(Les05 ASM Instance)[20180208]

学习目标

    描述使用ASM的好处

    管理ASM实例

    创建和删除ASM磁盘组

    扩展ASM磁盘组

    通过使用各种实用程序检索ASM元数据

 

 

 

 

ASM对于管理员的好处

    使用ASM可以免除：

        -I/O性能优化：ASM采用条带化和镜像所有数据的策略，且执行自动重新平衡操作。

        -数据文件移动和重新组织：不再需要更改数据文件的位置来满足性能要求和空间约束条件。

        -文件名管理：不再需要定义和强制执行文件命名策略

        -逻辑卷/文件系统/集群文件系统/裸设备管理：不再需要这些存储元素

    使用ASM可以减少下列工作：

        -逻辑单元号(LUN)管理工作减少，ASM通常需要的逻辑单元较少且大小较大

        -数据库原理员与系统管理员之间的依赖性大大减少，如迁移磁盘组不再需要系统管理员干预。

        -减少手动执行维护任务时发生的错误。如新增数据文件文件命名不规范，导致数据库的其余部分不支持。

 

ASM实例

    每次启动ASM或数据库时，都会分配名为系统全局区（SGA）的共享内存区域并启动Oracle ASM和数据库后台进程，。后台进程和SGA的组称为Oracle ASM实例或Oracle DB实例。

    ASM实例中的SGA分为四个主要区域：

        -共享池：用于元数据

        -大型池：用于并行

        -ASM高速缓存：用于在重平衡操作期间读取和写入块

        -空闲内存：可用的未分配内存

        ASM的建议最低内存为256M。ASM实例默认启用自动内存管理，该功能将动态优化各个SGA内存组件的大小。ASM实例所需的内存量将取决于ASM管理的磁盘空间量。ASM实例的第二部分是后台进程。ASM实例可以具有多个后台进程，并不是所有进程始终都会出现。

        ASM组件

                -ARCn：归档进程

                -SMON：系统监控进程

                -PMON：程式监控进程

                -DBWn：数据库写入进程

                -LGWR：日志写入进程

                -CKPT：检查点进程

                -DIGA：诊断进程

                -Jnnn：作业队列进程

                -QMNn：队列监控进程

                -PSP0：进程衍生进程

                -RECO：恢复器进程

                -VKTM：虚拟计时器进程

                -MMAN：内存管理器进程

                ASM在RAC集群中的进程

                -LMON：全局入队服务监控进程

                -LMDn：全局入队服务守护程序

                -LMSn：全局高速缓存服务进程

                -LCKn：锁定进程

 

            ASM实例-主要进程

                -RBAL：协调重新平衡活动

                -ARBn：一个或多个从属进程，用于执行重平衡活动

                -GMON：负责管理磁盘级活动，如删除或脱机以及提高ASM磁盘组兼容性

                -MARK：根据需要将ASM分配单元标记为过时

                -Onnn：一个或多个ASM从属进程，形成与ASM实例的一组连接，用于交换消息

                -PZ9n：一个或多个并行从属进程，用于从GV$视图提取有关集群ASM安装的数据

 

        ASM实例初始化参数

                -INSTANCE_TYPE：设置ASM，这是唯一一个必须定义的参数。对于数据库实例，该参数值设置为RDBMS

                -ASM_POWER_LIMIT：控制重平衡操作的速度。值的范围从1到11（默认值为1）。

                -ASM_DISKSTRING：是一个与操作系统相关的值，ASM使用它来限制搜索时考虑的磁盘集（默认为空，表示所有）。

                -ASM_DISKGROUPS：ASM实例需要装载的磁盘组的名称列表。该参数没有默认值。

                -ASM_PREFERRED_READ_FAILURE_GROUPS：指定包含首选读取磁盘的故障组。

                -DIAGNOSTIC_DEST：指定自动诊断存储（ADR）主目录。跟踪文件/预警日志/核心文件和意外事件文件。该参数的默认值由ORACLE_BASE派生

                -LARGE_POOL_SIZE：指定大型池分配堆的大小（以字节表示）

                -REMOTE_LOGIN_PASSWORDFILE：指定Oracle软件是否检查密码文件。默认值为EXCLUSIVE

        

            数据库实例与ASM之间的交互

                1.数据库请求创建文件

                2.ASM前台进程创建一个持续操作目录（COD) 条目并在磁盘组中为新的文件分配空间。

                3.ASM数据库进程接收新文件的区映射

                4.现在文件处于打开状态，数据库进程直接初始化该文件。

                5.初始化后，数据库进程请求提交文件创建。这会导致ASM前台进程清除COD条目并将文件标记为已创建。

                6.文件提交确认会隐式关闭该文件。将来发生I/O时，数据库实例需要重新打开该文件。

                --数据库实例和ASM实例协同工作。数据库实例必须与ASM交互，以便将数据库文件映射到ASM区。

                --数据库I/O不通过ASM实例来传输。实际上，数据库直接根据ASM文件执行I/O操作。

 

