Oracle ASM Disk Used Space Directory

like052629發表於2017-10-18

Disk Used Space Directory
ASM的8號檔案是磁碟空間使用目錄Used Space Directory,簡稱USD,它記錄了每個ASM磁碟組中每個磁碟的每個zone上被使用的AU數。一個磁碟的zone包含hot zone-熱區(磁碟外圈,譯者注)和cold zone-冷區(磁碟內圈,譯者注)。USD目錄為每個磁碟提供了一個條目,條目資訊記錄了2個zone(COLD和HOT)的AU使用數。USD結構是在11.2版本中引入的,並且與智慧資料存放特性有關。USD後設資料檔案在ASM相容性引數設定為11.2以上時會存在。

透過下面的查詢獲取每個磁碟組中USD目錄的AU分佈情況

SQL> select x.group_kffxp "group#",x.disk_kffxp "disk #",d.name "disk name",d.path "disk path",x.xnum_kffxp "virtual extent",pxn_kffxp "physical extent",x.au_kffxp "au"
  2  from x$kffxp x, v$asm_disk_stat d
  3  where x.group_kffxp=d.group_number
  4  and x.disk_kffxp=d.disk_number
  5  --and x.group_kffxp=4
  6  and x.number_kffxp=8
  7  order by 1,2; 

    group#     disk # disk name                      disk path                                virtual extent physical extent         au
---------- ---------- ------------------------------ ---------------------------------------- -------------- --------------- ----------
         1          0 ARCHDG_0000                    /dev/raw/raw2                                         0               1         51
         1          1 ARCHDG_0001                    /dev/raw/raw9                                         0               0         51
         2          1 CRSDG_0001                     /dev/raw/raw8                                         0               0         25
         3          0 DATADG_0001                    /dev/raw/raw11                                        0               0         38
         3          1 DATADG_0003                    /dev/raw/raw4                                         0               1         38
         3          2 DATADG_0002                    /dev/raw/raw3                                         0               2         40
         4          0 ACFS_0000                      /dev/raw/raw5                                         0               1         51
         4          1 ACFS_0001                      /dev/raw/raw6                                         0               0         51
         5          0 USD_0000                       /dev/raw/raw7                                         0               1         51
         5          1 USD_0001                       /dev/raw/raw12                                        0               0         51

10 rows selected.

從上面的查詢結果可知3號磁碟組的磁碟空間使用目錄AU有三份映象(因為虛擬區0有3個對應的物理區),它們分別為0號磁碟(/dev/raw/raw11)的38號AU,1號磁碟(/dev/raw/raw4)的38號AU,2號磁碟(/dev/raw/raw3)的40號AU。

使用kfed工具來檢視磁碟組3的空間使用目錄的AU分佈情況
由於1號檔案總是開始在0號磁碟2號AU,記住這個位置:0號盤2號AU。這是ASM中定位檔案的起點,它的作用,有點相當於磁碟上的引導區,在電腦開機後負責將OS啟動起來。1號檔案在最少情況下,至少有兩個AU。在1號檔案中,每個檔案佔用一個後設資料塊,存放自身的空間分佈資訊。每個後設資料塊大小是4K,一個AU是1M,哪麼,每個AU中,可以儲存256個檔案的空間分佈資訊。這其中,0號盤2號AU中,全是元檔案的資訊。再具體一點,0號盤2號AU,第一個後設資料塊被系統佔用,從第二個塊開始,到255為止,共255個後設資料塊,對應索引號1至255的檔案。其實,也就是全部的元檔案了。也就是說0號盤2號AU,儲存了全部元檔案的空間分佈資訊。1號檔案的第二個AU,從第一個塊開始,儲存256號檔案。第二個塊對應257號檔案,等等。每次從ASM中讀資料時,Oracle都要先讀到1號檔案,從中找出要讀的目標檔案在磁碟上的分佈位置,然後再去讀取相應的檔案的資料。由於空間使用目錄是8號檔案,所以要讀取0號磁碟(/dev/raw/raw11)的2號AU的8號塊

