Подсчет количества операций ввода-вывода для дисков

Чтобы определить объем нагрузки, приходящейся на отдельные дисковые накопители системы, вам придется выполнить некоторые расчеты. Если вы пользуетесь аппаратным контроллером RAID, то количество операций ввода-вывода в секунду, показываемое монитором производительности Performance Monitor означает количество операций ввода-вывода, выполняемых массивом как единым целым. Вы не увидите сведений о дополнительных операциях ввода-вывода, генерируемых контроллером и служащих для обеспечения отказоустойчивости. Фактически, Windows 2000 не замечает их выполнения, но вы должны знать о них, чтобы правильно определить количество дисковых накопителей, необходимое для обеспечения оптимальной производительности.

RAID 0

В массивах RAID 0 темп операций ввода-вывода на один диск вычисляется как сумма всех операций чтения и записи для массива, деленная на количество дисков в массиве. Для RAID 0 нужна лишь одна простая и понятная формула:

количество операций на диск = (чтения + записи) / количество дисков

RAID 1

Для массивов RAID 1 вычисления будут несколько более сложными. Так как количество записей удваивается, то число операций ввода-вывода на один диск в секунду равно сумме количества операций чтения и удвоенного количества операций записи для массива, деленной на количество дисков в массиве (для RAID 0 – два). Нужно применять такую формулу:

количество операций на диск = (чтения + (2 * записи)) / 2

Запись в массивы RAID 1 происходит медленней, но они обеспечивают лучшую отказоустойчивость.

RAID 5

Массивы RAID 5 обеспечивают отказоустойчивость, но при записи у них получается очень большая нагрузка на диски. Операции чтения в массивах RAID 5 распределены по многим дисковым накопителям массива, но для записи приходится выполнять четыре физических операции ввода-вывода. Чтобы подсчитать количество операций ввода-вывода, приходящихся на один дисковый накопитель, надо сложить количество операций чтения и учетверенное количество операций записи, а затем разделить на количество дисков в массиве. Поэтому формула для RAID 5 будет такой:

количество операций на диск = (чтения + (4 * записи)) / количество дисков

RAID 10

Скорость записи в массивы RAID 10 такая же, как в RAID 1, но зато RAID 10 обеспечивает высокую степень отказоустойчивости. Расчет для RAID 10 аналогичен расчету для RAID 1. Поскольку количество записей удваивается, то число операций ввода-вывода на один диск равно сумме количества операций чтения и удвоенного количества операций записи для массива, деленной на количество дисков в массиве. Формула для RAID 10 будет такой:

количество операций на диск = (чтения + (2 * записи)) / количество дисков

Сравнение различных уровней raid

Давайте сравним разные уровни RAID. Тогда вам станет легче понять, какой уровень RAID лучше подходит для вашей системы. Когда вы сравниваете производительность работы разных уровней RAID, одним из наиболее важных факторов, оказывающих влияние на нее, является соотношение чтения и записи. При выполнении операций чтения производительность различных уровней RAID отличается не сильно, различия относятся в основном к производительности операций записи. Также нужно учитывать, нужна ли вашей системе отказоустойчивость. И наконец, вам следует оценить соотношение стоимости системы и ее емкости. Характеристики для различных уровней RAID перечисленны в табл. 5.3.

Таблица 5.3. Сравнение уровней RAID
Уровень RAID	Производительность	Отказоустойчивость	Оценка стоимости
RAID 0	Наилучшая	Без отказоустойчивости	Экономичный
RAID 1	Хорошая	Хорошая	Дорогой
RAID 5	Быстрая для чтения, медленная для записи	Нормальная	Самый экономичный из уровней, обеспечивающих отказоустойчивость
RAID 10	Хорошая	Хорошая	Дорогой

Как видите, наилучший вариант зависит от ваших потребностей. Чтобы понять различие между производительностью RAID 5 и RAID 10 при разных соотношениях чтения и записи, посмотрите табл. 5.4, в которой показаны данные для массивов RAID 5 и RAID 10, выполняющих 500 операций ввода-вывода в секунду на 10 дисковых накопителях при разных соотношениях чтения и записи.

Таблица 5.4. Сравнение RAID 5 и RAID 10
Соотношение Чтения/Записи	Операции ввода-вывода RAID 5 (Чтения + (4 * Записи)) /  Кол-во дисков	Операции ввода-вывода RAID 10 (Чтения + (2 * Записи)) /  Кол-во дисков
100% чтений 0% записей	(500+0)/10 50 операций ввода-вывода на диск	(500+0)/10 50 операций ввода-вывода на диск
90% чтений 10% записей	(450+200)/10 65 операций ввода-вывода на диск	(450+100)/10 55 операций ввода-вывода на диск
75% чтений 25% записей	(375+500)/10 87.5 операций ввода-вывода на диск	(375+250)/10 62.5 операций ввода-вывода на диск
50% чтений 50% записей	(250+1000)/10 125 операций ввода-вывода на диск	(250+500)/10 75 операций ввода-вывода на диск
0% чтений 100% записей	(0+2000)/10 200 операций ввода-вывода на диск	(0+1000)/10 100 операций ввода-вывода на диск

Как видите, когда соотношение чтения к записи составляет 90%:10%, нагрузка на диски для RAID 5 и RAID 10 почти не отличается. Но когда запись составляет более высокий процент в операциях ввода-вывода, нагрузка на диски массивов RAID 5становится гораздо больше.