再談Raid 5和Raid 6的寫性能差異

這次給大家介紹下RAID 5和RAID 6做後端在寫性能上的差異以及原因。這裡暫不考慮上層緩存以及跨array創建LUN帶來的性能提升，只考慮array本身的性能差異。

隨機短步寫

對於寫入量小於條帶數據塊的寫操作，之前已經講過，對於RAID 5而言，短步寫會從data盤上讀取要改寫的數據，從parity盤上讀取P校驗，然後把新數據寫入data盤，計算新的P校驗值並寫入P校驗盤，總共是2次讀+2次寫操作。

對於RAID 6，則需要讀取要改寫的數據，從P盤讀取P校驗，從Q盤讀取Q校驗，把新數據寫入data盤，計算新的P和Q校驗，再分別寫入P盤和Q盤，所以總共是3次讀+3次寫。

也就是說，假設所有寫入的塊大小都是Z， 單個磁碟所能處理Z大小的數據塊的最大IOPS是定值X，組成RAID的磁碟個數都是Y，那麼對應的RAID 5可以處理的最大IOPS是X*Y/4，而RAID 6可以處理的是X*Y/6，對應的數據傳輸率就是Z*X*Y/4和Z*X*Y/6。也就是說，由於多了個Q校驗的讀寫，RAID 6在隨機短步寫性能上和RAID5比會有33%的差距。所以除了增大成員磁碟個數Y外，並沒有很好的方法來改進RAID 6的性能，而一味的增大Y又會帶來其他問題在此不再詳述。

連續整條帶寫

RAID 5整條帶寫的過程是，計算出P校驗，把數據和P校驗一起寫入到所有的RAID成員磁碟里。

RAID 6整條帶寫的過程是，計算出P和Q校驗，把數據和P和Q校驗一起寫入到所有的RAID成員磁碟里。

我們依然假設2種RAID都用相同的磁碟個數Y，RAID 5的條帶數據塊大小是a，RAID 6的條帶數據塊是b。那麼由於有P校驗的存在，RAID 5的條帶大小就是a*(Y-1)，RAID 6有P和Q兩個校驗，條帶大小就是b*(Y-2)。

不管是RAID 5還是RAID 6，寫完整的一個條帶，都需要把所有成員磁碟寫一次，也就是說需要的磁碟IO數都是Y。如果條帶數據塊a和b比較小的話，對於現在的大容量機械硬碟來說，尋道時間遠大於小塊數據的傳輸時間，所以我們可以假設磁碟處理a和b大小的數據塊的最大IOPS都是x。那麼RAID 5做連續整條帶寫的數據傳輸率就是a*(Y-1)*x，RAID 6則是b*(Y-2)*x。由此可見，當RAID 6和RAID 5的條帶數據塊大小一致時候(a=b)，如果都是8個磁碟組成的RAID，RAID 5和RAID 6的傳輸率對比就是7：6，這是RAID 6多出一個Q校驗的代價。同時從上面的公式可以看到，增大RAID 6的條帶數據塊大小b可以在一定範圍內提高RAID 6的性能。當然b是不能無限制增大的，當條帶數據塊大到一定程度的時候，尋道時間不再遠小於數據塊的傳輸時間，也就是說對於RAID 5和RAID 6的磁碟處理a和b大小的數據塊的最大IOPS將不再相等，上面的公式也就不適用了。所以對於連續整條帶寫，選擇一個合適的條帶數據塊大小對於性能很重要。

綜上，RAID 6相對於RAID 5，有天然的寫性能上的不足，但是數據安全始終是第一位的，隨著磁碟容量越來越大，RAID重建(rebuilding)時間也越來越長，RAID 5重建時候用戶數據暴露在無保護的時間窗口也越來越大，採用RAID 6可以更好的保護用戶數據，這點性能上的付出是值得的，而且通過上層的緩存和跨越更多個rank來建LUN可以一定程度上彌補性能差距。

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