相同硬盤數(shù)量時(shí)RAID5與RAID10性能比較

1、存儲(chǔ)性能從來都不是一刀切的事。若討論性能，必定從IO特征入手，然后結(jié)合應(yīng)用的特性來看的。讀寫性能方面的比較主要分析如下三個(gè)情況：讀，順序?qū)?，隨機(jī)寫1. 讀操作方面的性能差異盤陣列讀操作的關(guān)鍵更多的體現(xiàn)在cache的命中率上。所以，RAID5和RAID10在讀數(shù)據(jù)上面，他們基本是沒有差別的，除非是讀的數(shù)據(jù)能影響cache命中率，導(dǎo)致命中率不一樣。若不考慮cache方面，100%隨機(jī)讀時(shí)，那么對于RAID10和RAID5來說，所有的硬盤都將參與IO運(yùn)算，所以兩者也沒有太多的差異2. 順序?qū)懛矫娴男阅懿町愡B續(xù)寫的過程，一般表示寫入連續(xù)的大批量的數(shù)據(jù)，如媒體數(shù)據(jù)流，很大的文件等等。連續(xù)寫操作大多數(shù)產(chǎn)生

2、于醫(yī)療PACS系統(tǒng)、高教圖書館系統(tǒng)、視頻編輯系統(tǒng)等等應(yīng)用環(huán)境下。在連續(xù)寫操作過程，如果有寫cache存在，并且算法沒有問題的話，RAID5比RAID10甚至?xí)靡恍m然也許并沒有太大的差別。（這里要假定存儲(chǔ)有一定大小足夠的寫cache，而且計(jì)算校驗(yàn)的cpu不會(huì)出現(xiàn)瓶頸）。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候的RAID校驗(yàn)是在cache中完成，如4塊盤的RAID5，可以先在內(nèi)存中計(jì)算好校驗(yàn)，同時(shí)寫入3個(gè)數(shù)據(jù)+1個(gè)校驗(yàn)。而RAID10只能同時(shí)寫入2個(gè)數(shù)據(jù)+2個(gè)鏡像。 如上圖所示，4塊盤的RAID5可以在同時(shí)間寫入1、2、3到cache，并且在cache計(jì)算好校驗(yàn)之后，這里假定是6（實(shí)際的校驗(yàn)計(jì)算并不是這樣的

3、，這里僅僅是假設(shè)），同時(shí)把三個(gè)數(shù)據(jù)寫到磁盤。而4塊盤的RAID10不管cache是否存在，寫的時(shí)候，都是同時(shí)寫2個(gè)數(shù)據(jù)與2個(gè)鏡像。寫cache是可以緩存寫操作的，等到緩存寫數(shù)據(jù)積累到一定時(shí)期再寫到磁盤。但是，寫到磁盤陣列的過程是遲早也要發(fā)生的，所以RAID5與RAID10在 連續(xù)寫的情況下，從緩存到磁盤的寫操作速度會(huì)有較小的區(qū)別。不過，如果不是連續(xù)性的強(qiáng)連續(xù)寫，只要不達(dá)到磁盤的寫極限，差別并不是太大。這時(shí)，若在一個(gè)RAID組中磁盤數(shù)較多，比如14塊數(shù)據(jù)盤,那么RAID5可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)寫13個(gè)IO,而RAID10則只能同時(shí)寫7個(gè)IO.RAID5性能會(huì)較好. 隨機(jī)寫方面的性能差異企業(yè)中的絕

