RAID10與RAID01比較，RAID10與RAID5比較

RAID10和RAID01的比較

RAID10先做鏡像，再做條帶。

RAID01先做條帶，再做鏡像。

比如以6個盤為例，RAID10是將盤子分成三組鏡像，然后對這三組鏡像進行處理RAID1做條帶。RAID01先用三塊盤做RAID0，然后把另外三個盤子當作RAID0鏡像。相關(guān)閱讀:詳細分析Raid0、Raid0 1、Raid1、Raid5四者的區(qū)別

以4塊盤為例介紹安全性的差異:

1、RAID10的情況

這種情況中，我們假設(shè)當DISK0損壞時，只有在剩下的3個盤中DISK當一個盤子出現(xiàn)故障時，它會導(dǎo)致整個盤子RAID故障率為1/3。

2、RAID01的情況

在這種情況下，我們?nèi)匀患僭O(shè)DISK0損壞，此時左側(cè)的條帶將無法讀取。剩下的三個盤中，只要DISK2，DISK三盤中的任何損壞都會導(dǎo)致整個盤子RAID故障率為2/3。

因此RAID10比RAID01安全性強。

從數(shù)據(jù)存儲的邏輯位置來看，在正常情況下RAID01和RAID10是完全一樣的，每個讀寫操作產(chǎn)生的IO數(shù)量是一樣的，所以讀寫性能沒有區(qū)別。當磁盤出現(xiàn)故障時，如前面的假設(shè)DISK當0損壞時，我們還可以發(fā)現(xiàn)，在這兩種情況下，閱讀性能也會有所不同，RAID讀性能優(yōu)于10RAID01。

RAID10和RAID5的比較

為便于比較，這里用同樣多驅(qū)動器的磁盤進行比較，RAID5選擇3D 1P的RAID方案，RAID10選擇2D 2D的RAID如圖所示：

1.安全性比較

事實上，在安全方面，沒有必要質(zhì)疑它。RAID安全性高于10RAID5.我們也可以從簡單的分析中得出結(jié)論。當盤1損壞時，對于RAID10.只有當盤1對應(yīng)的鏡像盤損壞，才會導(dǎo)致RAID失效。但是對RAID5.剩下的三個盤中，任何一個盤故障都會導(dǎo)致RAID失效。

恢復(fù)時，RAID恢復(fù)速度也比10快RAID5。

2.空間利用率比較

RAID利用率為50%，RAID利用率為75%。硬盤數(shù)量越多，RAID空間利用率越高。

3.讀寫性能比較

主要分析分析以下三個過程：閱讀、連續(xù)寫作和離散寫作。

在介紹這三個過程之前，首先介紹一個特別重要的概念：cache。

cache它已經(jīng)是整個存儲的核心，即中低端存儲，也有很大的cache包括最簡單的存在raid卡一般包含幾十甚至幾百兆raidcache。

cache主要功能是什么？它反映在閱讀和寫作的兩個不同方面。如果是寫作，一般存儲陣列只需要寫作cache即使完成了寫作操作，陣列的寫作也非?？靋ache數(shù)據(jù)積累到一定程度，陣列將數(shù)據(jù)刷到磁盤上，可以批量寫入。cache數(shù)據(jù)保護通常取決于鏡相和電池(或UPS）。

cache閱讀也不容忽視，因為如果閱讀可以的話cache如果被擊中，磁盤的搜索會減少，因為磁盤通常是6，從搜索到找到數(shù)據(jù)ms以上，這一次，對于那些密集型，io應(yīng)用可能不理想。但是，如果是的話cache一般響應(yīng)時間可以在1ms內(nèi)容。兩者應(yīng)相差3個數(shù)量級(1000倍)。

1)閱讀操作中的性能差異

RAID可讀取有效數(shù)據(jù)的磁盤數(shù)為4，RAID可讀取有效數(shù)據(jù)的磁盤數(shù)量也為4個(驗證信息分布在所有磁盤上)，因此讀取性能應(yīng)基本相同。

