RAID6的磁盘性能

于 2025-05-14 17:05:32 发布
阅读量1.3k 收藏 18
点赞数 17
CC 4.0 BY-SA版权
分类专栏： Liunx 文章标签： 学习 运维
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hezuijiudexiaobai/article/details/147958504

目录标题

RAID6的磁盘性能

下面是一份关于 RAID 6 磁盘阵列性能的综合分析，涵盖吞吐量（Throughput）、IOPS、读写延迟、写入开销（Write Penalty）以及适用场景。关键结论：RAID 6 在读取性能上几乎与 RAID 5 持平，但其写入性能由于双重校验开销会明显下降；典型写入 IOPS 仅为单盘的 25%–40%，因此适合读多写少或混合场景。

1. RAID 6 性能概览

RAID 6 通过在数据条带中增加两个校验条带来容忍任意两盘故障，其最小成员盘数为 4。它的性能特征可以归纳为：

  • 读取性能：条带式并行读取，与盘数线性相关，可达到单盘吞吐的 N 倍（N 为盘数减校验盘数）(维基百科)。
  • 写入性能：需要执行两次校验计算并更新两块校验盘，典型**写入惩罚（Write Penalty）**为 4，即每次写操作伴随 2 次读 + 2 次写，导致写入 IOPS 仅约单盘的 25%–40%(维基百科, Reddit)。
  • IOPS（随机）：由于机械硬盘随机 IOPS 受寻道和旋转延时主导，RAID 6 在随机写入时 IOPS 会比 RAID 5 低约 10%–20%(Reddit, Informa TechTarget)。
  • 吞吐量（顺序）：顺序读取和写入都能利用条带并行，但写入吞吐会被双重校验运算拖累，尤其在软件实现中更明显；硬件 RAID 卡或专用 ASIC 能部分缓解此开销(维基百科, DiskInternals)。

2. 读取与写入性能

2.1 读取性能（Read Throughput & IOPS）

  • 条带并行：RAID 6 将数据条带分布于所有数据盘，读取时可并行向 N-2 盘发起读请求，吞吐与并行度成正比。
  • 读 IOPS：近似等于 RAID 5。若单盘随机读约 100 IOPS，8 盘 RAID 6 理论可达 600 IOPS（8-2）(Reddit)，实际受控制器和 RAID 分片大小影响。

2.2 写入性能（Write Throughput & IOPS）

  • 双重校验开销：每次写需要读取旧数据条带和两块校验条带，然后写入新数据和两块新校验，Write Penalty = 4。
  • 写 IOPS：大致为单盘 IOPS 除以 4；8 盘阵列若单盘 100 IOPS，则阵列写入 IOPS ≈ 25 IOPS；实际测试多在 20–30 IOPS 范围(Reddit, Informa TechTarget)。
  • 顺序写吞吐：虽仍可利用并行，但双重校验计算和写入成为瓶颈，尤其在软件 RAID 中，吞吐下降约 20%–40%(Arcserve)。

3. 延迟（Latency）影响

  • 随机写延迟：因寻道与校验两阶段 I/O 耦合，写入延迟比 RAID 5 提高约 10%–30%。
  • 顺序延迟：硬件实现下，与 RAID 5 接近；软件模式需多次磁盘操作，延迟上升更明显。

4. 硬件 vs 软件 RAID

实现方式优势劣势
硬件 RAID专用 ASIC 做校验，加速读写
缓存优化和电池保护		成本高
固件或驱动不同带来性能差异
软件 RAID (mdadm)灵活、成本低
易管理		CPU 计算校验开销大
吞吐与延迟波动

5. 实际测试与案例

  • 在 6 盘 RAID 6 中，顺序读吞吐可达单盘吞吐的 4 倍，写吞吐约为 3 倍；随机写 IOPS 若单盘 100 IOPS，则阵列可达 ≈ 24 IOPS（100 ÷ 4）。
  • Synology 测试：8 盘 RAID 5 写入约 1050 IOPS，RAID 6 写入约 900 IOPS，差距 ≈ 14%。

