ASM 11R2基本知識點

1 基本概念

ASM例項一直處於started或mounted狀態，11R2其在監聽器中註冊狀態為ready，即支援遠端訪問；
啟動時將連線字串註冊到CSS，資料庫例項啟動時由ASMB讀取以此建立同ASM的聯絡，ASM使用前臺程式UFG同資料庫例項聯絡；

磁碟以AU為分配單位，在建立磁碟組時指定，範圍為1-64M；

ASM檔案以extent為單位，一個extent可對應若干AU，為避免管理大檔案佔用過量SGA，oracle採用可變大小的Extent
0-20000區間， extent = AU
20000-40000區間，extent = 4* AU
>40000，extent=16* AU

通常建議ASM extent 等於或是 DB extent的整數倍；
同一磁碟在不同RAC節點的路徑可以不一致，依靠其磁碟頭判斷是否同一磁碟；

2 映象與條帶

映象
ASM採用extent映象而非磁碟映象，若某個磁碟失敗，則區間指標可藉助磁碟夥伴被重定向到區間映象；
在normal和high冗餘策略下，ASM將主區間和區間映象儲存於不同的故障組；
ASM的磁碟夥伴維護extent映象複製，其存於PST夥伴狀態表中；ASM基於故障組定義自動選擇磁碟夥伴，而故障組在建立磁碟組時指定；
磁碟最多可有10個active夥伴關係，drop disk會引發重置形成新的夥伴關係，PST跟蹤此操作直至rebalance完成；
過多的磁碟組巢狀可能會耗盡空間，引發ORA-15074 diskgroup requires rebalance completion；
在normal和high磁碟組中，可以為檔案單獨指定冗餘級別；

條帶化
將AU存於同一故障組的不同磁碟上，分為粗粒度和細粒度；
粗粒度：條帶=AU，當區間>20000時，一個extent的AU可位於不同磁碟上，提高IO吞吐量；
細粒度：條帶=128K，減少IO延遲，適用於online logfile(可單獨建立細粒度磁碟組)；
檔案模板決定了條帶化型別，如果建立檔案時不顯示指定則選擇預設模板；

3 資料結構
分為物理後設資料和虛擬後設資料，

3.1 物理後設資料
存於磁碟前2個AU，用於必要的ASM引導；

3.1.1 磁碟頭第1個AU的首塊，大小為4K；
磁碟名/磁碟號
磁碟組/故障組名
磁碟/AU大小
建立/載入時間
ASM/DBMS相容性
檔案目錄指標

3.1.2  AT分配表
記錄磁碟的AU使用情況，每個AU對應一個分配條目ATE(entry)，多個ATE組成一個ATB(block)；
當AU被某檔案使用時，其ATE記錄下file no + extent no；
為分配的AU標示為free，而free extent儲存於1個連結串列中以便分配，
其與虛擬後設資料file directory互補，可透過alter diskgroup … check驗證其一致性；

3.1.3 FST 空閒空間表
每個ATB包含一個FST條目，描述其下free extent；
請求空間分配時，ASM透過FST跳過full ATB；

3.1.4 PST夥伴關係表
佔用第2個AU，跟蹤磁碟組成員和磁碟夥伴，ASM透過其判斷磁碟組是否有足夠磁碟線上；
針對每個磁碟，PST記錄 磁碟狀態 + 夥伴個數 + 夥伴列表；
任意時間一個磁碟組只能有一個active PST，預設一個故障組包含1個PST；
PST副本： PST shadow為active  PST的副本(兩者位於不同磁碟)，其副本隨著active PST更新，完畢後兩者角色互換；
PST最後1個塊用於磁碟心跳，1避免磁碟組在不同叢集中同時載入，類似控制檔案 

3.2 虛擬後設資料
位於ASM檔案中，分為directories和registers，前者為ASM獨立訪問的後設資料檔案，檔案號從1開始；後者檔案號從255倒計數，為保留的ASM檔案；

3.2.1 File directory
包含所有ASM檔案的metadata，與物理後設資料的AT對應；檔案號為1 ；
Incarnation number + file size + file type + redundancy level + strip level + created/modified time + file layout
ASM檔案被刪除後檔案號可重用，incarnation number卻不可能相同，由此保證檔案的唯一性；
File layout：由區間指標組成，包括區間對應的磁碟號和 AU號，1個file directory包含60個直接區間指標 和最多300個間接區間

3.2.2 Disk directory
包含磁碟組所有資訊，與PST對應但比之更詳盡，檔案號為2；

3.2.3 ACD
類似redo日誌，檔案號3；
每個ASM例項擁有1個42M的ACD chunk，第一個塊包含開啟/關閉狀態和檢查點(3秒更新1次)，其餘迴圈利用；

3.2.4 COD
類似undo，跟蹤耗時較長操作如rebalance/檔案建立，檔案號4；
若當前例項執行rebalance失敗，叢集其他節點可重啟該操作；

其餘還有template directory, alias directory以及attribute directory；

3.2.5 Staleness registry
當compatible.rdbms>=11.1且冗餘類似為normal或high時才可用，檔案號254；
當磁碟offline時在SR中獲取1個slot，為該磁碟每個AU分配1個bit，若offline期間發生寫操作則設定AU的bit位；
當磁碟再次online時，ASM根據slot中被更新的bit位從映象區間同步資料，以此完成11R2的fast mirror resync；

4 與資料庫互動

建立檔案
RDBMS向ASM傳送建立檔案請求，ASM分配空間並將extent map返回給RDBMS，檔名格式為+<磁碟組>/<資料庫名>/<檔案型別>/<file tag.file #.incarnation#>；
RDBMS初始化檔案，由COD跟蹤尚未完成的檔案建立；
RDBMS提交完成請求，則ASM的LGWR清除ACD，DBWR更新AT以及file directory和alias directory；若RDBMS撤銷建立請求，則ASM使用COD回滾；
刪除檔案也由COD全程跟蹤並在失敗時回滾；

開啟檔案
RDBMS傳送請求給ASM，後者將檔案的extent map返回給RDBMS；11G會先傳送60個直接區間，根據RDBMS請求再傳送間接區間；

讀錯誤
讀主區間遭遇錯誤時自動選擇映象區間，11g還可自動對主區間的壞塊進行修復；
若ASM例項不能讀取虛擬後設資料則強制解除安裝磁碟組，若不能讀取磁碟的物理後設資料則將其offline；

寫錯誤
若ASM例項收到寫錯誤則嘗試該磁碟offline，並透過PST檢視夥伴磁碟狀態，若很多夥伴磁碟也offline則強制解除安裝磁碟組；
將訊息傳給其他ASM例項，由其更新RDBMS例項；
Compatible.rdbms >=11.1時disk_repair_time指定磁碟可offline最長時間；