RAID-5与RAID-10内部分析(自piner)

一直以来，看到关于raid5与raid10的性能之争还是非常多的，甚至很多人那拿出了测试数据，但是，到底谁是谁非。这里，我就这两种raid的内部运行原理来分析一下，我们在什么情况下应当适合选哪一种raid方式。

 

为了方便对比，我这里拿同样多驱动器的磁盘来做对比，raid5选择3D+1P的raid方案，raid10选择2D+2D的Raid方案，分别如图：

那么，我们分析如下三个过程：读，连续写，随机写，但是，在介绍这三个过程之前，我需要介绍一个特别重要的概念：cache 。

 

cache技术最近几年，在磁盘存储技术上，发展的非常迅速，作为高端存储，cache已经是整个存储的核心所在，就是中低端存储，也有很大的cache存在，包括最简单的raid卡，一般都包含有几十，甚至几百兆的raid cache。

 

cache的主要作用是什么呢？体现在读与写两个不同的方面，如果作为写，一般存储阵列只要求写到cache就算完成了写操作，所以，阵列的写是非常快 速的，在写cache的数据积累到一定程度，阵列才把数据刷到磁盘，可以实现批量的写入，至于cache数据的保护，一般都依赖于镜相与电池（或者是 UPS）。

 

cache的读一样不可忽视，因为如果读能在cache中命中的话，将减少磁盘的寻道，因为磁盘从寻道开始到找到数据，一般都在6ms以上，而这个时 间，对于那些密集型io的应用可能不是太理想。但是，如果cache能命中，一般响应时间则可以在1ms以内。

不要迷信存储厂商的iops（每秒的io数）数据，他们可能全部在cache命中的基础上做到的，但是实际上，你的cache命中率可能只有10%。

 

介绍完cache，我们就可以解释raid5与raid10在不同的模式下，工作效率问题了，那么我们来分别分析以上三个问题。

 

1、读操作

因为raid5与raid10的磁盘都可以提供服务，所以，在读上面他们基本是没有差别的，除非是读的数据能影响cache命中率，导致命中率不一样。

 

2、连续写

连续写的过程，一般表示写入连续的大批量的数据，如媒体数据流，很大的文件等等，这个写操作过程，如果有写cache存在，并且算法没有问题的 话，raid5比raid10甚至会更好一些（这里要假定存储有一定大小足够的写cache，而且计算校验的cpu不会出现瓶颈）。因为这个时候的校验是 在cache中完成，如4块盘的raid5，可以先在内存中计算好校验，同时写入3个数据+1个校验。而raid10只能同时写入2个数据+2个镜相。

但是，我前面也说过了，写cache是可以缓存写操作的，等到一定时期再写到磁盘，但是，写操作不比读操作，这个写是迟早也要发生的，也就是说，最后落到磁盘上的写还是避免不了的，不过，如果不是连续性的强连续写，只要不达到磁盘的写极限，差别都不是太大。

 

3、离散写

这里可能是最难理解，但是，也是最重要的部分，数据库，如oracle 数据库大部分操作就是离散写，如每次写一个数据块的数据，如8K；联机日志虽然看起来是连续写，但是因为每次写的量不多，不保证能添满raid5的一个条 带（保证每张盘都能写入），所以很多时候也是离散写入。

我们再接上图，假定要把一个数字2变成数字4，那么对于raid5，实际发生了4次io，
       先读出2与校验6，可能发生读命中
       然后在cache中计算新的校验
       写入新的数字4与新的校验8

 

对于raid10，我们可以看到，同样的单个操作，最终raid10只需要2个io，而raid5需要4个io。

 

但是，这里我忽略了raid5在那两个读操作的时候，还可能会发生读命中操作，也就是说，如果需要读取的数据已经在cache中，可能是不需要4个 io的，也证明了cache对raid5 的重要性，不仅仅是计算校验需要，而且对性能的提升由为重要。曾经测试过，在raid5的阵列中，如果关闭写cache，raid5的性能将差很多倍。

 

这里，并不是说cache对raid10就不重要了，因为写缓冲，读命中等，都是提高速度的关键所在，不过的是，raid10对cache的依赖性没有raid5那么明显而已。

 

到这里，大家应当也大致明白了raid5与raid10的原理与差别了，一般来说，象小io的数据库类型操作，建议采用raid10，而大型文件存储，数据仓库，则从空间利用的角度，可以采用raid5。