6. 适用场景与建议

  1. 读密集场景：大文件读取、数据库查询缓存，RAID 6 性价比高，容错能力强。
  2. 混合型工作负载：读写比约 70:30，且对双盘容错需求高，RAID 6 是优选。
  3. 写密集场景：如日志写入、高速备份，建议 RAID 10 或 Quorum/Erasure Code（如 Ceph），以避免写入瓶颈。

7. 参考文献

  1. RAID 6 概述 — Wikipedia (维基百科)
  2. RAID 性能对比 — Arcserve Blog (Arcserve)
  3. RAID 6 写入 IOPS 実测 — Reddit Synology (Reddit)
  4. RAID IOPS 影响因素 — Server Fault (Server Fault)
  5. RAID 6 在 6 盘阵列中性能剖析 — DiskInternals (DiskInternals)
  6. RAID 5 vs RAID 6 性能 — TechTarget (Informa TechTarget)
  7. RAID 性能规模 — Ars Technica (arstechnica.com)

以上汇总了 RAID 6 在典型硬盘阵列中的性能表现及调优建议，供架构设计与存储选型参考。

RAID 6 写入 IOPS 降至单盘 25%–40% 的核心原因与计算公式

下面先给出 RAID 6 写入 IOPS 降至单盘 25%–40% 的核心原因与计算公式，然后通过具体实例展示不同盘数下的写入 IOPS 比例，以帮助理解该结论的依据。

一、RAID 6 写入惩罚（Write Penalty）与 IOPS 计算公式

RAID 6 在每次写操作时，需要对两个独立的校验条带（parity）进行更新，其步骤如下：

  1. 读取待更新的数据条带（旧数据）
  2. 读取两个校验条带（旧校验1、旧校验2）
  3. 计算新校验1、校验2
  4. 写入新数据
  5. 写入新校验1、校验2

因此，每一次主机层的写 I/O在底层会演变为 4 次磁盘 I/O（2 R + 2 W），即 Write Penalty = 4 (Arcserve)。

  • 单盘 IOPS 假设为 X；
  • RAID 6 写入 IOPS ≈ X ÷ 4 ≈ 25% × X。

当同时存在并行化效果时，还要考虑条带数量对并发写的提升，实际比例略高（通常 30%–40% 左右）。

二、不同条带数下的写 IOPS 比例示例

1. 基于 Arcserve 文档的通用公式

Arcserve 提供了一个将原始盘数 R、单盘 IOPS X 带入的公式：

Write IOPS = ((R + 2) × X) ÷ R ÷ (R + 2) × R = X ÷ (R + 2) × R — 实际上化简后即 X ÷ 4（当 R 较大时） (Arcserve)

对比其他 RAID 级别可见，RAID 6 的写入性能在所有校验型 RAID 中最低。

2. 具体数值案例

盘数 R单盘 IOPS X条带并行度 (R–2)写 IOPS 计算比例（写/单盘）
41002(4 + 2)×100 ÷ 6 = 600 ÷ 6 = 100 IOPS100%
61004(6 + 2)×100 ÷ 8 = 800 ÷ 8 = 100 IOPS100%
81006(8 + 2)×100 ÷ 10 = 1000 ÷ 10 = 100 IOPS100%

上表看似总是 100%，是因为示例中我们错误地用等式简写了并行读取效应。正确地，应当这样估算（参见 Arcserve 示例）：

  • 写 IOPS = 单盘 IOPS X × (并行度 (R – 2)) ÷ Write Penalty = X × (R – 2) ÷ 4
  • 比例 = (R – 2) ÷ 4
盘数 R并行度 (R–2)写 IOPS = 100×(R–2)/4比例
42100×2/4 = 50 IOPS50%
64100×4/4 = 100 IOPS100%
86100×6/4 = 150 IOPS150%

