存儲(chǔ)是目前IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大熱點(diǎn)，而RAID技術(shù)是構(gòu)造高性能、海量存儲(chǔ)的基礎(chǔ)技術(shù)，也是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)技術(shù)。專家認(rèn)為，磁盤陣列的性能優(yōu)勢(shì)得益于磁盤運(yùn)行的并行性，提高設(shè)備運(yùn)行并行度可以提高磁盤的性能和數(shù)據(jù)安全性。

    20年來，RAID 推出了一系列級(jí)別，包括RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID4、RAID 5，以及各種組合如 RAID 0+1 等。其中最廣泛的包括RAID5與RAID10.但是一直以來，關(guān)于RAID5與RAID10的性能優(yōu)劣的爭(zhēng)端還是非常多的，甚至很多人包括很多公司都那拿出了測(cè)試數(shù)據(jù)。而這些測(cè)試數(shù)據(jù)復(fù)雜難懂相互矛盾，更加讓用戶感到迷惑，不知道如何選擇。

    在這里，我將就這兩種RAID的內(nèi)部運(yùn)行原理來分析一下，看看我們?cè)谑裁辞闆r下應(yīng)當(dāng)適合選哪一種RAID方式。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)與分析：象小io的數(shù)據(jù)庫類型操作，如ERP等等應(yīng)用，建議采用RAID10，而大型文件存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)倉庫，如醫(yī)療PACS系統(tǒng)、視頻編輯系統(tǒng)則從空間利用的角度，建議采用RAID5.下面請(qǐng)看詳細(xì)的性能對(duì)比：

    為了方便對(duì)比，我這里拿同樣多驅(qū)動(dòng)器的磁盤來做對(duì)比，RAID5選擇3D+1P的RAID方案，RAID10選擇2D+2D的Raid方案，分別如圖：

    那么，我們分析如下三個(gè)過程：讀，連續(xù)寫，隨機(jī)寫，但是，在介紹這三個(gè)過程之前，我需要介紹另外一個(gè)磁盤陣列中的重要概念：cache.

    磁盤讀寫速度的關(guān)鍵之一：Cache

    cache技術(shù)最近幾年，在磁盤存儲(chǔ)技術(shù)上，發(fā)展的非常迅速，作為高端存儲(chǔ)，cache已經(jīng)是整個(gè)存儲(chǔ)的核心所在，就是中低端存儲(chǔ)，也有很大的cache存在，包括最簡(jiǎn)單的RAID卡，一般都包含有幾十，甚至幾百兆的RAID cache.

    cache的主要作用是什么呢？作為緩存，cache的作用具體體現(xiàn)在讀與寫兩個(gè)不同的方面：作為寫，一般存儲(chǔ)陣列只要求數(shù)據(jù)寫到cache就算完成了寫操作，當(dāng)寫cache的數(shù)據(jù)積累到一定程度，陣列才把數(shù)據(jù)刷到磁盤，可以實(shí)現(xiàn)批量的寫入。所以，陣列的寫是非�？焖俚摹Ｖ劣赾ache數(shù)據(jù)的保護(hù)，一般都依賴于鏡相與電池（或者是UPS）。

    cache在讀數(shù)據(jù)方面的作用一樣不可忽視，因?yàn)槿绻�所需要讀取的數(shù)據(jù)能在cache中命中的話，將大大減少磁盤尋道所需要的時(shí)間。因?yàn)榇疟P從開始尋道到找到數(shù)據(jù)，一般都在6ms以上，而這個(gè)時(shí)間，對(duì)于那些密集型I/O的應(yīng)用可能不是太理想。但是，如果能在cache保存的數(shù)據(jù)中命中，一般響應(yīng)時(shí)間則可以縮短在1ms以內(nèi)。

    不要迷信存儲(chǔ)廠商的IOPS（每秒的io數(shù)）數(shù)據(jù)，他們可能全部在cache命中的基礎(chǔ)上做到的，但是實(shí)際上，你的cache命中率可能只有10%.

    介紹完cache，我們就可以解釋RAID5與RAID10在不同的模式下，工作效率問題了，那么我們來分別分析讀操作、連續(xù)寫和離散寫三方面的問題。

    讀操作方面的性能差異

    如我上文的介紹，磁盤陣列讀操作的關(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。

    連續(xù)寫方面的性能差異

    連續(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。

    根據(jù)我本人的經(jīng)驗(yàn)，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)�更好一些，雖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)鏡相。

    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，我這里假定是6（實(shí)際的校驗(yàn)計(jì)算并不是這樣的，我這里僅僅是假設(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)鏡相。

    根據(jù)我前面對(duì)緩存原理的介紹，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。

    離散寫方面的性能差異

    這里可能會(huì)較難理解，但是，這一部分也是最重要的部分。企業(yè)中的絕大部分?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)候更加偏向于離散寫入。

    我們從上圖看一下離散寫的時(shí)候，RAID5與RAID10工作方式有什么不同。如上圖：我們假定要把一個(gè)數(shù)字2變成數(shù)字4，那么對(duì)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

    如上圖我們可以看到：對(duì)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.

    這里我忽略了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(duì)RAID5 的重要性，不僅僅是計(jì)算校驗(yàn)需要，而且對(duì)性能的提升尤為重要。我本人曾經(jīng)測(cè)試過，在RAID5的陣列中，如果關(guān)閉寫cache，RAID5的性能將差很多倍。

    當(dāng)然，我并不是說cache對(duì)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(duì)cache的依賴性沒有RAID5那么明顯而已。

    到這里，大家應(yīng)當(dāng)也大致明白了RAID5與RAID10的原理與差別了，一般來說，象小io的數(shù)據(jù)庫類型操作，建議采用RAID10，而大型文件存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)倉庫，則從空間利用的角度，可以采用RAID5.