[grid@jyrac1 ~]$ kfed read /dev/raw/raw11 aun=2 blkn=8 | more
kfbh.endian:                          1 ; 0x000: 0x01
kfbh.hard:                          130 ; 0x001: 0x82
kfbh.type:                            4 ; 0x002: KFBTYP_FILEDIR
kfbh.datfmt:                          1 ; 0x003: 0x01
kfbh.block.blk:                       8 ; 0x004: blk=8
kfbh.block.obj:                       1 ; 0x008: file=1
kfbh.check:                   960193247 ; 0x00c: 0x393b62df
kfbh.fcn.base:                        0 ; 0x010: 0x00000000
kfbh.fcn.wrap:                        0 ; 0x014: 0x00000000
kfbh.spare1:                          0 ; 0x018: 0x00000000
kfbh.spare2:                          0 ; 0x01c: 0x00000000
kfffdb.node.incarn:                   1 ; 0x000: A=1 NUMM=0x0
kfffdb.node.frlist.number:   4294967295 ; 0x004: 0xffffffff
kfffdb.node.frlist.incarn:            0 ; 0x008: A=0 NUMM=0x0
kfffdb.hibytes:                       0 ; 0x00c: 0x00000000
kfffdb.lobytes:                 1048576 ; 0x010: 0x00100000
kfffdb.xtntcnt:                       3 ; 0x014: 0x00000003
kfffdb.xtnteof:                       3 ; 0x018: 0x00000003
kfffdb.blkSize:                    4096 ; 0x01c: 0x00001000
kfffdb.flags:                         1 ; 0x020: O=1 S=0 S=0 D=0 C=0 I=0 R=0 A=0
kfffdb.fileType:                     15 ; 0x021: 0x0f
kfffdb.dXrs:                         19 ; 0x022: SCHE=0x1 NUMB=0x3
kfffdb.iXrs:                         19 ; 0x023: SCHE=0x1 NUMB=0x3
kfffdb.dXsiz[0]:             4294967295 ; 0x024: 0xffffffff
kfffdb.dXsiz[1]:                      0 ; 0x028: 0x00000000
kfffdb.dXsiz[2]:                      0 ; 0x02c: 0x00000000
kfffdb.iXsiz[0]:             4294967295 ; 0x030: 0xffffffff
kfffdb.iXsiz[1]:                      0 ; 0x034: 0x00000000
kfffdb.iXsiz[2]:                      0 ; 0x038: 0x00000000
kfffdb.xtntblk:                       3 ; 0x03c: 0x0003
kfffdb.break:                        60 ; 0x03e: 0x003c
kfffdb.priZn:                         0 ; 0x040: KFDZN_COLD
kfffdb.secZn:                         0 ; 0x041: KFDZN_COLD
kfffdb.ub2spare:                      0 ; 0x042: 0x0000
kfffdb.alias[0]:             4294967295 ; 0x044: 0xffffffff
kfffdb.alias[1]:             4294967295 ; 0x048: 0xffffffff
kfffdb.strpwdth:                      0 ; 0x04c: 0x00
kfffdb.strpsz:                        0 ; 0x04d: 0x00
kfffdb.usmsz:                         0 ; 0x04e: 0x0000
kfffdb.crets.hi:               33042831 ; 0x050: HOUR=0xf DAYS=0xc MNTH=0xc YEAR=0x7e0
kfffdb.crets.lo:             2460055552 ; 0x054: USEC=0x0 MSEC=0x5e SECS=0x2a MINS=0x24