4、大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫應(yīng)用，如ERP系統(tǒng)等等在數(shù)據(jù)寫入的時(shí)候其實(shí)都是離散寫。例如oracle 數(shù)據(jù)庫每次寫一個(gè)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)，如8K；由于每次寫入的量不是很大，而且寫入的次數(shù)非常頻繁，因此聯(lián)機(jī)日志看起來會(huì)像是連續(xù)寫,但是因?yàn)椴槐ＷC能夠添滿RAID5的一個(gè)條帶（保證每張盤都能寫入），所以很多時(shí)候更加偏向于隨機(jī)寫入從上圖看一下隨機(jī)寫的時(shí)候，RAID5與RAID10工作方式有什么不同。如上圖：假定要把一個(gè)數(shù)字2變成數(shù)字4，那么對于RAID5，實(shí)際發(fā)生了4次io：先讀出2與校驗(yàn)6，可能發(fā)生讀命中然后在cache中計(jì)算新的校驗(yàn)寫入新的數(shù)字4與新的校驗(yàn)8也就是說RAID 5的寫操作=1次讀入所有數(shù)據(jù)（所有數(shù)據(jù)塊的盤同

5、時(shí)）1次讀入校驗(yàn)異或1寫入數(shù)據(jù)（所有數(shù)據(jù)塊的盤同時(shí)）重新計(jì)算校驗(yàn)1寫入校驗(yàn) 如上圖可以看到：對于RAID10，同樣的單個(gè)操作，最終RAID10只需要2個(gè)io，而RAID5需要4個(gè)io。這里忽略了RAID5在那兩個(gè)讀操作的時(shí)候，可能會(huì)發(fā)生讀命中操作的情況。也就是說，如果需要讀取的數(shù)據(jù)已經(jīng)在cache中，可能是不需要4個(gè)io的。這也證明了cache對RAID5 的重要性，不僅僅是計(jì)算校驗(yàn)需要，而且對性能的提升尤為重要。當(dāng)然，并不是說cache對RAID10就不重要了，因?yàn)閷懢彌_，讀命中等，都是提高速度的關(guān)鍵所在，不過的是，RAID10對cache的依賴性沒有RAID5那么明顯而已。所以，

6、對于IO塊小的數(shù)據(jù)寫來說，RAID10一般都表現(xiàn)得優(yōu)于RAID5. 100%隨機(jī)寫，這時(shí)，若在一個(gè)RAID組中磁盤數(shù)較多，比如14塊數(shù)據(jù)盤,那么RAID5可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)寫的IO數(shù)是(14個(gè)數(shù)據(jù)盤的總IO/4),而RAID10則只能同時(shí)寫的IO數(shù)是(14個(gè)數(shù)據(jù)盤的總IO/2). 實(shí)際案例: 那我們假定一個(gè)case，業(yè)務(wù)應(yīng)用的IOPS是10000，讀cache命中率是30%，讀IOPS為60%，寫IOPS為40%，磁盤個(gè)數(shù)為120，那么分別計(jì)算在RAID5與RAID10的情況下，每個(gè)磁盤的IOPS為多少。RAID5:1. 單塊盤的IOPS = (10000*(1-0.3

7、)*0.6 + 4 * (10000*0.4)/1202. = (4200 + 16000)/1203. = 168這里的10000*(1-0.3)*0.6表示是讀的IOPS，比例是0.6，除掉cache命中，實(shí)際只有4200個(gè)讀IOPS。而4 * (10000*0.4) 表示寫的IOPS，因?yàn)槊恳粋€(gè)寫，在RAID5中，實(shí)際發(fā)生了4個(gè)io，所以寫的IOPS為16000個(gè)。為了考慮RAID5在寫操作的時(shí)候，那2個(gè)讀操作也可能發(fā)生命中，所以更精確的計(jì)算應(yīng)該為：1. 單塊盤的IOPS = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000*0.4)*(1-0.3) + 2 * (10000*0.4)/1202. = (4200 + 5600 + 8000)/1203. = 148這樣我們計(jì)算出來單個(gè)盤的IOPS為148個(gè)，基本達(dá)到磁盤IOPS極限，在這種情況下，磁盤的工作狀態(tài)是非常不理想的。RAID10: 1. 單塊盤的IOPS = (10000*(1-0.3)*0.6 + 2 * (10000