ASM实例：动态性能视图

            -ASM实用程序使用SQL语言访问这些表来检索仅含元数据的信息

            -包含许多专用的ASM相关视图

                V$ASM_ALIAS V$ASM_ATTRIBURE V$ASM_CLIENT

                V$ASM_DISK  V$ASM_DISK_IOSTAT V$ASM_DISK_STAT

                V$ASM_DISKGROUP V$ASM_DISKGROUP_STAT V$ASM_FILE

                V$ASM_OPERATION V$ASM_TEMPLATE

 

 

ASM系统权限

    -ASM实例没有数据字典

        SYSASM--OSASM（asmadmin）---全部管理权限

        SYSDBA--OSDBA(asmdba)---可访问ASM中存储的数据，在当前版本中还具有SYSASM权限

        SYSOPER--OSOPER(asmoper)---受限权限，可使用一组非破坏ALTER DISKGROUP命令以及启动和停止ASM实例

 

启动和停止ASM实例使用SQL*Plus

    $sqlplys / as sysasm

        SQL>startup

            ALTER DISKGROUP ... MOUNT;

        SQL>shutwon abort

        【OPEN】

        -FORCE：在重新启动ASM实例之前向它发出SHUTDOWN ABORT

        -MOUNT或OPEN：装载ASM_DISKGROUPS初始化参数中指定的磁盘组

        -NOMOUNT：启动ASM实例而不装载任何磁盘组

        -RESTRICT：在受限模式下启动实例。RESTRICT可以与MOUNT/NOMOUNT/OPEN组合使用（受限模式下数据库实例不能对磁盘进行操作）

        【SHUTDOWN】

        -NORMAL（默认关闭模式）：ASM在卸载所有磁盘组并关闭ASM实例之间，等待正在进行的SQL操作完成，等待当前连接的用户从该实例断开。不会接受新的连接

        -IMMEDIATE或TRANSACTIONAL：ASM在卸载所有磁盘组并关闭实例之前，等待正在进行的SQL操作完成，不会等待当前连接的用户断开连接。

        -ABORT：ASM实例立即关闭，而不是按顺序卸载磁盘组。这将导致下次启动ASM时进行恢复操作。如果有任何数据库实例与ASM实例连接，则该数据库实例也将终止。

      

 

启动和停止ASM实例使用srvctl

        $srvctl start asm -o mount

        $srvctl stop asm -f

        $srvctl status asm

               

        启动ASM实例

            srvctl start asm [-o <start_option>] 

                <start_option>启动选项 (FORCE/MOUNT/OPEN/NOMOUNT或RESTRICT)

        停止ASM实例

            srvctl stop asm [-o <stop_option> ] -f

                <stop_option>关闭选项 NORMAL/IMMEDIATE/TRANSACTIONAL或ABORT

                -f是强制

        ASM实例的状态

            srvctl status asm

 

启动和停止ASM实例使用asmcmd

        ASMCMD>startup

        ASMCMD>shutdown --abort

        

        启动选项

            --nomount 不装载磁盘组的情况下启动ASM实例

            --restrict 启动ASM实例并限制数据库使用

            -pfile <pfile.ora> 使用定制pfile启动ASM实例

        关闭选项

            --immediate 立即执行关闭

            --abort 中止所有现有操作

 

 

磁盘组

        磁盘组是一个或多个磁盘的逻辑分组，ASM将其作为一个集合来管理。每个磁盘组都包含与自身相关联的元数据。在概念上，ASM磁盘组类似于典型存储区域网络中的逻辑卷。

        一个磁盘组可以包含属于多个数据库的文件，而一个数据库可以使用来自多个磁盘组的不同文件。

        

        磁盘组的冗余设置：

            -外部冗余，其中ASM不提供任何镜像，磁盘都是假设为高度可靠。

            -正常冗余，其中ASM默认支持双向镜像，从而保证在较不可靠的存储上实现数据完整性。

            -高冗余，其中ASM默认支持三向镜像，从而更改地保证数据完整性。

            ASM最多支持创建63个磁盘组。

 

        ASM磁盘

            -是为ASM磁盘组预配的存储设备

            -通过正常O/S接口来访问

            -必须可由ASM所有者读取和写入

            -必须可由集群中的所有节点访问

            -在不同的节点上可以有不同的O/S名称或路径

            -可以是：

                -整个物理磁盘或物理磁盘的分区

                -存储阵列中的磁盘或分区

                -逻辑卷（LV)或逻辑单元（LUN)

                -网络连接文件（NFS)

           

        ASM分配单元

            ASM磁盘划分为分配单元（AU)

                -在创建磁盘组时可以配置AU大小

                -AU默认大小为1MB

                    -足够小，能够被数据库缓存；但又足够大，能够提供高效的后续访问

                -允许的AU大小

                    -1，2，4，8，16，32或64MB

                    -在超大型数据库（VLDB)中或使用专门的存储硬件，较大的AU可能非常有用。

        

        ASM文件

                -是由AU组成的ASM区的集合

                    -可变大小的区支持大型文件

                -对数据库内核显示为普通文件

                -文件名称以“+”开头

                    -例如，+DATA/orcl/datafile/system.256.68912343

                -可以与可选的文件名别名相关联

                    -例如，+DATA/datafile/mydb/system01.dbf

                -在磁盘组中的磁盘中平均分布

                -根据磁盘组中定义的策略进行镜像

 

