【转载】Oracle ASM

2014/09/11 23:21
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1.说说你个人理解的存储解决方案的发展趋势。

Oracle 7&8 :这个时期的数据库备份方案已经可以使用RMAN 命令,它起源于Oracle 版本8,7的时候还不具备这个功能。可以把数据存储在操作系统的文件系统上和裸设备上。一提到裸设备可能刚进入DBA行当的朋友们不是很熟悉,下面随便简单介绍一下吧。

裸设备:我们把这三个字分开说吧,设备就是指的物理磁盘,像老一点的IDE磁盘,现在常用的SCSI磁盘SAS磁盘等。裸指的是这个磁盘上没有文件系统,一般磁盘在插入到主板上后必须为其创建文件系统(windows ext2&3&4)并格式化才能使用,但oracle可以不通过文件系统直接访问一块裸设备(要先创建为物理卷)这种直接访问设备的方式给我们提供了一定的便捷(不需要操作系统层处理可直接与设备进行数据交换,提高了交换速度),但同时带来的弊端也是显而易见的,例如不好管理,必须每个文件单独创建一个裸设备,非常麻烦,复制和备份也不方便。其实裸设备还是没有真正的绕过操作系统,因为它需要通过由操作系统驱动的设备接口而访问设备。Linux中有一种dd命令可以分配和管理裸设备,还是没有文件系统方便。


Oracle 9i&10g:Oracle9i开始开发出一套自己的文件系统叫ASM,中文叫“自动存储管理系统”,可以通过ASMCMD工具来管理,它可以不受操作系统层参数的影响直接处理磁盘上的数据,效率要比操作系统层处理一遍的高。层次越多开销越大 层次越少开销越小,流行于Oracle 10g

ASM是由AU(allocationunit)和条带来决定数据分布单元的,如何存储分配。

AU:磁盘分配单元,数据存储的一个基本单位,默认1M,建议大一点

例如AU=2M  单次I/O=1M,需要2次连续I/O才能读出一个AU

    AU=1M 单次I/O=2M,1次分散IO读出两个AU,但是连续的比分散的I/O效率高

条带宽度:默认8 ,建议条带宽带与磁盘数相匹配最好

条带大小:可以自由指定 1M 512k 256k

条带总大小=条带宽度*条带大小

小AU小条带场景:适合在大并发插入中表现较好,可有助于分散热点块,缺点连续性不够

大AU大条带场景:适合在非大并发插入的情况下都可以使用,适合绝大多数场景


Oracle 11g:出现了ASM和OCFS(Oracle Cluster File System)并存的局面,OCFS叫做“Oracle 集群文件系统”用的最多就是RAC模式下,11g中RAC模式下要不使用ASM管理存储要不使用OCFS管理存储,已经不可以使用裸设备当共享存储了,切记切记。

注意:可能有的同学会说用Ext3&4也可以实现2台机器共享一个存储设备啊(NFS就可以),嗯是的你很聪明问到了这个问题,但这是操作系统层面的贡献,不是存储层面的贡献,而且也无法提供Oracle要求的共享访问模式


ASM 三种redundancy冗余模式

(1)外部冗余模式

ASM不提供数据冗余,由外部存储系统实现,例如 RAID技术

这是当前使用最多的方式,因为有了磁盘级别冗余,那么可以使用更多的磁盘空间来存放数据

(2)常规冗余模式

ASM提供2份镜像,会损失一半空间用于备份镜像,是extent级别冗余不是磁盘级别冗余,主备混合存放

(3)高冗余模式

ASM提供3份镜像,会损失2/3空间用于备份镜像,是extent级别冗余不是磁盘级别冗余,主备混合存放

小结:第一种方法使用的最多,后两种方法使用的最少。

2.画一张说明ASM实例同数据库实例协同工作的原理图,并给出语言描述。

直接使用word画图工具完成了一张简单的工作流程图,功力浅薄,望海涵


说明

(1)这张图画了2个Oracle实例,连接1个ASM实例,ASM实例挂载了3个磁盘组

(2)1个ASM实例可以为多个Oracle实例提供服务的,同时可以挂载多个磁盘组,例如Disk Group A 存放数据文件,Disk Group B 存放归档日志文件,Disk Group C 存放CRS文件和Voting disk文件。磁盘组类似于操作系统的逻辑卷,可以根据用途进行划分

