Danileaf_Guo
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服务器硬件RAID性能横评（2）

上次误打误撞测试了软件RAID，发现性能基本上是线性的，而据说硬件RAID性能比这个高的很。那本文将就硬件RAID展开测试，测试内容主要为各RAID等级下磁盘空间、I/O性能、模拟硬盘故障的可靠性等。介于篇幅问题，上篇文章介绍了相关概念及RAID 0、RAID 1和RAID 10（服务器硬件RAID性能横评（1）），本文继续介绍。

RAID 2-4

RAID 2、3、4已经很少有实际应用，它们大多只在研究领域有实作。

RAID 2

RAID 2 称为纠错海明码磁盘阵列，其设计思想是利用海明码实现数据校验冗余，实现在bit级别条带化数据。在 RAID 2 中，数据按位存储，每块磁盘存储一位数据编码，磁盘数量取决于所设定的数据存储宽度，可由用户设定。RAID 2 的数据宽度越大，存储空间利用率越高，但同时需要的磁盘数量也越多；一般数据宽度为2^N 的 RAID 2 ，需要 2^N 块数据磁盘和 N+1 块校验磁盘。

海明码自身具备纠错能力，因此 RAID2 可以在数据发生错误的情况下纠正错误，保证数据的安全性。但是，海明码的数据冗余开销太大，而且 RAID 2 的数据输出性能受阵列中最慢磁盘驱动器的限制；再者，海明码是按位运算， RAID2 数据重建非常耗时。现在硬盘的纠错码已经使用了海明码，所以RAID 2不再被使用了。

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RAID 3

RAID 3使用奇偶校验磁盘将RAID控制器生成的奇偶校验信息存储在与实际数据磁盘分开的磁盘上，采用一个专用的磁盘作为校验盘。RAID 3 完好时读性能与 RAID 0 完全一致，并行从多个磁盘条带读取数据，性能非常高，同时还提供了数据容错能力。向 RAID3 写入数据时，必须计算与所有同条带的校验值，并将新校验值写入校验盘中。一次写操作包含了写数据块、读取同条带的数据块、计算校验值、写入校验值等多个操作，系统开销非常大，性能较低。

如果 RAID 3 中某一磁盘出现故障，不会影响数据读取，可以借助校验数据和其他完好数据来重建数据。假如所要读取的数据块正好位于失效磁盘，则系统需要读取所有同一条带的数据块，并根据校验值重建丢失的数据，系统性能将受到影响。

当有大量数据请求时，这种RAID类型的性能很差，比如在数据库这样的应用程序中。RAID 3在需要长时间连续数据传输的应用程序(如视频服务器)中表现良好。RAID 3至少需要三个物理磁盘。

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RAID 4

RAID 4 与 RAID 3 的原理大致相同，区别在于条带化的方式不同。RAID 4使用专用奇偶校验磁盘以及块级别的磁盘条带化，写操作只涉及当前数据盘和校验盘两个盘，多个 I/O 请求可以同时得到处理，提高了系统性能。RAID 4 按块存储可以保证单块的完整性，可以避免受到其他磁盘上同条带产生的不利影响。

RAID 4 在不同磁盘上的同级数据块同样使用 XOR 校验，结果存储在校验盘中。写入数据时， RAID4 按这种方式把各磁盘上的同级数据的校验值写入校验盘，读取时进行即时校验。因此，当某块磁盘的数据块损坏，RAID 4 可以通过校验值以及其他磁盘上的同级数据块进行数据重建。

RAID 4 提供了非常好的读性能，但是使用专用奇偶校验磁盘会导致写操作的性能瓶颈。有了RAID 5等替代方案，RAID 4的使用并不多。

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RAID 5

RAID 5 应该是目前最常见的 RAID 等级，它的原理与 RAID 4 相似，区别在于校验数据分布在阵列中的所有磁盘上，而没有采用专门的校验磁盘。对于数据和校验数据，它们的写操作可以同时发生在完全不同的磁盘上。因此， RAID 5 不存在 RAID 4 中的并发写操作时的校验盘性能瓶颈问题。另外， RAID 5 还具备很好的扩展性。当阵列磁盘数量增加时，并行操作量的能力也随之增长，可比 RAID 4 支持更多的磁盘，从而拥有更高的容量以及更高的性能。

RAID 5 的磁盘上同时存储数据和校验数据，数据块和对应的校验信息存保存在不同的磁盘上，需要额外的运算资源，但仅能忍受 1 个硬盘损毁。与其他 RAID 等级一样，重建数据时，RAID5 的性能会受到较大的影响。

RAID 5 兼顾存储性能、数据安全和存储成本等各方面因素，它可以理解为 RAID 0 和 RAID 1 的折中方案，是目前综合性能最佳的数据保护解决方案。 RAID 5 基本上可以满足大部分的存储应用需求，数据中心大多采用它作为应用数据的保护方案。

在设置时，将默认的Strip Size调小了一级进行测试。

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逻辑卷的可用容量为3.82T，相当于损失一块盘。

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安装时仍然是提示2T空间可用。

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使用ATTO进行顺序读写I/O性能测试。

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再使用AS SSD进行I/O性能测试。

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拔掉1槽位硬盘进行测试。

 

使用ATTO进行顺序读写I/O性能测试。

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再使用AS SSD进行I/O性能测试。

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再拔掉3槽位硬盘进行测试。

 

拔掉两块盘时，虽然系统没有蓝屏，但是从iLO中查看，逻辑卷已经是Failed状态了。

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再拔掉6槽位硬盘，开始系统没有蓝屏，但是在系统中操作时系统蓝屏。

 

所以RAID 5应该是能允许1块盘故障，并且还能撑一会，所以硬盘短暂异常应该对业务影响较小。

对本次测试结果进行总结，同时对关键参数进行优选，结果如下。

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