ASM 翻譯系列第十彈：ASM Internal ASM DISK header

沃趣科技發表於2016-07-05
ASMHeader
原作者：Bane Radulovic
譯者：   莊培培
稽核：   魏興華


ASM disk header

ASM磁碟頭可能是ASM後設資料中最廣為人知的部分。之前你可能認為當它被破壞或丟失時，只能寄希望於Oracle技術支援人員協助來恢復。在本節中將解釋ASM磁碟頭的重要性和它包含的資訊。


Block zero

ASM磁碟是以AU為單位進行格式化的，部分AU會存放ASM後設資料，其他AU存放資料庫中的相關資料（如資料檔案、備份檔案、歸檔檔案等等）。包含ASM後設資料的AU會以後設資料塊的方式進行格式化（一個後設資料塊的大小為4K）。AU0位於ASM磁碟的起始位置，它始終用於儲存ASM後設資料。AU0的第一個塊,即block 0，就是ASM的磁碟頭。


ASM disk header contents

ASM 磁碟頭的大部分內容僅與本磁碟相關，但也有部分資訊與整個磁碟組相關，有些甚至於與整個cluster相關。

我們對一個LINUX平臺上透過asmlib管理的磁碟的block 0，使用kfed工具進行輸出觀察。 

$ kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMD1
kfbh.endian: 1 ; 0x000: 0x01
kfbh.hard: 130 ; 0x001: 0x82
kfbh.type: 1 ; 0x002: KFBTYP_DISKHEAD
kfbh.datfmt: 1 ; 0x003: 0x01
kfbh.block.blk: 0 ; 0x004: T=0 NUMB=0x0
kfbh.block.obj: 2147483648 ; 0x008: TYPE=0x8 NUMB=0x0
kfbh.check: 473773689 ; 0x00c: 0x1c3d3679
kfbh.fcn.base: 0 ; 0x010: 0x00000000
kfbh.fcn.wrap: 0 ; 0x014: 0x00000000
kfbh.spare1: 0 ; 0x018: 0x00000000
kfbh.spare2: 0 ; 0x01c: 0x00000000
kfdhdb.driver.provstr: ORCLDISKASMD1 ; 0x000: length=13
kfdhdb.driver.reserved[0]: 1145918273 ; 0x008: 0x444d5341
kfdhdb.driver.reserved[1]: 49 ; 0x00c: 0x00000031
kfdhdb.driver.reserved[2]: 0 ; 0x010: 0x00000000
kfdhdb.driver.reserved[3]: 0 ; 0x014: 0x00000000
kfdhdb.driver.reserved[4]: 0 ; 0x018: 0x00000000
kfdhdb.driver.reserved[5]: 0 ; 0x01c: 0x00000000
kfdhdb.compat: 186646528 ; 0x020: 0x0b200000
kfdhdb.dsknum: 0 ; 0x024: 0x0000
kfdhdb.grptyp: 1 ; 0x026: KFDGTP_EXTERNAL
kfdhdb.hdrsts: 3 ; 0x027: KFDHDR_MEMBER
kfdhdb.dskname: ASMD1 ; 0x028: length=5
kfdhdb.grpname: DATA ; 0x048: length=4
kfdhdb.fgname: ASMD1 ; 0x068: length=5
...

上述kfed命令的輸出結果顯示這個asm塊有兩種型別的資料 以kfbh為字首的塊頭資訊和以kfdhdb為字首的ASM磁碟頭資訊。實際上，每個ASM後設資料塊都會有塊頭資訊和與塊型別相匹配的一些相關資料。


Important ASM metadata block 0 header data

資料型別

值

kfbh.endian

系統字序。0 - 大字序，1 - 小字序。

kfbh.type

ASM塊型別。KFBTYP_DISKHEAD 表示這是一個ASM磁碟頭型別塊。

kfbh.block.blk

ASM塊號。注意ASM磁碟頭塊的塊編號是0

重要的ASM磁碟頭資料

資料型別

值

kfdhdb.driver.provstr

ASMLIB磁碟是ORCLDISK+磁碟名，非ASMLIB磁碟是ORCLDISK

kfdhdb.dsknum

ASM磁碟編號

kfdhdb.grptyp

磁碟級冗餘級別 KFDGTP_EXTERNAL 代表 external級別, KFDGTP_NORMAL 代表 normal級別, KFDGTP_HIGH 代表 high級別.

kfdhdb.hdrsts

ASM磁碟頭狀態. V$ASM_DISK.HEADER_STATUS檢視內包含所有可能的狀態.

kfdhdb.dskname

ASM磁碟名

kfdhdb.grpname

ASM磁碟組名

kfdhdb.fgname

ASM失敗組名

kfdhdb.crestmp.hi|lo

磁碟新增到磁碟組的時間.

kfdhdb.mntstmp.hi|lo

磁碟最近一次被掛接的時間.

kfdhdb.secsize

磁碟的扇區大小(bytes).

kfdhdb.blksize

ASM後設資料塊的大小(bytes).

kfdhdb.ausize

Alloocation unit的大小(bytes).預設的AU大小為1 MB.

kfdhdb.dsksize

磁碟大小(以au為單位).本例中的磁碟大小為10239 MB.

kfdhdb.fstlocn

指標指向ASM的空閒空間表.1代表本AU中的ASM 塊1.

kfdhdb.altlocn

指標指向ASM的分配表.2 代表本AU中的ASM 塊2.

kfdhdb.f1b1locn

指標指向ASM的檔案目錄.2代表本ASM磁碟的 AU 2.

kfdhdb.dbcompat

最小的資料庫相容版本. 0x0a100000 = 10.1.

kfdhdb.grpstmp.hi

lo

kfdhdb.vfstart

vfend

kfdhdb.spfile

ASM spfile引數檔案的AU號.本特性限於11.2或更高版本.

kfdhdb.spfflg

ASM spfile引數檔案標識.如果這個值是1,ASM spfile引數檔案則位於本磁碟的kfdhdb.spfile引數的AU .本特性限於11.2或更高版本.