(3)Oracle实例把数据先传到ASM实例上就不用管了,ASM再把数据按用途分配到各自的磁盘组上,并且是以打散的状态平均分散到每个磁盘上,目的就是分散热点块并行读取提高I/O效率

(4)css集群同步服务进程就是负责ASM实例与Oracle实例相互通信的

(5)启动ASM实例后再启动数据库实例,先关闭数据库实例后再关闭ASM实例

(6)我们可以方便的给ASM磁盘组添加一块磁盘,如果磁盘组损坏我们还可以删除一个磁盘组

(7)ASM数据分为“元数据”“真正数据”,元数据描述对象的字典信息,就是物理磁盘信息 例如 块大小 AU大小 条带宽度 数据分布情况 平衡情况 冗余情况等。并且在再平衡时“元数据”和“数据”都会移动

(8)ASM可以自动条带化,均衡负载,各个磁盘保持数据的均匀,可以游刃有余管理不同大小的磁盘


 

3.分别用视图方式和asmcmd方式,分别计算出你所用ASM管理的存储大小,使用空间和剩余空间数,写出计算过程。

文件系统作为存储模式:我们可以使用dba_tablespace来查看表空间的使用情况

ASM作为存储模式:我们可以使用v$asm_diskgroup查看数据文件的使用情况,因为文件块在ASM上都是平衡打散状态,你可以设置为数据文件自动扩展,然后只需观察磁盘组的增长情况即可

通过v$asm_diskgroup动态性能视图我们可以查询ASM磁盘组的状态

SQL> selectgroup_number,name,state,block_size,allocation_unit_size,total_mb,free_mb fromv$asm_diskgroup;

GROUP_NUMBER  NAME  STATE    BLOCK_SIZE ALLOCATION_UNIT_SIZE   TOTAL_MB   FREE_MB

-------------------------------- -------------------- ---------- ----------

1               ARCH   MOUNTED 4096    1048576                10228      10174

2               CRS     MOUNTED  4096     1048576               5114      5055

3               DATA1   MOUNTED  4096    1048576               10228     10174

NAME:我们创建了三个磁盘组ARCH  CRS  DATA1

STATE:全部挂载

BLOCK_SIZE:ASM块大小默认为4k

ALLOCATION_UNIT_SIZE:磁盘分配单元默认为1M

TOTAL_MB:可用空间10G  5G  10G

FREE_MB:空闲空间10174  5055  10174

通过ASMCMD工具管理磁盘,因为ASM管理的是裸设备,在操作系统下是看不见的

ASMCMD> ls –lrt                             罗列已创建磁盘组

WARNING:option 'r'is deprecated for 'ls'

please use 'reverse'

State    Type   Rebal  Name           

MOUNTED  EXTERN N      DATA1/

MOUNTED  EXTERN N      CRS/

MOUNTED  EXTERN N      ARCH/

状态已挂载,采用外部冗余,磁盘组名

ASMCMD> pwd                              显示当前路径

+

ASMCMD> cddata1                          进入data1磁盘组

ASMCMD> pwd                              显示当前路径

+data1

ASMCMD> mkdirasm_leo1              在data1下创建一个asm_leo1目录

ASMCMD> ls

asm_leo1/

ASMCMD> rmasm_leo1                删除目录

ASMCMD> ls

ASMCMD> help                       显示帮助信息

        asmcmd [-vV] [-a <sysasm|sysdba>][-p] [command]