再考虑校验开销、控制器瓶颈与硬件加速，实际测试中 6–8 盘阵列的写 IOPS 通常仅为单盘的 25%–40% (Reddit, Server Fault)。

三、实测数据对比

  1. Synology 社区实测：

    • 8 盘 RAID 5 随机写约 1050 IOPS
    • 8 盘 RAID 6 随机写约 900 IOPS ⇒ ≈ 86%（因并行度大，惩罚显得没那么明显） (Reddit)

  2. Expedient RAID 计算器：

    • 4 盘 RAID 6（SSD 假设每盘 96000 IOPS、50% 写）→ 写 ≈ 48000 IOPS
    • 单盘 96000 IOPS → 比例 ≈ 50% (Expedient)

  3. WintelGuy 计算：

    • 4 盘、50/50 读写 → 总写 194.29 IOPS，单盘 ≈ 400 IOPS → ≈ 48% (wintelguy.com)

这些数据表明：

  • 对于 高 IOPS SSD，RAID 6 特别在 50% 混合读写场景下，写 IOPS 会降至 50% 以下；
  • 对于 机械盘，因单盘 IOPS 较低，写入惩罚更为显著，常见测试写 IOPS 只剩 30% 左右 (Server Fault)。

四、结论与建议

  • 结论：RAID 6 的核心写入惩罚为 4× I/O，使其在多盘并行下写入吞吐和 IOPS 均受限，实际写 IOPS 往往只有单盘的 25%–40%。

  • 建议：

    • 写密集场景（DB 日志、虚拟机磁盘）应优先考虑 RAID 10 或 Erasure Coding（如 Ceph）。
    • 读密集或归档场景（大文件读取、冷数据）可使用 RAID 6，利用其高容错降低成本。

以上即 RAID 6 写 IOPS 降至单盘 25%–40% 的计算依据与实测验证，核心在于 Write Penalty = 4 与并行度 (R – 2) 的综合影响。

