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ASM 翻译系列第三十一弹:了解ASM文件的空间分配

原作者:Bane Radulovic

译者:    邱大龙

审核:    魏兴华

DBGeeK社区联合出品

How many allocation units per file

本文主要是对ASM文件的空间分配进行一些探讨和研究。

ASM空间分配的最小单位是AU,默认的AU size是1MB,但在Exadata下AU 的默认大小是4MB。

ASM文件的空间分配是以extent为单位,每一个extent是由一个或多个AU组成,在11.2版本,前20000个extent,每一个extent由1个AU组成,接下来的20000个extent,每一个由4个AU组成,再超出的extent,每一个由16个AU组成。这个特性被叫做可变extent。而在11.1版本,extent的增长则遵循的是1-8-64倍AU的方式。在版本10,可变extent这个特性还没出现,因此所有的extent的大小都是1个AU。


Bytes vs space

视图V$ASM_FILE中,有两列是关于空间分配的:BYTES 和 SPACE,它们的定义如下:

  • BYTES - 文件的大小

  • SPACE - 文件实际占用的ASM空间的大小

这两列的定义有一些细微的差异,但是这两列的数值差异可能是非常大的,下面我们就来实际的看一下,首先交代一下我的测试环境,ASM和DB的版本为11.2.0.3,使用ASMLIB方式管理的磁盘:

可以通过如下的查询来简单的了解我的环境中磁盘组data的基本情况,例如AU的大小,冗余的级别,我的数据文件大多都位于这个磁盘组中。

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

现在创建一个小于60个extent的“小”文件和一个大于60个extent的“大”文件。

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"文件的ASM文件号是272,“大”文件的ASM文件号是271。

接着我们通过前面提到的V$ASM_FILE视图来获取这两个文件的空间占用信息:

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字段显示了文件的实际大小,我们小文件的大小为10MB,因此占用了10个AU(AU的size为1MB),小文件实际占用的ASM空间有22个AU,其中10个AU是实际的数据文件,1个AU为文件头,由于文件是镜像的,因此文件真正占用的ASM空间为:(10+1)*2=22个AU。

对于“大”文件,bytes字段显示了文件的实际大小为100MB也就是100个AU,到现在为止一切推论都跟原理相符,但是接着我们发现大文件的ASM空间占用为205个AU,按照上面的计算应该有202个AU才正确,多出来的3个AU是如何来的?接下来我们就来一窥究竟。


ASM space

下面的查询(在ASM实例上运行)展示了ASM 271号文件extent的分布情况:

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.

由于ASM文件是做了镜像的,我们可以看到每一个虚拟extent有两个物理extent,而且位于不同的磁盘(其实还位于不同的failgroup),但是最有趣的是查询结果的最后三行,虚拟extent的号是2147483648,做了3副本。我们可以通过kfed工具看下这个extent的内容,使用kfed我们首先需要知道ASM磁盘的名称。

通过如下查询获得ASM磁盘的名称:

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

我们来检查下这些AU中具体存放的内容:

$ 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

这些额外的AU存放着ASM的元数据,更具体的讲,他们保存了extent map信息,而这些extent map信息不能够存放在ASM的文件目录块中了,因为ASM文件目录块中,只能存放60个extent的条目,一旦超出这个值,那么就要有额外的地方来记录这个信息。由于这属于ASM的元数据,因此被做了3副本(虽然是一个normal冗余的磁盘组),因此每一个大文件都会有这么3个额外的AU,但在一个external冗余的磁盘组中,仅仅只会有这么一个额外的AU,不会被做复制。

Conclusion

ASM空间的占用取决于2个因素:文件的实际大小和磁盘组的冗余度。

在external冗余的磁盘组中,空间的占用:文件实际大小+1个AU(文件头)+1个额外的AU(如果文件大于60个AU)。

在一个normal冗余的磁盘组中,空间的占用:两倍的文件实际大小+2个AU(文件头)+3个额外的AU(如果文件大于60个AU)

在一个high冗余的磁盘组中,空间的占用:三倍的文件实际大小+3个AU(文件头)+3个额外的AU(如果文件大于60个AU)

正文到此结束
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