kfffdb.modts.hi:               33042831 ; 0x058: HOUR=0xf DAYS=0xc MNTH=0xc YEAR=0x7e0
kfffdb.modts.lo:             2460055552 ; 0x05c: USEC=0x0 MSEC=0x5e SECS=0x2a MINS=0x24
kfffdb.dasz[0]:                       0 ; 0x060: 0x00
kfffdb.dasz[1]:                       0 ; 0x061: 0x00
kfffdb.dasz[2]:                       0 ; 0x062: 0x00
kfffdb.dasz[3]:                       0 ; 0x063: 0x00
kfffdb.permissn:                      0 ; 0x064: 0x00
kfffdb.ub1spar1:                      0 ; 0x065: 0x00
kfffdb.ub2spar2:                      0 ; 0x066: 0x0000
kfffdb.user.entnum:                   0 ; 0x068: 0x0000
kfffdb.user.entinc:                   0 ; 0x06a: 0x0000
kfffdb.group.entnum:                  0 ; 0x06c: 0x0000
kfffdb.group.entinc:                  0 ; 0x06e: 0x0000
kfffdb.spare[0]:                      0 ; 0x070: 0x00000000
kfffdb.spare[1]:                      0 ; 0x074: 0x00000000
kfffdb.spare[2]:                      0 ; 0x078: 0x00000000
kfffdb.spare[3]:                      0 ; 0x07c: 0x00000000
kfffdb.spare[4]:                      0 ; 0x080: 0x00000000
kfffdb.spare[5]:                      0 ; 0x084: 0x00000000
kfffdb.spare[6]:                      0 ; 0x088: 0x00000000
kfffdb.spare[7]:                      0 ; 0x08c: 0x00000000
kfffdb.spare[8]:                      0 ; 0x090: 0x00000000
kfffdb.spare[9]:                      0 ; 0x094: 0x00000000
kfffdb.spare[10]:                     0 ; 0x098: 0x00000000
kfffdb.spare[11]:                     0 ; 0x09c: 0x00000000
kfffdb.usm:                             ; 0x0a0: length=0
kfffde[0].xptr.au:                   38 ; 0x4a0: 0x00000026
kfffde[0].xptr.disk:                  0 ; 0x4a4: 0x0000
kfffde[0].xptr.flags:                 0 ; 0x4a6: L=0 E=0 D=0 S=0
kfffde[0].xptr.chk:                  12 ; 0x4a7: 0x0c
kfffde[1].xptr.au:                   38 ; 0x4a8: 0x00000026
kfffde[1].xptr.disk:                  1 ; 0x4ac: 0x0001
kfffde[1].xptr.flags:                 0 ; 0x4ae: L=0 E=0 D=0 S=0
kfffde[1].xptr.chk:                  13 ; 0x4af: 0x0d
kfffde[2].xptr.au:                   40 ; 0x4b0: 0x00000028
kfffde[2].xptr.disk:                  2 ; 0x4b4: 0x0002
kfffde[2].xptr.flags:                 0 ; 0x4b6: L=0 E=0 D=0 S=0
kfffde[2].xptr.chk:                   0 ; 0x4b7: 0x00
kfffde[3].xptr.au:           4294967295 ; 0x4b8: 0xffffffff
kfffde[3].xptr.disk:              65535 ; 0x4bc: 0xffff
kfffde[3].xptr.flags:                 0 ; 0x4be: L=0 E=0 D=0 S=0
kfffde[3].xptr.chk:                  42 ; 0x4bf: 0x2a