ASMCMD> lsct                        显示有多少实例连接到ASM上

ASMCMD> lsdg                       显示当前有多少个磁盘组及空间大小

State    Type   Rebal  Sector  Block      AU  Total_MB  Free_MB Req_mir_free_MB Usable_file_MB  Offline_disks  Voting_files Name

MOUNTED  EXTERN N         512   4096 1048576     10228    10174                0           10174              0             N ARCH/

MOUNTED  EXTERN N         512   4096 1048576      5114     5055                0            5055              0             N CRS/

MOUNTED  EXTERN N         512   4096 1048576     10228    10174                0           10174              0             N DATA1/

Sector:磁盘扇区大小512

Usable_file_MB:可用文件大小10174  5055  10174

Offline_disks:离线磁盘没有

Voting_files:表决文件

我们从v$asm_disk这个视图中可以查看到ASM磁盘属性信息

v$asm_disk_stat 查看磁盘状态信息

v$asm_diskgroup 查看磁盘组属性信息

v$asm_diskgroup_stat查看磁盘组状态信息

v$asm_client 查看磁盘组管理ASM实例的DB实例的数据行

v$_asm_file 查看磁盘组中数据文件属性信息

v$_asm_operation 查看磁盘组操作信息

v$_asm_alias 查看安装的磁盘组别名信息

SQL> descv$asm_disk

Name                                     Null?    Type

------------------------------------------------- ----------------------------

GROUP_NUMBER                                       NUMBER

DISK_NUMBER                                        NUMBER

COMPOUND_INDEX                                     NUMBER

INCARNATION                                        NUMBER

MOUNT_STATUS                                       VARCHAR2(7)

HEADER_STATUS                                     VARCHAR2(12)

MODE_STATUS                                       VARCHAR2(7)

STATE                                             VARCHAR2(8)

小结:在Oracle实例中我们可以利用select table_name from dictionary wheretable_name like '%ASM%';

数据字典来检索ASM相关的所有视图。


 

4.查询asm实例正常情况下的运行状态(nomount,mount或者open),说一说为什么?ASM实例有控制文件吗?为什么?

ASM实例和DB实例的作用是一样的,也是由若干内存区和一组后台进程组成的,ASM实例启动后也是先分配内存区(asm_buffer_cache)加载后台进程。下面我们就来演示一下ASM实例启动过程

[grid@leonarding1bin]$ echo $ORACLE_SID               检查SID环境变量

+ASM

[grid@leonarding1bin]$ export ORACLE_SID=+ASM         如果没有设置我们可以这样设置一下

[grid@leonarding1bin]$ sqlplus / as sysasm

SQL*Plus: Release11.2.0.1.0 Production on Sun Apr 21 10:33:34 2013

Copyright (c)1982, 2009, Oracle.  All rights reserved.

Connected to:

Oracle Database11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - 64bit Production

With the AutomaticStorage Management option

SQL> select *from v$version;

BANNER

--------------------------------------------------------------------------------

Oracle Database11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - 64bit Production

PL/SQL Release11.2.0.1.0 - Production

CORE    11.2.0.1.0      Production

TNS for Linux:Version 11.2.0.1.0 - Production

NLSRTL Version11.2.0.1.0 - Production

SQL> selectinstance_name,host_name,startup_time,status,archiver,database_status,loginsfrom v$instance;

