RAID5和RAID10的比較

 存儲是目前IT產業發展的一大熱點，而RAID技術是構造高性能、海量存儲的基礎技術，也是構建網絡存儲的基礎技術。專家認爲，磁盤陣列的性能優點得益於磁盤運行的並行性，提升設備運行並行度能夠提升磁盤的性能和數據安全性。

20年來，RAID 推出了一系列級別，包括RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID4、RAID 5，以及各類組合如 RAID 0 1 等。其中最普遍的包括RAID5與RAID10.可是一直以來，關於RAID5與RAID10的性能優劣的爭端仍是很是多的，甚至不少人包括不少公司都那拿出了測試數據。而這些測試數據複雜難懂相互矛盾，更加讓用戶感到迷惑，不知道怎麼選擇。

在這裏，我將就這兩種RAID的內部運行原理來分析一下，看看咱們在什麼狀況下應當適合選哪種RAID方式。根據個人經驗與分析：象小io的數據庫類型操做，如ERP等等應用，建議採用RAID10，而大型文件存儲，數據倉庫，如醫療PACS系統、視頻編輯系統則從空間利用的角度，建議採用RAID5.下面請看具體的性能對比：

爲了方便對比，我這裏拿一樣多驅動器的磁盤來作對比，RAID5選擇3D 1P的RAID方案，RAID10選擇2D 2D的Raid方案，分別如圖：

那麼，咱們分析以下三個過程：讀，連續寫，隨機寫，可是，在介紹這三個過程以前，我須要介紹另一個磁盤陣列中的重要概念：cache.

磁盤讀寫速度的要害之一：Cache

cache技術最近幾年，在磁盤存儲技術上，發展的很是迅速，做爲高端存儲，cache已是整個存儲的核心所在，就是中低端存儲，也有很大的cache存在，包括最簡單的RAID卡，通常都包含有幾十，甚至幾百兆的RAID cache.

cache的主要做用是什麼呢？做爲緩存，cache的做用具體體如今讀與寫兩個不一樣的方面：做爲寫，通常存儲陣列只要求數據寫到cache就算完成了寫操做，當寫cache的數據積累到必定程度，陣列才把數據刷到磁盤，能夠實現批量的寫入。因此，陣列的寫是很是快速的。至於cache數據的保護，通常都依靠於鏡相與電池（或者是UPS）。

cache在讀數據方面的做用同樣不可忽視，由於假如所須要讀取的數據能在cache中命中的話，將大大下降磁盤尋道所須要的時間。由於磁盤從開始尋道到找到數據，通常都在6ms以上，而這個時間，對於那些密集型I/O的應用可能不是太理想。可是，假如能在cache保存的數據中命中，通常響應時間則能夠縮短在1ms之內。

不要迷信存儲廠商的IOPS（每秒的io數）數據，他們可能所有在cache命中的基礎上作到的，可是實際上，你的cache命中率可能只有10%.

介紹完cache，咱們就能夠解釋RAID5與RAID10在不一樣的模式下，工做效率問題了，那麼咱們來分別分析讀操做、連續寫和離散寫三方面的問題。

讀操做方面的性能差別

如我上文的介紹，磁盤陣列讀操做的要害更多的體如今cache的命中率上。因此，RAID5和RAID10在讀數據上面，他們基本是沒有差異的，除非是讀的數據能影響cache命中率，致使命中率不同。

連續寫方面的性能差別

連續寫的過程，通常表示寫入連續的大批量的數據，如媒體數據流，很大的文件等等。連續寫操做大部分產生於醫療PACS系統、高教圖書館系統、視頻編輯系統等等應用環境下。

根據我本人的經驗，在連續寫操做過程，假若有寫cache存在，而且算法沒有問題的話，RAID5比RAID10甚至會更好一些，雖然也許並無太大的差異。（這裏要假定存儲有必定大小足夠的寫cache，並且計算校驗的cpu不會出現瓶頸）。

由於這個時候的RAID校驗是在cache中完成，如4塊盤的RAID5，能夠先在內存中計算好校驗，同時寫入3個數據 1個校驗。而RAID10只能同時寫入2個數據 2個鏡相。

如上圖所示，4塊盤的RAID5能夠在同時間寫入1、2、3到cache，而且在cache計算好校驗以後，我這裏假定是6（實際的校驗計算並非這樣的，我這裏僅僅是假設），同時把三個數據寫到磁盤。而4塊盤的RAID10無論cache是否存在，寫的時候，都是同時寫2個數據與2個鏡相。

根據我前面對緩存原理的介紹，寫cache是能夠緩存寫操做的，等到緩存寫數據積累到必定時期再寫到磁盤。可是，寫到磁盤陣列的過程是早晚也要發生的，因此RAID5與RAID10在連續寫的狀況下，從緩存到磁盤的寫操做速度會有較小的區別。不過，假如不是連續性的強連續寫，只要不達到磁盤的寫極限，差異並非太大。

離散寫方面的性能差別

這裏可能會較難理解，可是，這一部分也是最重要的部分。企業中的絕大部分數據庫應用，如ERP系統等等在數據寫入的時候其實都是離散寫。

例如oracle 數據庫每次寫一個數據塊的數據，如8K；因爲每次寫入的量不是很大，並且寫入的次數很是頻繁，所以聯機日誌看起來會像是連續寫。可是由於不保證可以添滿RAID5的一個條帶（保證每張盤都能寫入），因此不少時候更加偏向於離散寫入。

咱們從上圖看一下離散寫的時候，RAID5與RAID10工做方式有什麼不一樣。如上圖：咱們假定要把一個數字2變成數字4，那麼對於RAID5，實際發生了4次io：先讀出2與校驗6，可能發生讀命中而後在cache中計算新的校驗寫入新的數字4與新的校驗8

如上圖咱們能夠看到：對於RAID10，一樣的單個操做，最終RAID10只須要2個io，而RAID5須要4個io.

這裏我忽略了RAID5在那兩個讀操做的時候，可能會發生讀命中操做的狀況。也就是說，假如須要讀取的數據已經在cache中，多是不須要4個io的。這也證明了cache對RAID5 的重要性，不只僅是計算校驗須要，並且對性能的提升尤其重要。我本人曾經測試過，在RAID5的陣列中，假如關閉寫cache，RAID5的性能將差不少倍。

固然，我並非說cache對RAID10就不重要了，由於寫緩衝，讀命中等，都是提升速度的要害所在，不過的是，RAID10對cache的依靠性沒有RAID5那麼明顯而已。

到這裏，你們應當也大體明白了RAID5與RAID10的原理與差異了，通常來講，象小io的數據庫類型操做，建議採用RAID10，而大型文件存儲，數據倉庫，則從空間利用的角度，能夠採用RAID5.