從上面的kfffde[0].xptr.au=38,kfffde[0].xptr.disk=0與kfffde[1].xptr.au=38,kfffde[1].xptr.disk=1以及kfffde[2].xptr.au=40,kfffde[2].xptr.disk=2可知3號磁碟組的磁碟空間使用目錄有三份映象,它們分別為0號磁碟(/dev/raw/raw11)的38號AU,1號磁碟(/dev/raw/raw4)的38號AU,2號磁碟(/dev/raw/raw3)的40號AU。

檢查所有磁碟組中每個磁碟已經使用空間的分配情況

SQL> select group_number "group#",disk_number "disk#",name "disk name",path,hot_used_mb "hot (mb)",cold_used_mb "cold (mb)"
  2  from v$asm_disk_stat
  3  order by 1,2;

    group#      disk# disk name                      PATH                             hot (mb)  cold (mb)
---------- ---------- ------------------------------ ------------------------------ ---------- ----------
         1          0 ARCHDG_0000                    /dev/raw/raw2                           0       3447
         1          1 ARCHDG_0001                    /dev/raw/raw9                           0       3447
         2          0 CRSDG_0000                     /dev/raw/raw1                           0        215
         2          1 CRSDG_0001                     /dev/raw/raw8                           0        183
         3          0 DATADG_0001                    /dev/raw/raw11                          0       1676
         3          1 DATADG_0003                    /dev/raw/raw4                           0       1672
         3          2 DATADG_0002                    /dev/raw/raw3                           0       1670
         3          3 DATADG_0000                    /dev/raw/raw10                          0       1677
         4          0 ACFS_0000                      /dev/raw/raw5                           0       4187
         4          1 ACFS_0001                      /dev/raw/raw6                           0       4187
         5          0 USD_0000                       /dev/raw/raw7                           0         53
         5          1 USD_0001                       /dev/raw/raw12                          0         53

12 rows selected.

以上結果顯示每個磁碟的所有空間都被分配在了冷區中。下面使用kfed工具來檢視磁碟組3的空間使用目錄。

[grid@jyrac1 ~]$ kfed read /dev/raw/raw11 aun=38 blkn=0 | more
kfbh.endian:                          1 ; 0x000: 0x01
kfbh.hard:                          130 ; 0x001: 0x82
kfbh.type:                           26 ; 0x002: KFBTYP_USEDSPC
kfbh.datfmt:                          1 ; 0x003: 0x01
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kfdusde[2].used[0].lo:             1476 ; 0x038: 0x000005c4
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kfdusde[2].used[1].hi:                0 ; 0x040: 0x00000000
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kfdusde[3].used[0].lo:             1491 ; 0x050: 0x000005d3
kfdusde[3].used[1].spare:             0 ; 0x054: 0x00000000
kfdusde[3].used[1].hi:                0 ; 0x058: 0x00000000
kfdusde[3].used[1].lo:                0 ; 0x05c: 0x00000000
kfdusde[4].used[0].spare:             0 ; 0x060: 0x00000000
kfdusde[4].used[0].hi:                0 ; 0x064: 0x00000000
kfdusde[4].used[0].lo:                0 ; 0x068: 0x00000000
kfdusde[4].used[1].spare:             0 ; 0x06c: 0x00000000
kfdusde[4].used[1].hi:                0 ; 0x070: 0x00000000
kfdusde[4].used[1].lo:                0 ; 0x074: 0x00000000

上面kfed工具的輸出顯示了ASM磁碟組一中有四塊磁碟,因此只有kfdusde結構的前四個條目被佔用(kfdusde[0].used[0],kfdusde[1].used[0],kfdusde[2].used[0],kfdusde[3].used[0]),而且四個條目都顯示所有的已分配空間都在到了冷區中。

我們來為5號磁碟組建立一個磁碟組模板,模板中指定基於此模板建立的檔案都要位於磁碟的熱區

SQL> select group_number "group#",disk_number "disk#",name "disk name",path,hot_used_mb "hot (mb)",cold_used_mb "cold (mb)"
  2  from v$asm_disk_stat
  3  order by 1,2;

    group#      disk# disk name                      PATH                             hot (mb)  cold (mb)
---------- ---------- ------------------------------ ------------------------------ ---------- ----------
         1          0 ARCHDG_0000                    /dev/raw/raw2                           0       3447
         1          1 ARCHDG_0001                    /dev/raw/raw9                           0       3447
         2          0 CRSDG_0000                     /dev/raw/raw1                           0        215
         2          1 CRSDG_0001                     /dev/raw/raw8                           0        183
         3          0 DATADG_0001                    /dev/raw/raw11                          0       1676
         3          1 DATADG_0003                    /dev/raw/raw4                           0       1672
         3          2 DATADG_0002                    /dev/raw/raw3                           0       1670
         3          3 DATADG_0000                    /dev/raw/raw10                          0       1677
         4          0 ACFS_0000                      /dev/raw/raw5                           0       4187
         4          1 ACFS_0001                      /dev/raw/raw6                           0       4187
         5          0 USD_0000                       /dev/raw/raw7                           0         53
         5          1 USD_0001                       /dev/raw/raw12                          0         53

12 rows selected.