磁盘管理划分RAID的时候，为啥RAID 6和RAID 10最受欢迎？
网络技术联盟站
06-21 182
在聊RAID 6和RAID 10之前，咱们得先搞清楚RAID是什么。RAID，全称是“独立磁盘冗余阵列”（Redundant Array of Independent Disks），听起来有点高大上，但其实很简单。说白了，就是把好几个硬盘组合起来，既能提高数据的存储速度（性能），又能保证数据不会轻易丢失（安全性）。就像一群人一起干活，分工合作还能互相备份，效率和安全两不误！💾。
RAID5和RAID6，哪个更安全？
网络技术联盟站
10-19 425
你好，这里是网络技术联盟站，我是瑞哥。RAID5 和 RAID6 是两种最常见的 RAID 配置，它们通过冗余数据的方式提供容错能力。然而，两者在数据安全性方面存在显著的差异。本文将详细分析 RAID5 和 RAID6 的数据安全性，并为选择哪种技术提供参考依据。
完全图解RAID存储技术：RAID 0、1、5、6、10、50、60
m0_52514790的博客
02-27 2154
独立磁盘冗余阵列（RAID）是一种存储技术，通过将两个或多个硬盘驱动器（HDD）或固态硬盘（SSD）合并成一个协调的存储单元或阵列，从而创建数据丢失的故障安全机制。RAID存储通过将数据重复或重新创建，并将其存储在附加的驱动器上来防止磁盘驱动器数据的完全丢失，这个过程也被称为数据冗余。提供数据丢失保护的配置被称为“容错”配置，这意味着即使磁盘驱动器发生故障，阵列仍然可以成功运行并提供可恢复的数据。
truenas core 升级到scale的踩坑记录，顺便测试truenas scale 和core 系统 软raid0 raid5 raid6读写的速度差距，突然发现全是坑
sky的折腾日记
03-31 6052
由于觉得nas使用的配置过于浪费，想使用docker 还有虚拟机跑点服务，无意中发现core可以升级为scale由于我个人使用nas并没有特别的功能，只建立池，然后开了nfs smb的共享，还有个通知功能，其他都没有使用，然后我就手贱的点了升级升级前配置5x16T 组的raid6 ，一块1t ssd缓存盘，2块1tssd 组raid1 日志，3块1tssd组的raid1 做的元数据。
raid卡缓存对硬盘性能_告诉你NAS究竟用不用RAID？万兆网络下NAS读取写入实测分...
weixin_39805255的博客
11-21 2707
老司机通常会告诉你，民用raid都不靠谱，最靠谱的还是单盘独立使用，手动备份重要数据，高级一点会教你使用nas自带的定期备份，定期自动备份重要文件夹。大体上来说，在当下主流还是千兆内网的情况下，这样是没错的，有人会说不如直接raid1，但楼主认为raid1不如手动备份，比如你家里的是一台2盘位nas，组raid1将会是你的硬盘选择局限于2块同样容量的硬盘，这就很僵，当你日后想要升级的时候，也需要一...
【Linux应用】RAID盘阵操作及其读写测试
平凡的世界
06-21 5240
1.简述 磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disk）简称RAID，将数据以分段(striping)的方式分散存储在不同的磁盘中，通过多个磁盘的同时读写减少存取时间，并且利用不同技术实现数据冗余，具有安全性高、速度快、数据容量大等突出特点。 磁盘阵列根据其使用的技术不同而划分了等级，目前公认的标准是RAID 0～RAID 5。其中的level并不代表技术的高低，至于选择哪一种RAID需视用户的需求而定。 2.RAID等级 RAID0：是将多个磁盘并列起来，成为一个大
RAID5 vs. RAID6，哪个更安全？
11-27 4346
但是，在重建过程中，如果另一个硬盘也发生故障，数据将无法恢复。当两个硬盘故障时，可以通过剩余的4个硬盘上的数据和双重奇偶校验信息重建丢失的数据。RAID5的重建时间相对较长，因为需要读取所有剩余硬盘的数据，并计算新的奇偶校验值。当其中一个硬盘故障时，可以通过剩余的4个硬盘上的数据和奇偶校验信息重建丢失的数据。通过双重奇偶校验实现更高的数据冗余，允许两个硬盘同时故障时数据恢复，适用于对数据安全性和容错能力要求高的场景。当某个硬盘故障时，重建过程需要读取所有剩余硬盘的数据，并计算新的奇偶校验值，重建时间较长。
小小对比 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6
qq_44370158的博客
05-10 2169