ASM disk header backup

ASM從11.1.0.7版本開始，磁碟頭塊的資訊會自動備份到AU1的倒數第二個ASM後設資料塊中。知道AU的塊大小和ASM後設資料塊的大小後，就能找到倒數第二個塊的塊編號。透過kfed工具可以從塊頭中讀取到這些資訊，並計算出AU1的倒數第二個塊的塊編號。 

$ ausize=`kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMD1 | grep ausize | tr -s ' ' | cut -d' ' -f2`
$ blksize=`kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMD1 | grep blksize | tr -s ' ' | cut -d' ' -f2`
$ let n=$ausize/$blksize-2
$ echo $n
254

譯者注：其實在10.2.0.5版本，ASM也會自動備份磁碟頭的資料到AU 1的倒數第二個ASM後設資料塊中。 

$ kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMD1 aun=1 blkn=254
kfbh.endian: 1 ; 0x000: 0x01
kfbh.hard: 130 ; 0x001: 0x82
kfbh.type: 1 ; 0x002: KFBTYP_DISKHEAD
kfbh.datfmt: 1 ; 0x003: 0x01
kfbh.block.blk: 0 ; 0x004: T=0 NUMB=0x0
kfbh.block.obj: 2147483648 ; 0x008: TYPE=0x8 NUMB=0x0
kfbh.check: 473773689 ; 0x00c: 0x1c3d3679
kfbh.fcn.base: 0 ; 0x010: 0x00000000
kfbh.fcn.wrap: 0 ; 0x014: 0x00000000
kfbh.spare1: 0 ; 0x018: 0x00000000
kfbh.spare2: 0 ; 0x01c: 0x00000000
kfdhdb.driver.provstr: ORCLDISKASMD1 ; 0x000: length=13
...
kfdhdb.dsknum: 0 ; 0x024: 0x0000
kfdhdb.grptyp: 1 ; 0x026: KFDGTP_EXTERNAL
kfdhdb.hdrsts: 3 ; 0x027: KFDHDR_MEMBER
kfdhdb.dskname: ASMD1 ; 0x028: length=5
kfdhdb.grpname: DATA ; 0x048: length=4
kfdhdb.fgname: ASMD1 ; 0x068: length=5
...

能夠看到與AU0的後設資料塊0相同的內容。當磁碟頭被破壞或者丟失時，這個備份將是非常有用的。只需要執行kfed repair [磁碟名]命令即可修復，如果AU大小不是預設的1MB，還需要指定AU大小的具體值。 如果懷疑ASM的磁碟頭出現故障，最好尋求Oracle技術支援人員的幫助，而不是獨自進行操作。


ASM disk header in Exadata

Exadata中的ASM磁碟並不是以裝置名的方式給作業系統使用。它們使用專用的名稱格式 o/[儲存節點IP]/[磁碟名].kfed工具支援這種名稱格式，所以kfed可以在exadata環境中使用。檢視Exadata磁碟的ASM磁碟頭： 

$ kfed read o/192.168.10.9/DBFS_DG_CD_03_exadatacel01
kfbh.endian: 1 ; 0x000: 0x01
kfbh.hard: 130 ; 0x001: 0x82
kfbh.type: 1 ; 0x002: KFBTYP_DISKHEAD
...
kfdhdb.dskname:DBFS_DG_CD_03_EXADATACEL01 ; 0x028: length=26
kfdhdb.grpname: DBFS_DG ; 0x048: length=7
kfdhdb.fgname: EXADATACEL01 ; 0x068: length=12
...
kfdhdb.ausize: 4194304 ; 0x0bc: 0x00400000
...

ASM磁碟頭中部分Exadata專用屬性如下:

ASM磁碟名由磁碟組名 (DBFS_DG)，儲存節點磁碟標識(CD)，儲存節點磁碟編(3)號和儲存節點名(exadatacel01)構成.

失敗組的名字與儲存節點的名字相同.Exadata環境中預設的AU大小是4MB。


Conclusion

ASM磁碟頭包含ASM磁碟組正常運作和保持可用的重要後設資料。 為防止ASM磁碟頭的突然損壞和丟失，Oracle推薦透過磁碟分割槽的方式，就是將它“移動”到遠離磁碟物理起始位置的方式實現對ASM磁碟頭的保護。

Exadata的ASM磁碟頭資訊透過不暴露給資料庫節點的方式進行保護。

ASM從11.1.0.7版本開始，ASM磁碟頭透過維護一份在AU1備份的方式實現進一步的保護機制。


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