上面的結果顯示5號磁碟組的的磁碟使用空間都在磁碟的冷區,兩個磁碟都為53MB。

SQL> alter diskgroup usd add template hotfile attributes (HOT);

Diskgroup altered.

這個特性需要磁碟組compatible.rdbms屬性設定為11.2或以上。現在建立一個datafile,並放置於熱區。

SQL> create tablespace t_hot datafile '+USD(HOTFILE)' size 50M;

Tablespace created.

再次查詢磁碟組的空間使用情況

SQL> select group_number "group#",disk_number "disk#",name "disk name",path,hot_used_mb "hot (mb)",cold_used_mb "cold (mb)"
  2  from v$asm_disk_stat
  3  order by 1,2;

    group#      disk# disk name                      PATH                             hot (mb)  cold (mb)
---------- ---------- ------------------------------ ------------------------------ ---------- ----------
         1          0 ARCHDG_0000                    /dev/raw/raw2                           0       3447
         1          1 ARCHDG_0001                    /dev/raw/raw9                           0       3447
         2          0 CRSDG_0000                     /dev/raw/raw1                           0        215
         2          1 CRSDG_0001                     /dev/raw/raw8                           0        183
         3          0 DATADG_0001                    /dev/raw/raw11                          0       1676
         3          1 DATADG_0003                    /dev/raw/raw4                           0       1672
         3          2 DATADG_0002                    /dev/raw/raw3                           0       1670
         3          3 DATADG_0000                    /dev/raw/raw10                          0       1677
         4          0 ACFS_0000                      /dev/raw/raw5                           0       4187
         4          1 ACFS_0001                      /dev/raw/raw6                           0       4187
         5          0 USD_0000                       /dev/raw/raw7                          26         86
         5          1 USD_0001                       /dev/raw/raw12                         25         87

12 rows selected.

以上結果顯示,51MB(5號磁碟組的0號磁碟的熱區26M,1號磁碟的熱區25M)的空間(檔案本身佔用50MB,1MB用於檔案頭)被分配在熱區,並且分佈在磁碟組的所有磁碟中。

我們還可以將一個已經存在的資料檔案從磁碟的冷區移到熱區,建立在磁碟組USD中建立一個資料檔案讓其空間分配在磁碟的冷區

SQL> create tablespace t_cold datafile '+USD' size 50M;  

Tablespace created.

再次查詢磁碟組的空間使用情況

SQL> select group_number "group#",disk_number "disk#",name "disk name",path,hot_used_mb "hot (mb)",cold_used_mb "cold (mb)"
  2  from v$asm_disk_stat
  3  order by 1,2;

    group#      disk# disk name                      PATH                             hot (mb)  cold (mb)
---------- ---------- ------------------------------ ------------------------------ ---------- ----------
         1          0 ARCHDG_0000                    /dev/raw/raw2                           0       3447
         1          1 ARCHDG_0001                    /dev/raw/raw9                           0       3447
         2          0 CRSDG_0000                     /dev/raw/raw1                           0        215
         2          1 CRSDG_0001                     /dev/raw/raw8                           0        183
         3          0 DATADG_0001                    /dev/raw/raw11                          0       1676
         3          1 DATADG_0003                    /dev/raw/raw4                           0       1672
         3          2 DATADG_0002                    /dev/raw/raw3                           0       1670
         3          3 DATADG_0000                    /dev/raw/raw10                          0       1677
         4          0 ACFS_0000                      /dev/raw/raw5                           0       4187
         4          1 ACFS_0001                      /dev/raw/raw6                           0       4187
         5          0 USD_0000                       /dev/raw/raw7                          26        138
         5          1 USD_0001                       /dev/raw/raw12                         25        139

12 rows selected.

