RAID5和RAID10的比较

 存储是目前IT产业发展的一大热点，而RAID技术是构造高性能、海量存储的基础技术，也是构建网络存储的基础技术。专家认为，磁盘阵列的性能优点得益于磁盘运行的并行性，提升设备运行并行度能够提升磁盘的性能和数据安全性。

20年来，RAID 推出了一系列级别，包括RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 3、RAID4、RAID 5，以及各类组合如 RAID 0 1 等。其中最普遍的包括RAID5与RAID10.可是一直以来，关于RAID5与RAID10的性能优劣的争端仍是很是多的，甚至不少人包括不少公司都那拿出了测试数据。而这些测试数据复杂难懂相互矛盾，更加让用户感到迷惑，不知道怎么选择。

在这里，我将就这两种RAID的内部运行原理来分析一下，看看咱们在什么状况下应当适合选哪种RAID方式。根据个人经验与分析：象小io的数据库类型操做，如ERP等等应用，建议采用RAID10，而大型文件存储，数据仓库，如医疗PACS系统、视频编辑系统则从空间利用的角度，建议采用RAID5.下面请看具体的性能对比：

为了方便对比，我这里拿一样多驱动器的磁盘来作对比，RAID5选择3D 1P的RAID方案，RAID10选择2D 2D的Raid方案，分别如图：

那么，咱们分析以下三个过程：读，连续写，随机写，可是，在介绍这三个过程以前，我须要介绍另一个磁盘阵列中的重要概念：cache.

磁盘读写速度的要害之一：Cache

cache技术最近几年，在磁盘存储技术上，发展的很是迅速，做为高端存储，cache已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，通常都包含有几十，甚至几百兆的RAID cache.

cache的主要做用是什么呢？做为缓存，cache的做用具体体如今读与写两个不一样的方面：做为写，通常存储阵列只要求数据写到cache就算完成了写操做，当写cache的数据积累到必定程度，阵列才把数据刷到磁盘，能够实现批量的写入。因此，阵列的写是很是快速的。至于cache数据的保护，通常都依靠于镜相与电池（或者是UPS）。

cache在读数据方面的做用同样不可忽视，由于假如所须要读取的数据能在cache中命中的话，将大大下降磁盘寻道所须要的时间。由于磁盘从开始寻道到找到数据，通常都在6ms以上，而这个时间，对于那些密集型I/O的应用可能不是太理想。可是，假如能在cache保存的数据中命中，通常响应时间则能够缩短在1ms之内。

不要迷信存储厂商的IOPS（每秒的io数）数据，他们可能所有在cache命中的基础上作到的，可是实际上，你的cache命中率可能只有10%.

介绍完cache，咱们就能够解释RAID5与RAID10在不一样的模式下，工做效率问题了，那么咱们来分别分析读操做、连续写和离散写三方面的问题。

读操做方面的性能差别

如我上文的介绍，磁盘阵列读操做的要害更多的体如今cache的命中率上。因此，RAID5和RAID10在读数据上面，他们基本是没有差异的，除非是读的数据能影响cache命中率，致使命中率不同。

连续写方面的性能差别

连续写的过程，通常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。连续写操做大部分产生于医疗PACS系统、高教图书馆系统、视频编辑系统等等应用环境下。

根据我本人的经验，在连续写操做过程，假若有写cache存在，而且算法没有问题的话，RAID5比RAID10甚至会更好一些，虽然也许并无太大的差异。（这里要假定存储有必定大小足够的写cache，并且计算校验的cpu不会出现瓶颈）。

由于这个时候的RAID校验是在cache中完成，如4块盘的RAID5，能够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。

如上图所示，4块盘的RAID5能够在同时间写入1、2、3到cache，而且在cache计算好校验以后，我这里假定是6（实际的校验计算并非这样的，我这里仅仅是假设），同时把三个数据写到磁盘。而4块盘的RAID10无论cache是否存在，写的时候，都是同时写2个数据与2个镜相。

根据我前面对缓存原理的介绍，写cache是能够缓存写操做的，等到缓存写数据积累到必定时期再写到磁盘。可是，写到磁盘阵列的过程是早晚也要发生的，因此RAID5与RAID10在连续写的状况下，从缓存到磁盘的写操做速度会有较小的区别。不过，假如不是连续性的强连续写，只要不达到磁盘的写极限，差异并非太大。

离散写方面的性能差别

这里可能会较难理解，可是，这一部分也是最重要的部分。企业中的绝大部分数据库应用，如ERP系统等等在数据写入的时候其实都是离散写。

例如oracle 数据库每次写一个数据块的数据，如8K；因为每次写入的量不是很大，并且写入的次数很是频繁，所以联机日志看起来会像是连续写。可是由于不保证可以添满RAID5的一个条带（保证每张盘都能写入），因此不少时候更加偏向于离散写入。

咱们从上图看一下离散写的时候，RAID5与RAID10工做方式有什么不一样。如上图：咱们假定要把一个数字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，可能发生读命中而后在cache中计算新的校验写入新的数字4与新的校验8

如上图咱们能够看到：对于RAID10，一样的单个操做，最终RAID10只须要2个io，而RAID5须要4个io.

这里我忽略了RAID5在那两个读操做的时候，可能会发生读命中操做的状况。也就是说，假如须要读取的数据已经在cache中，多是不须要4个io的。这也证明了cache对RAID5 的重要性，不只仅是计算校验须要，并且对性能的提升尤其重要。我本人曾经测试过，在RAID5的阵列中，假如关闭写cache，RAID5的性能将差不少倍。

固然，我并非说cache对RAID10就不重要了，由于写缓冲，读命中等，都是提升速度的要害所在，不过的是，RAID10对cache的依靠性没有RAID5那么明显而已。

到这里，你们应当也大体明白了RAID5与RAID10的原理与差异了，通常来讲，象小io的数据库类型操做，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，能够采用RAID5.