INSTANCE_NAME   HOST_NAME  STARTUP_TIME   STATUS   ARCHIVER  DATABASE_STATUS

LOGINS

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

+ASM     leonarding1.oracle.com  19-APR-13     STARTED  STOPPED   ACTIVE

ALLOWED

实例名:ASM        这里可以判断我们连接的是Oracle实例 还是ASM实例

主机名:leonarding1.oracle.com

ASM启动时间:4月19日13点启动

状态:nomount,分配内存区和加载后台进程

归档状态:没有开

数据库状态:激活

关闭ASM实例顺序:先关闭Oracle实例->再关闭ASM实例->先启动ASM实例->再启动Oracle实例

SQL> shutdownimmediate

ASM diskgroupsdismounted       卸载磁盘组

ASM instanceshutdown           关闭实例

[grid@leonarding1bin]$ ps -ef | grep asm | grep -v grep        后台进程已经没有了

[grid@leonarding1bin]$

[grid@leonarding1bin]$ sqlplus / as sysasm

SQL*Plus: Release11.2.0.1.0 Production on Sun Apr 21 11:11:31 2013

Copyright (c) 1982,2009, Oracle.  All rights reserved.

Connectedto an idle instance.      一个空实例,我们来启动它

SQL>

SQL> startup

ASM instancestarted                          实例启动,分配内存,磁盘挂载

Total SystemGlobal Area  283930624 bytes

Fixed Size              2212656 bytes

Variable Size             256552144 bytes

ASM Cache              25165824 bytes

ASM diskgroupsmounted

如果是Oracle实例那么后续肯定会有访问控制文件,打开数据文件的动作,而ASM实例启动没有这些动作,因为ASM只是管理磁盘组分配与平衡,不关注数据的一致性和数据库结构(也不存在实例一致性和检查点问题),逻辑上只做数据查询和抽取工作。所以ASM不需要控制文件和数据文件,只需分配内存区和启动后台进程ASM就可以工作了。

ASM需要参数文件

参数文件目录:/u02/app/11.2.0/grid/dbs

[grid@leonarding1bin]$ ps -ef | grep asm | grep -v grep

grid     14920    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_pmon_+ASM

grid     14924    1  0 11:12 ?        00:00:03 asm_vktm_+ASM

grid     14930    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_gen0_+ASM

grid     14934    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_diag_+ASM

grid     14938    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_psp0_+ASM

grid     14942    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_dia0_+ASM

grid     14946    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_mman_+ASM

grid     14950    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_dbw0_+ASM

grid     14954    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_lgwr_+ASM

grid     14958    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_ckpt_+ASM

grid     14962    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_smon_+ASM

grid     14966    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_rbal_+ASM

grid     14970    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_gmon_+ASM

grid     14974    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_mmon_+ASM

grid     14978    1  0 11:12 ?        00:00:00 asm_mmnl_+ASM


 

5.比较ASM实例和数据库实例在监听器中注册的状态,并说明原因。

ASM监听

[grid@leonarding1dbs]$ lsnrctl status

LSNRCTL for Linux:Version 11.2.0.1.0 - Production on 21-APR-2013 11:40:01

Copyright (c)1991, 2009, Oracle.  All rights reserved.

Connecting to(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=IPC)(KEY=EXTPROC1522)))

STATUS of theLISTENER

------------------------

Alias                     LISTENER

Version                   TNSLSNR for Linux: Version11.2.0.1.0 - Production

Start Date                19-APR-2013 07:25:17

Uptime                    2 days 4 hr. 14 min. 43 sec

Trace Level               off

Security                  ON: Local OS Authentication

SNMP                      OFF

Listener ParameterFile  /u02/app/11.2.0/grid/network/admin/listener.ora

Listener LogFile         /u02/app/grid/diag/tnslsnr/leonarding1/listener/alert/log.xml

ListeningEndpoints Summary...

(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=ipc)(KEY=EXTPROC1522)))

(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=leonarding1)(PORT=1522)))

ServicesSummary...

Service"+ASM" has 1 instance(s).

  Instance "+ASM", status READY, has1 handler(s) for this service...

The commandcompleted successfully

这是ASM监听,ASM实例会自动注册到监听器中

Oracle监听

[oracle@leonarding1 ~]$ lsnrctl status

LSNRCTL for Linux: Version 11.2.0.1.0 - Production on 17-APR-2013 21:28:00

Copyright (c) 1991, 2009, Oracle.  All rights reserved.

