RAID5布局方式介绍及对性能的影响

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本文主要介绍 RAID5 内部的数据布局方式,不对 RAID5 的基本原理做过多介绍。磁盘阵列中的 RAID5 类型是通过 XOR 奇偶校验算法来实现阵列中的数据冗余的,可以允许在坏一块磁盘的情况下继续使用,虽然在正常使用过程中写的额外开销比读要多很多,但对于一般企业来说还是很不错的选择。

布局方式:

RAID5的校验和信息是平均分布到 RAID5 的每个硬盘上的,实际使用中有以下4种分布方式:

1、左对称(Left-symmetric);
2、左不对称(Left-asymmetric);
3、右对称(Right-symmetric);
4、右不对称(Right-asymmetric)

说这几个名词肯定不好理解,下面是一个4个硬盘组成的 RAID5 内部数据和校验和(parity)在不同布局方式下的分布图(每一行表示是一个条带 stripe):

RAID5布局方式

RAID5 几种布局方式中的“左”、“右”表示校验和(也就是图中的红色的P)如何分布,如图中,“左”的校验和都是从最后一个磁盘开始,依次前推,“右”的校验和从第一个磁盘开始,依次后推。

“对称”、“不对称”标识数据(也就是图中的 D0、D1、D2...)的分布方式,“不对称”方式都是直接将数据按照磁盘的数据直接排下来的(图中的左不对称和右不对称的前后数据明显不对称),而“对称”方式则将每个 stripe 中的第一个数据放在校验和的后面,然后往后排列,需要时再绕回第一个磁盘,这样“对称”的数据排列方式就能始终按照磁盘的顺序依次下来。

性能影响:

在实际使用测试中,校验和的左右布局方式对 RAID5 性能没有太大影响。由于实际读写 RAID5 时命令时均匀发到每个磁盘上的,从图中也可以推断出“对称”方式在处理大块值的连续 I/O 读时有更好的性能,实际测试中对随机 I/O 性能也有提升。

需要注意的是上面所说的性能影响相对于 RAID5 中的磁盘个数以及 stripe 条带大小参数来说是比较细微的。

其它说明:

现在很多的RAID卡中都使用了 左不对称 这种 RAID5 布局方式,另外 Linux MD RAID、Windows动态磁盘(LDM)、Veritas Volume Manager(VxVM)等实现中都默认使用了 左不对称 方式。了解 RAID5 的布局方式对 RAID 的性能调试之类有一定帮助哦,HOHO。

除了 Linux MD RAID,其它 RAID5 实现中的布局方式似乎没见到可以让用户选择,Linux MD RAID 可以在使用 mdadm 命令创建时指定 --layout 参数指定布局方式,详细请参考 man mdadm。

如果上面还是看不明白,可以参考这些E文的说明,特别第一篇画的很详细:

http://www.accs.com/p_and_p/RAID/LinuxRAID.html
http://www.z-a-recovery.com/art-raid5-variations.htm
http://sfdoccentral.symantec.com/sf/5.0MP3/solaris/html/vxvm_admin/ch01s04s09s03.htm

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