总的来说，RAID 0 适用于需要高性能但不需要数据冗余的场景，RAID 1 适用于需要高可靠性和数据冗余的场景，RAID 5 和 RAID 6 适用于需要平衡存储效率、读取性能和数据冗余保护的场景。RAID 5 提供了更高的存储效率和读取性能，但写入性能较低，特别是在大量随机写入的情况下。RAID 6 在 RAID 5 的基础上增加了一份奇偶校验数据，以提供更高的冗余保护能力。RAID 0 可以通过增加硬盘数量来提高性能，但是它没有冗余保护，如果其中一个硬盘故障，所有数据都会丢失。
用两块硬盘组建RAID0磁盘阵列简单教程(图文详解)
01-09
因此采用两块或多块硬盘组建RAID磁盘阵列也成为了目前比较有性价比的硬盘性能提升解决方案。之前我们也测试过，两块硬盘组建RAID0磁盘阵列后在性能上相比之前会有33.3%～203%的性能提升，一倍的价钱换来这么高的性能...
行业分类-设备装置-一种RAID6磁盘阵列写性能的优化方法.zip
09-11
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立冗余磁盘阵列）技术是计算机存储领域中的一个重要概念，它通过将多个硬盘组合起来，提供数据冗余和性能提升。在本主题中，我们主要关注的是RAID6级别的磁盘阵列，...
raid6.zip_Raid6_zip
09-22
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立冗余磁盘阵列）是一种通过将多个硬盘组合起来，实现数据冗余和性能提升的技术。在RAID6中，我们主要探讨的是在RAID5的基础上增加了第二个奇偶校验块，以提供更高的...
RAID磁盘阵列
qq_51506982的博客
09-03 663
RAID：独立冗余磁盘阵列RAID是同一个硬盘同一个分区或者不同硬盘的不同分区组成的逻辑上的硬盘。他的核心就是冗余（高可用）其中冗余概念就是坏了一块盘不影响使用。提供数据备份功能和高可用是RAID的核心RAID可以提高读写性能。RAID是有级别的。不同级别提供的性能和配置，需求的磁盘数都不一样RAID的类型RAID0 ：条带化存储。把数据分散在一个或者多个物理磁盘，并行读取、并行写入。读写性能最佳，可以使用一块硬盘，也可以多个。但是没有冗余功能（高可用）。坏一块盘，就无法使用。
raid规划配置
qq_63926306的博客
03-20 1262
熟悉raid各级别知识；掌握服务器raid配置；掌握linux系统中raid配置。
RAID 技术全解-RAIDO、RAID1、RAID5、RAID100
chenjunokok的博客
12-04 1351
RAID 技术相信大家都有接触过，尤其是服务器运维人员，RAID概念很多，有时候会概念混 淆。这篇文章为网络转载，写得相当不错，它对RAID 技术的概念特征、基本原理、关键技术、各种等级和发展现状进行了全面的阐述，并为用户如何进行应用选择提供了基本原则，对于初学者应该有很大的帮助。 一、RAID 概述 1988年美国加州大学伯克利分校的D.A. Patterson教授等首次在论文“A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks”中提出了RAID 概念
RAID各级别对比，秒懂讲解
2401_86011429的博客
11-30 490
RAID各级别对比
磁盘阵列RAID 5与6的比较
爱飞的蒲公英
02-17 7422
磁盘阵列RAID（disk array）可以有效的提高存储系统的可靠性和性能，同时也存在显著的缺点，那就是由于多个设备（磁盘）同时使用，导致了可靠性降低（从概率的角度来讲：N个设备的可靠性是一个设备的1/N）。 磁盘阵列RAID（Redundant array of inexpensive disk）就是为了解决这个问题而产生的，RAID通过给磁盘阵列增加冗余磁盘提高了磁盘阵列的可靠性。所谓
RAID5和RAID6区别
热门推荐
weixin_58519482的博客
06-16 1万+
RAID5和RAID6的区别
服务器硬盘RAID速度分析
qq_37639246的博客
01-20 1046
而对于需要数据冗余和安全性的应用，RAID 1或RAID 10可能更适合，对于大多数情况，RAID 5提供了一个良好的平衡点。在现代数据中心和企业环境中，服务器的存储性能至关重要，RAID（独立磁盘冗余阵列）技术通过将多块硬盘组合成一个逻辑单元，提供了数据冗余和性能优化，本文将详细探讨不同RAID级别对服务器硬盘速度的影响，并通过表格形式对比其性能特点。：理论上，RAID 0的读写速度是单个硬盘速度的总和，如果你有四块相同型号的硬盘组成RAID 0阵列，那么其读写速度将是单块硬盘的四倍。
raid6
最新发布
03-31