Connecting to (DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=IPC)(KEY=EXTPROC1521)))

STATUS of the LISTENER

------------------------

Alias                     LISTENER

Version                   TNSLSNR for Linux: Version 11.2.0.1.0 - Production

Start Date                14-APR-2013 18:38:00

Uptime                    3 days 2 hr. 50 min. 0 sec

Trace Level               off

Security                  ON: Local OS Authentication

SNMP                      OFF

Listener Parameter File   /u01/app/oracle/product/11.2.0.1/network/admin/listener.ora

Listener Log File         /u01/app/oracle/diag/tnslsnr/leonarding1/listener/alert/log.xml

Listening Endpoints Summary...

  (DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=ipc)(KEY=EXTPROC1521)))

  (DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=leonarding1)(PORT=1521)))

Services Summary...

Service "LEO1" has 1 instance(s).

  Instance "LEO1", status READY, has 1 handler(s) for this service...

Service "LEO1XDB" has 1 instance(s).

  Instance "LEO1", status READY, has 1 handler(s) for this service...

The command completed successfully

Oracle监听也会自动注册到监听器中,它们分别使用不同的参数文件和日志文件

小结:一个监听器可以为多个实例服务(ASM实例和Oracle实例)

      一个ASM实例也可以为多个数据库实例服务

      一个CRS(集群注册服务)可以为几个数据库实例服务


 

6.看一下你的ASM的后台进程包含哪些,分别说说它们的用途。

查看ASM进程

[grid@leonarding1bin]$ ps -ef | grep asm | grep -v grep         

grid      4039    1  0 19:43 ?        00:00:03 asm_pmon_+ASM

grid      4043    1  0 19:43 ?        00:01:13 asm_vktm_+ASM

grid      4049    1  0 19:43 ?        00:00:01 asm_gen0_+ASM

grid      4053    1  0 19:43 ?        00:00:01 asm_diag_+ASM

grid      4057    1  0 19:43 ?        00:00:01 asm_psp0_+ASM

grid      4061    1  0 19:43 ?        00:00:05 asm_dia0_+ASM

grid      4065    1  0 19:43 ?        00:00:01 asm_mman_+ASM

grid      4069    1  0 19:43 ?        00:00:02 asm_dbw0_+ASM

grid      4073    1  0 19:43 ?        00:00:01 asm_lgwr_+ASM

grid      4077    1  0 19:43 ?        00:00:02 asm_ckpt_+ASM

grid      4081    1  0 19:43 ?        00:00:00 asm_smon_+ASM

grid      4085    1  0 19:43 ?        00:00:03 asm_rbal_+ASM

grid      4089    1  0 19:43 ?        00:00:05 asm_gmon_+ASM

grid      4093    1  0 19:43 ?        00:00:02 asm_mmon_+ASM

grid      4097    1  0 19:43 ?        00:00:04 asm_mmnl_+ASM

解释:

PMON:进程监控进程,用于监控ASM实例进程,对异常进程进行报警保护

PSPn: 启动其他ASM实例进程,一旦有问题将导致ASM实例故障

RBLA:DISKGROUP做REBALANCE的后台进程,该进程一旦有故障,将导致ASM实例宕机

DBWn:与RDBMS的dbwriter类似,将ASM CACHE中脏数据写回磁盘

MMAN:与自动SGA管理有关,负责自动管理SGA。

SMON:系统监控进程,监控ASM实例的状态,一个ASM实例只有一个SMON进程

CKPT:检查点进程,触发ASM检查点写脏数据的

GMON:磁盘组监控进程,用于磁盘组状态监控和状态表维护。

DIAG:ASM诊断进程,用于诊断ASM告警

LGRW:写redolog进程,凡是块更改就会触发进程写redo信息

MMON:ASM缓冲区自动调整进程

VKTM:用于执行online磁盘的临时任务进程


 

ASM  磁盘组 ASMCMD  存储解决方案  监视器  后台进程

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