) et le compartiment S3 (copie de 2 h, faite depuis un snapshot de 2 h). Les dépôts de nuit sont rares : seuls ceux faits après minuit (le dernier snapshot répliqué) seraient perdus, souvent rien. Le cas le plus défavorable est un sinistre en fin de journée, vers 19 h : la dernière copie hors site date de la nuit précédente, et toute la journée de dépôts est perdue. En cas de perte du siège, la perte maximale garantie (RPO) est donc d'environ 24 heures.Rançongiciel à 15 h 20 :
srv-nasest intact ; on revient au snapshot horaire de 15 h, après avoir vérifié qu'il est sain. Perte : les dépôts entre 15 h et 15 h 20, soit 20 minutes au plus. -
Pour un RPO d'une heure en cas de perte du siège : répliquer toutes les heures vers
nas-mrs, après chaque snapshot horaire (6 GiB par jour d'archives, quelques centaines de Mio par heure : le lien de 1 Gbit/s le supporte sans peine), et étendre les snapshots horaires à 24 h sur 24 si des dépôts ont lieu la nuit. Justification : la perte maximale en cas de sinistre dépend de l'âge de la dernière copie hors site, pas des snapshots locaux.
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