ASM 翻譯系列第三十一彈：瞭解ASM檔案的空間分配

原作者：Bane Radulovic

譯者：    邱大龍

稽核：    魏興華

DBGeeK社群聯合出品

How many allocation units per file

本文主要是對ASM檔案的空間分配進行一些探討和研究。

ASM空間分配的最小單位是AU，預設的AU size是1MB，但在Exadata下AU 的預設大小是4MB。

ASM檔案的空間分配是以extent為單位，每一個extent是由一個或多個AU組成，在11.2版本，前20000個extent，每一個extent由1個AU組成，接下來的20000個extent，每一個由4個AU組成，再超出的extent，每一個由16個AU組成。這個特性被叫做可變extent。而在11.1版本，extent的增長則遵循的是1-8-64倍AU的方式。在版本10，可變extent這個特性還沒出現，因此所有的extent的大小都是1個AU。

Bytes vs space

檢視V$ASM_FILE中，有兩列是關於空間分配的：BYTES 和 SPACE，它們的定義如下：

• BYTES - 檔案的大小

• SPACE - 檔案實際佔用的ASM空間的大小

這兩列的定義有一些細微的差異，但是這兩列的數值差異可能是非常大的，下面我們就來實際的看一下，首先交代一下我的測試環境，ASM和DB的版本為11.2.0.3，使用ASMLIB方式管理的磁碟：

可以透過如下的查詢來簡單的瞭解我的環境中磁碟組data的基本情況，例如AU的大小，冗餘的級別，我的資料檔案大多都位於這個磁碟組中。

SQL> select NAME, GROUP_NUMBER, ALLOCATION_UNIT_SIZE/1024/1024 "AU size (MB)", TYPE

from V$ASM_DISKGROUP

where NAME='DATA';

NAME             GROUP_NUMBER AU size (MB) TYPE

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

DATA                        1            1 NORMAL

現在建立一個小於60個extent的“小”檔案和一個大於60個extent的“大”檔案。

SQL> create tablespace T1 datafile '+DATA' size 10 M;

Tablespace created.

SQL> create tablespace T2 datafile '+DATA' size 100 M;

Tablespace created.

Get the ASM file numbers for those two files:

SQL> select NAME, round(BYTES/1024/1024) "MB" from V$DATAFILE;

NAME                                               MB

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

...

+DATA/br/datafile/t1.272.818281717                 10

+DATA/br/datafile/t2.271.818281741                100

“小"檔案的ASM檔案號是272，“大”檔案的ASM檔案號是271。

接著我們透過前面提到的V$ASM_FILE檢視來獲取這兩個檔案的空間佔用資訊：

SQL> select FILE_NUMBER, round(BYTES/1024/1024) "Bytes (AU)", round(SPACE/1024/1024) "Space (AUs)", REDUNDANCY

from V$ASM_FILE

where FILE_NUMBER in (271, 272) and GROUP_NUMBER=1;

FILE_NUMBER Bytes (AU) Space (AUs) REDUND

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

        272         10          22 MIRROR

        271        100         205 MIRROR

bytes欄位顯示了檔案的實際大小，我們小檔案的大小為10MB，因此佔用了10個AU（AU的size為1MB）,小檔案實際佔用的ASM空間有22個AU，其中10個AU是實際的資料檔案，1個AU為檔案頭，由於檔案是映象的，因此檔案真正佔用的ASM空間為：（10+1）*2=22個AU。

對於“大”檔案，bytes欄位顯示了檔案的實際大小為100MB也就是100個AU，到現在為止一切推論都跟原理相符，但是接著我們發現大檔案的ASM空間佔用為205個AU，按照上面的計算應該有202個AU才正確，多出來的3個AU是如何來的？接下來我們就來一窺究竟。

ASM space

下面的查詢（在ASM例項上執行）展示了ASM 271號檔案extent的分佈情況：

SQL> select XNUM_KFFXP "Virtual extent", PXN_KFFXP "Physical extent", DISK_KFFXP "Disk number", AU_KFFXP "AU number"

from X$KFFXP

where GROUP_KFFXP=1 and NUMBER_KFFXP=271

order by 1,2;

Virtual extent Physical extent Disk number  AU number

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

             0               0           3       1155

             0               1           0       1124

             1               2           0       1125

             1               3           2       1131

             2               4           2       1132

             2               5           0       1126

...

           100             200           3       1418

           100             201           1       1412

    2147483648               0           3       1122

    2147483648               1           0       1137

    2147483648               2           2       1137

205 rows selected.

由於ASM檔案是做了映象的，我們可以看到每一個虛擬extent有兩個物理extent，而且位於不同的磁碟（其實還位於不同的failgroup），但是最有趣的是查詢結果的最後三行，虛擬extent的號是2147483648，做了3副本。我們可以透過kfed工具看下這個extent的內容，使用kfed我們首先需要知道ASM磁碟的名稱。

透過如下查詢獲得ASM磁碟的名稱：

SQL> select DISK_NUMBER, PATH

from V$ASM_DISK

where GROUP_NUMBER=1;

DISK_NUMBER PATH

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

          0 ORCL:ASMDISK1

          1 ORCL:ASMDISK2

          2 ORCL:ASMDISK3

          3 ORCL:ASMDISK4

我們來檢查下這些AU中具體存放的內容：

$ kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMDISK4 aun=1122 | grep type

kfbh.type:                           12 ; 0x002: KFBTYP_INDIRECT

$ kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMDISK1 aun=1137 | grep type

kfbh.type:                           12 ; 0x002: KFBTYP_INDIRECT

$ kfed read /dev/oracleasm/disks/ASMDISK3 aun=1137 | grep type

kfbh.type:                           12 ; 0x002: KFBTYP_INDIRECT

這些額外的AU存放著ASM的後設資料，更具體的講，他們儲存了extent map資訊，而這些extent map資訊不能夠存放在ASM的檔案目錄塊中了，因為ASM檔案目錄塊中，只能存放60個extent的條目，一旦超出這個值，那麼就要有額外的地方來記錄這個資訊。由於這屬於ASM的後設資料，因此被做了3副本（雖然是一個normal冗餘的磁碟組），因此每一個大檔案都會有這麼3個額外的AU，但在一個external冗餘的磁碟組中，僅僅只會有這麼一個額外的AU，不會被做複製。

Conclusion

ASM空間的佔用取決於2個因素：檔案的實際大小和磁碟組的冗餘度。

在external冗餘的磁碟組中，空間的佔用：檔案實際大小+1個AU（檔案頭）+1個額外的AU（如果檔案大於60個AU）。

在一個normal冗餘的磁碟組中，空間的佔用：兩倍的檔案實際大小+2個AU（檔案頭）+3個額外的AU（如果檔案大於60個AU）

在一個high冗餘的磁碟組中，空間的佔用：三倍的檔案實際大小+3個AU（檔案頭）+3個額外的AU（如果檔案大於60個AU）