RAID5和RAID10在磁碟讀寫選擇對比

磁碟讀寫速度的關鍵之一：Cache

    cache技術最近幾年，在磁碟儲存技術上，發展的非常迅速，作為高階儲存，cache已經是整個儲存的核心所在，就是中低端儲存，也有很大的cache存在，包括最簡單的RAID卡，一般都包含有幾十，甚至幾百兆的RAID cache。

    cache的主要作用是什麼呢？作為快取，cache的作用具體體現在讀與寫兩個不同的方面：作為寫，一般儲存陣列只要求資料寫到cache就算完成了寫操作，當寫cache的資料積累到一定程度，陣列才把資料刷到磁碟，可以實現批量的寫入。所以，陣列的寫是非常快速的。至於cache資料的保護，一般都依賴於鏡相與電池（或者是UPS）。

    cache在讀資料方面的作用一樣不可忽視，因為如果所需要讀取的資料能在cache中命中的話，將大大減少磁碟尋道所需要的時間。因為磁碟從開始尋道到找到資料，一般都在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。但是，如果能在cache儲存的資料中命中，一般響應時間則可以縮短在1ms以內。

    不要迷信儲存廠商的IOPS（每秒的io數）資料，他們可能全部在cache命中的基礎上做到的，但是實際上，你的cache命中率可能只有10%。

讀操作方面的效能差異
    如上面介紹，磁碟陣列讀操作的關鍵更多的體現在cache的命中率上。所以，RAID5和RAID10在讀資料上面，他們基本是沒有差別的，除非是讀的資料能影響cache命中率，導致命中率不一樣。

連續寫方面的效能差異
    連續寫的過程，一般表示寫入連續的大批量的資料，如媒體資料流，很大的檔案等等。連續寫操作大多數產生於醫療PACS系統、高教圖書館系統、視訊編輯系統等等應用環境下。

    根據我本人的經驗，在連續寫操作過程，如果有寫cache存在，並且演算法沒有問題的話，RAID5比RAID10甚至會更好一些，雖然也許並沒有太大的差別。（這裡要假定儲存有一定大小足夠的寫cache，而且計算校驗的cpu不會出現瓶頸）。

    因為這個時候的RAID校驗是在cache中完成，如4塊盤的RAID5，可以先在記憶體中計算好校驗，同時寫入3個資料+1個校驗。而RAID10只能同時寫入2個資料+2個鏡相。

    如上圖所示，4塊盤的RAID5可以在同時間寫入1、2、3到cache，並且在cache計算好校驗之後，我這裡假定是6（實際的校驗計算並不是這樣的，我這裡僅僅是假設），同時把三個資料寫到磁碟。而4塊盤的RAID10不管cache是否存在，寫的時候，都是同時寫2個資料與2個鏡相。

    根據我前面對快取原理的介紹，寫cache是可以快取寫操作的，等到快取寫資料積累到一定時期再寫到磁碟。但是，寫到磁碟陣列的過程是遲早也要發生的，所以RAID5與RAID10在連續寫的情況下，從快取到磁碟的寫操作速度會有較小的區別。不過，如果不是連續性的強連續寫，只要不達到磁碟的寫極限，差別並不是太大。

離散寫方面的效能差異
    這裡可能會較難理解，但是，這一部分也是最重要的部分。企業中的絕大部分資料庫應用，如ERP系統等等在資料寫入的時候其實都是離散寫。

    例如oracle 資料庫每次寫一個資料塊的資料，如8K；由於每次寫入的量不是很大，而且寫入的次數非常頻繁，因此聯機日誌看起來會像是連續寫。但是因為不保證能夠添滿RAID5的一個條帶（保證每張盤都能寫入），所以很多時候更加偏向於離散寫入。

    我們從上圖看一下離散寫的時候，RAID5與RAID10工作方式有什麼不同。如上圖：我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
    然後在cache中計算新的校驗
    寫入新的數字4與新的校驗8

    如上圖我們可以看到：對於RAID10，同樣的單個操作，最終RAID10只需要2個io，而RAID5需要4個io。

    這裡我忽略了RAID5在那兩個讀操作的時候，可能會發生讀命中操作的情況。也就是說，如果需要讀取的資料已經在cache中，可能是不需要4個io的。這也證明了cache對RAID5 的重要性，不僅僅是計算校驗需要，而且對效能的提升尤為重要。我本人曾經測試過，在RAID5的陣列中，如果關閉寫cache，RAID5的效能將差很多倍。

    當然，我並不是說cache對RAID10就不重要了，因為寫緩衝，讀命中等，都是提高速度的關鍵所在，不過的是，RAID10對cache的依賴性沒有RAID5那麼明顯而已。

    到這裡，大家應當也大致明白了RAID5與RAID10的原理與差別了，一般來說，象小io的資料庫型別操作，建議採用RAID10，而大型檔案儲存，資料倉儲，則從空間利用的角度，可以採用RAID5。