以上結果5號磁碟組的0號磁碟的熱區仍然顯示使用了26M,1號磁碟的熱區顯示仍然使用了25M,沒有變化。而5號磁碟組的0號磁碟的準區顯示使用了138M,1號磁碟的冷區顯示使用了139M。

SQL> col "tablespace_name" for a30        
SQL> col "file_name" for a50
SQL> set long 200
SQL> set linesize 200
SQL> select a.name "tablespace_name",b.name "file_name" from v$tablespace a,v$datafile b where a.ts#=b.ts# and a.name='T_COLD';

tablespace_name                file_name
------------------------------ --------------------------------------------------
T_COLD                         +USD/jyrac/datafile/t_cold.257.931965173

現在我們把t_cold表空間的資料檔案移入熱區

SQL> alter diskgroup usd modify file '+USD/jyrac/datafile/t_cold.257.931965173' attributes (HOT); 

Diskgroup altered.

這個命令會觸發一次磁碟組DA他的rebalance,因為檔案的extent都需要移動到磁碟的熱區。當rebalance結束時,查詢發現熱區的資料增多了。雖然說是磁碟組的rebalance,但是速度上會比較快,只取決於undo檔案的大小,因為其他檔案本身已經是rebalance狀態,只需要做一次快速的檢查即可,並沒有真正的大量的extent需要做移動。

再次查詢磁碟組的空間使用情況

SQL> select group_number "group#",disk_number "disk#",name "disk name",path,hot_used_mb "hot (mb)",cold_used_mb "cold (mb)"
  2  from v$asm_disk_stat
  3  order by 1,2;

    group#      disk# disk name                      PATH                             hot (mb)  cold (mb)
---------- ---------- ------------------------------ ------------------------------ ---------- ----------
         1          0 ARCHDG_0000                    /dev/raw/raw2                           0       3447
         1          1 ARCHDG_0001                    /dev/raw/raw9                           0       3447
         2          0 CRSDG_0000                     /dev/raw/raw1                           0        215
         2          1 CRSDG_0001                     /dev/raw/raw8                           0        183
         3          0 DATADG_0001                    /dev/raw/raw11                          0       1676
         3          1 DATADG_0003                    /dev/raw/raw4                           0       1672
         3          2 DATADG_0002                    /dev/raw/raw3                           0       1670
         3          3 DATADG_0000                    /dev/raw/raw10                          0       1677
         4          0 ACFS_0000                      /dev/raw/raw5                           0       4187
         4          1 ACFS_0001                      /dev/raw/raw6                           0       4187
         5          0 USD_0000                       /dev/raw/raw7                          52        112
         5          1 USD_0001                       /dev/raw/raw12                         50        114

12 rows selected.

以上結果5號磁碟組的0號磁碟的熱區使用大小從26M變成了52M,增加了26M,1號磁碟的熱區使用大小從25M變成了50M,增加了25M,而增加的26+25=51M剛好為資料檔案本身大小50M加上1M的檔案頭,而5號磁碟組的0號磁碟的準區使用大小從138M變成了112M,減小了26M,1號磁碟的冷區使用大小從139M變成了114M,減小了25M,這與熱區增加的大小相符。

小結:
磁碟空間使用目錄記錄了每個ASM磁碟組上每塊盤每一個zone的AU使用數。它為11.2版本中智慧資料存放特性提供支援。這個特性的一個可行的用途在於我們可以控制資料在冷區、熱區的存放。對於做了RAID或是透過儲存所建立出來的虛擬盤,磁碟的熱區和冷區將會失去作用,同樣,對於SSD盤,也是這樣。

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