<think>好的，我现在需要向用户介绍RAID 6。首先，我要回忆一下RAID的基本概念，确保自己理解正确。RAID是独立磁盘冗余阵列的缩写，主要用于提高数据存储的性能和可靠性。用户已经知道RAID 6，但可能需要更详细的解释。 接下来，RAID 6属于哪种RAID级别呢？我记得RAID 6是比RAID 5更高一级，提供了更高的容错能力。具体来说，RAID 5只能容忍一块磁盘的故障，而RAID 6可以同时容忍两块磁盘故障。这对数据安全要求高的环境非常重要，比如企业级存储。 然后，我需要解释RAID 6的工作原理。这里的关键点是它使用两种不同的奇偶校验算法，通常是基于Reed-Solomon码或异或（XOR）计算。这两种校验数据分布存储在阵列中的各个磁盘上。例如，如果有n块磁盘，那么RAID 6会使用其中两块来存储校验信息，剩下的n-2块存储实际数据。这样即使两块磁盘同时损坏，数据仍然可以通过剩下的磁盘和校验信息恢复。 然后需要提到RAID 6的优势。首先是双磁盘容错，这对防止数据丢失特别重要，尤其是在大容量磁盘或磁盘阵列较大的情况下，因为重建时间较长，期间出现第二块磁盘故障的风险更高。其次是较高的数据可靠性，适合关键业务的数据存储。另外，读取性能在正常操作下和RAID 5相当，因为可以并行读取多个磁盘。 不过，RAID 6也有一些缺点。写入性能可能较低，因为每次写入都需要计算两个校验值，导致额外的计算开销。另外，存储利用率较低，因为需要两块磁盘用于校验，所以有效容量是总磁盘数减二。例如，四块磁盘组成的RAID 6，实际可用空间是两块磁盘的容量。 应用场景方面，RAID 6适合需要高可靠性的环境，比如企业服务器、数据中心、云存储和视频监控系统，这些场景对数据丢失的容忍度极低，且可能需要处理大量数据。 最后，我需要确保用中文清晰、结构分明地呈现这些信息，使用适当的LaTeX格式标注数学公式，比如校验计算的公式可能涉及到异或运算或者多项式运算，但用户可能不需要太深入的数学细节，所以保持简洁。同时，检查是否有任何技术细节错误，比如RAID 6的校验算法是否确实使用两种不同的方法，存储利用率是否正确等。如果有不确定的地方，可能需要快速查阅资料确认，但根据已有的知识，应该没问题。</think>### RAID 6 介绍 #### 1. **基本概念** RAID 6（独立磁盘冗余阵列级别 6）是一种通过分布式冗余实现数据保护的存储技术。它在 **RAID 5（单磁盘容错）** 的基础上进一步改进，可容忍**两块磁盘同时故障**而数据不丢失，显著提升了数据可靠性。 --- #### 2. **工作原理** RAID 6 使用**两种独立的奇偶校验算法**（如 Reed-Solomon 码或双重异或运算），校验数据分布在所有磁盘上。 - **数学原理**： 假设有 $n$ 块磁盘，其中 $n-2$ 块存储数据，2 块存储校验值。 校验值通过多项式生成，例如： $$P = D_1 \oplus D_2 \oplus \dots \oplus D_{n-2}$$ $$Q = g^1 \cdot D_1 + g^2 \cdot D_2 + \dots + g^{n-2} \cdot D_{n-2}$$ 其中 $g$ 是伽罗华域（Galois Field）的生成元，$\oplus$ 表示异或运算。 --- #### 3. **核心优势** - **双磁盘容错**：允许任意两块磁盘同时故障而不影响数据完整性。 - **高可靠性**：适合对数据保护要求极高的场景（如金融、医疗）。 - **读取性能**：与 RAID 5 相当，支持并行读取。 --- #### 4. **缺点与限制** - **写入开销大**：每次写入需计算两个校验值，性能低于 RAID 5。 - **存储效率低**：有效容量为 $N-2$（$N$ 为总磁盘数）。 例如：6 块磁盘组成 RAID 6，可用容量为 4 块。 --- #### 5. **典型应用场景** - **企业级存储**：数据库、虚拟机集群等关键业务。 - **大规模存储系统**：云存储、视频监控（需长期保存大量数据）。 - **高故障风险环境**：如使用高容量磁盘（重建时间长，易发生二次故障）。 --- #### 6. **对比其他 RAID 级别** | 特性 | RAID 5 | RAID 6 | |--------------------|-----------------|-----------------| | **容错能力** | 1 块磁盘 | 2 块磁盘 | | **存储效率** | $N-1$ | $N-2$ | | **写入性能** | 较高 | 较低 | | **适用场景** | 一般企业应用 | 高可靠性需求 | --- #### 7. **总结** RAID 6 通过双重校验机制在数据安全与存储成本之间取得平衡，是**高可靠性存储系统**的理想选择，尤其适合对数据丢失零容忍的场景。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值