Oracle ASM发展与实践-阿里云开发者社区

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

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

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

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

本文转自 leonarding151CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/leonarding/1183250，如需转载请自行联系原作者

Oracle ASM发展与实践

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