        ASM区映射

                ASM文件-->区映射-->磁盘组

                ASM通过称为区映射的元数据跟踪文件的分布。区映射是一个表，将文件中的数据区映射到磁盘上的分配单元。

 

                文件区与分配单元之间的关系：

                    -一个AU用于前20，000个区（0-19999）

                    -4个AU用于接下来的20，000个区（20000-39999）

                    -16个AU用于40，000以上的区

        条带化粒度

            ASM用于负载平衡的条带化策略与用于等待时间的条带化策略不同

            条带化主要用途：

                        -在磁盘组的所有磁盘中执行I/O负载平衡

                        -改善I/O等待时间

                -对于负载平衡，粗粒度条带化（AU/区单位）将多个分配单元连接起来使用

                    

                   

                

                    细粒度条带化

                        细粒度条带化在分配单元组中放置128KB条带单元

                            -磁盘组具有8个磁盘和外部冗余

                            -使用默认的AU大小：1MB

                            -第一个1MB区在8个AU中以128KB条带形式写入

                            

                            

                        注意：控制文件和联机重做日志文件只能使用细粒度条带化

 

                ASM故障组

                    -共享需要容错的一项公用资源的一组磁盘

                    -镜像的区副本存储在不同的故障组中

                    

                           故障组可以用于避免单个磁盘/磁盘控制器/I/O网络组件以及甚至整个存储系统的故障。

                            

                                条带化镜像和故障组示例

                                

                              故障演练

                                

 

 

      

    管理磁盘组

            CREATE DISKGROUP

            DROP DISKGROUP

            ALTER DISKGROUP

            ASM实例主要目的是管理磁盘组和保护器数据。ASM实例还将文件分布传送到数据库实例。这里，数据库实例就可以直接访问磁盘组中存储的文件。

            执行这些命令都需要SYSASM或SYSDBA权限，且必须从ASM实例发出。

 

            CREATE DISKGROUP dgroupA NORAML REDUNDANCY

                FAILGROUP controller1 DISK

                    '/devices/A1' NAME diskA1 size 120G FORCE,

                    '/devices/A2'

                FAILGROUP controller2 DISK

                    '/devices/B1',

                    '/devices/B2';

 

            DROP DISKGROUP dgroupA INCLUDING CONTENTS;

 

 

            ALTER DISKGROUP dgroupA ADD DISK

                '/dev/sde1' NAME A5,

                '/dev/sdf1' NAME A6,

                '/dev/sdg1' NAME A7,

                '/dev/sdh1' NAME A8;

 

            ALTER DISKGROUP dgroupA ADD DISK '/devices/A*';

 

            ALTER DISKGROUP dgroupA DROP DISK A5;

 

            ALTER DISKGROUP dgroupA DROP DISK A6

                    ADD FAILGROUP controller3 DISK '/dev/sdi1' NAME A9;

            

            ALTER DISKGROUP dgroupA UNDROP DISKS;

 

            ALTER DISKGROUP dgroupA REBALANCE POWER 5;--手动开始重平衡

            ALTER DISKGROUP dgroupA DISMOUNT;--卸载dgroupA磁盘组

 

ASM磁盘组兼容性

        每个磁盘组的兼容性都可以分别控制：

            -ASM兼容性控制磁盘上ASM元数据结构

            -RDBMS兼容性控制最低使用者客户端级别

            -ADVM兼容性确定磁盘组是否可以包含Oracle ASM卷

        设置磁盘组兼容性的操作时不可逆的

            

            DB实例 >=ASM磁盘组（RDBMS<=ASM>=ADVM）<=ASM实例

 

    ASM磁盘组属性

        -au_size，ASM允许使用在创建磁盘组时指定的不同分配单元（AU）大小。1/2/4/8/16/32或64MB

        -compatible.rdbms，RDBMS数据库版本，数据库与ASM之间交换的消息的格式

        -compatible.asm，ASM实例版本，磁盘上ASM元数据结构的格式

        -compatible.advm，ADVM兼容性 ASM实例版本，允许在磁盘中包含Oracle ASM卷

        -disk_repair_time，0M到2^32D，磁盘脱机之后删除此磁盘之间的时间量，默认值3.6H，ALTER DISKGROUP ...DISK OFFLINE;

        -template.tname.redundancy，UNPROTECT|MIRROR|HIGH，指定模板的冗余

        -template.tname.stripe，COARSE|FINE，指定模板的条带化属性

 

        对于每个已定义的磁盘组，可以通过V$ASM_ATTRIBUTE固定视图查看所有已定义的属性。

 

    检索ASM元数据

        

    SELECT f.TYPE,

       f.redundancy,

       f.striped,

       f.modification_date,

       a.system_created,

       a.name

      FROM v$asm_alias a, v$asm_file f

     WHERE     a.file_number = f.file_number

       AND a.group_number = f.group_number

       AND TYPE = 'DATAFILE';

 

    ASMCMD>ls -l +DATA/orcl/datafile