2）連續(xù)寫方面的性能差異

在連續(xù)寫作過程中，如果有寫作cache如果算法存在且沒有問題，RAID5比RAID10甚至?xí)?，雖然可能沒有太大區(qū)別。(這里假設(shè)存儲有足夠的大小來寫cache，計算驗證cpu沒有瓶頸)。

因為這個時候RAID校驗是在cache中間完成，如4塊盤RAID5.可以先在內(nèi)存中計算驗證，同時寫入3個數(shù)據(jù) 1個校驗。而RAID10只能同時寫兩個數(shù)據(jù) 2個鏡相。

如上圖所示，4塊盤RAID1、2、3-5可同時寫入cache，并且在cache計算驗證后，假設(shè)是6，并在磁盤上寫下三個數(shù)據(jù)。RAID10不管cache是否存在，寫作時，同時寫兩個數(shù)據(jù)和兩個鏡相。

根據(jù)之前緩存原理的介紹，寫cache緩存寫作操作可以在緩存寫作數(shù)據(jù)積累到一定時期后寫入磁盤。然而，磁盤陣列的過程遲早會發(fā)生，所以RAID5與RAID在連續(xù)寫作的情況下，從緩存到磁盤的寫作速度會有很小的差異。但是，如果不是連續(xù)性強的連續(xù)寫作，只要不達到磁盤的寫作極限，差別就不會太大。

3)離散寫的性能差異

例如oracle數(shù)據(jù)庫每次寫一個數(shù)據(jù)塊，比如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)機日志看起來會像是連續(xù)寫。但是因為不保證能夠添滿RAID5條帶，如32條K(確保每個磁盤都可以寫入)，因此更傾向于離散寫入(寫入現(xiàn)有數(shù)據(jù)的條帶)。

當我們從上圖中看離散寫時，RAID5與RAID10工作方式有什么不同？如上圖所示：假設(shè)我們想把一個數(shù)字2變成數(shù)字4，那么對于RAID實際發(fā)生了4次io：閱讀2和校驗6可能發(fā)生在讀命中cache新新的數(shù)字4和新的驗證8中計算新的驗證。

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

我忽略了這里RAID5.讀命中操作可能發(fā)生在那兩個讀操作中。也就是說，如果需要讀取的數(shù)據(jù)已經(jīng)cache可能不需要四個io是的。這也證明了cache對RAID5的重要性不僅是計算驗證的需要，而且對性能的提高也尤為重要。

當然不是說cache對RAID10不重要，因為寫緩沖和中等閱讀是提高速度的關(guān)鍵，但是RAID10對cache不依賴RAID那么明顯。

4）磁盤的IOPS對比

假定一個case，業(yè)務(wù)的iops是10000，讀cache命中率為30%，讀iops為60%，寫iops為40%，磁盤數(shù)為120，分別計算raid5與raid10.每個磁盤iops為多少。

raid5:

單塊盤的iops=(10000*(1-0.3)*0.6 4*(10000*0.4))/120

=(4200 16000)/120

=168

這里的10000*(1-0.3)*0.6表示是讀的iops，比例是0.6，除掉cache其實命中只有4200個iops。

4*(10000*0.4)表示寫的iops，因為每一個寫，在raid5.實際發(fā)生了4個io，所以寫的iops為16000個

為了考慮raid5.寫作時，那兩個讀作也可能發(fā)生在生命中，所以更準確的計算是:

單塊盤的iops=(10000*(1-0.3)*0.6 2*(10000*0.4)*(1-0.3) 2*(10000*0.4))/120

=(4200 5600 8000)/120

=148

計算單盤iops148個基本達到磁盤極限

raid10

單塊盤的iops=(10000*(1-0.3)*0.6 2*(10000*0.4))/120

=(4200 8000)/120

=102

因為raid10寫作操作只發(fā)生兩次io，所以，同樣的壓力，同樣的磁盤，每個磁盤iops只有102個，遠低于磁盤的極限iops。

4、小結(jié)

因此，空間利用率要求高，安全要求不是特別高，大文件存儲系統(tǒng)采用RAID5比較好。

相反，安全要求很高，不管成本如何，小數(shù)據(jù)量經(jīng)常被寫入系統(tǒng)RAID10的方法比較好。