1： ASM（automatic storage management）的基本架构
1.1 ASM功能
在10G版本之前，Oracle数据库文件的存储选项主要有两种：文件系统或者裸设备(Raw
device),也就是说Oracle并没有自己专用的数据库文件系统。所以，Oracle在10G版本中推出
了属于自己的数据库文件系统和卷管理器ASM,简称自动存储管理，用于保存与管理数据库相
关的文件和磁盘。其中，卷管理器（Volume manager）部分主要负责实现磁盘的条带花和
冗余功能，而文件系统是为数据库相关的文件提供文件管理。从10G版本开始，Oracle推荐使
用ASM作为数据库和集群的存储解决方案。
1.2 磁盘组
1.2.1 基本概念和术语
磁盘：它是ASM管理的设备，可以是一块具体的物理磁盘，也可以是某一块磁盘上的一
个分区，或者是一个NFS文件系统。
磁盘组：由若干块磁盘构成一个逻辑整体。磁盘组是ASM组织磁盘和管理磁盘的方式。
ASM文件：保存在ASM磁盘组上的数据组织形式，它是一个逻辑概念。
ASM上可以保存文件：控制文件、数据文件、重做日志文件、归档重做日志文件、闪回
日志文件，RMAN备份集、参数文件等。
AU(Allocate unit)：简称分配单元，是ASM分配的最小单位，类似数据库中的快。每个
磁盘组都可以根据自己的需求指定AU的大小，默认的AU尺寸为1M。另外，AU的尺寸应
该是数据库块的整数倍。
Extent：简称扩展，是由若干个AU构成的集合。每个Extent只能保存在同一个ASM磁盘
中，而且只能属于同一个ASM文件，Extent是ASM磁盘组分配空间的单位。Extent 类似
数据库层面的Extent概念。对于ASM层面的Extent，它的大小是固定的。
1.2.2 磁盘组的结构
可以通过下图来理解磁盘组、磁盘、ASM文件、Extent和AU之间的关系。
盘组；每个ASM文件包含若干个Extent,Extent是数据库或其他客户端向ASM申请的空间
单位；每个Extent是有一个或多个AU构成，AU是ASM分配空间的最小单位。
磁盘组、磁盘、ASM文件、Extent和AU的关系类似于数据库表空间、数据文件、段、
Extent和快的关系。下图为简单对比：
1.2.3 数据冗余和条带化
条带化：条带化的作用是把数据平均分配到磁盘组的各个磁盘，并降低I/O操作的延时。
ASM磁盘组提供两种条带化：
1）细粒度条带化（fine-grained
stripe）: 这种条带化的粒度是128KB。
适用于并发程度低的IO。 在低并发度的DSS系统中，由于IO请求比较序列化，为了避
免出现热点磁盘，我们需 要避免逻辑IO只有一块磁盘处理.我们选择小的条带深度，
使一个逻辑IO分布到多个磁盘上，从而实现IO的负载均衡。这就叫细粒度条带。
2）粗粒度条带化（coarse-grained
striping）：这种条带化的粒度是1个AU。
适用于并发程度高的IO。在OLTP系统中，会存在大量小的并发的IO请求。这时就需
要考虑选择比较大的条带深度。通过粗粒度条带能实现最大的IO吞吐量（一次物理IO
可以同时响应多个并发的逻辑IO）。大的条带深度能够使像全表扫描那样的多数据块
读操作由一个磁盘驱动来响应，并提高多数据块读操作的性能。
粗粒度条带下，条带大小、宽度不可调。条带大小将一直等同于AU大小，条带宽度
一直是1。也就是一个条带只在一个磁盘中，不会跨越磁盘。10G、11G默认的AU大
小都是1M，而且，默认情况下，ASM的条带是“不可调粗粒度”。也就是AU大小
1M，条带大小也是1M，条带宽度为1。这意味着数据会以1M为单位，平均分布到
磁盘组所有磁盘中。也就是ASM保证1M数据逻辑上是连续的。如果段的区大小也是
1M，哪么，全表扫描时，一次IO可以在一块磁盘上一次读1M数据。
条带深度：指的是条带的大小，也叫条带大小。
条带宽度：是指同时可以并发读或写的条带数量。
还有一点注意事项，在ASM中，AU，是属于磁盘组层面的概念，一个磁盘组，只能
有一个统一的AU大小。在创建磁盘组时，要指定AU的大小，一旦指定，在磁盘组创
建后无法变更。 而条带，是属于文件层面的概念。同一磁盘组中，各个文件可以有
不同的条带大小。在创建表空间时，要同时确定条带信息。也是一旦确定，无法更
改。
默认情况，Oracle不同类型的文件使用的条带化选项可以参考下表。
可以看到，Oracle分配数据的方式是尽量平均分布到磁盘组的所有磁盘中去，这与传统的RAID方式完全不同。这种数据分布方式无论是读取还是写入，效率都要比传统的RAID高很多。当然，这种数据分布的方式也要求磁盘组中的每一块磁盘大小都应该相同。
冗余（镜像）：保护数据的安全性和高可用性。
除了条带化外，磁盘组提供的另一个重要功能就是数据的冗余，以便确保数据的安装性和高可用性。和传统的磁盘不同，Oracle镜像数据时通过failure group 的方式实现。failure group 是有一个或者多个磁盘构成整体，它是磁盘组的一部分，Oracle保证每个extent和他对应的镜像不会保存在相同的failure group 中，从而确保了当failure group 中的某个或者多个磁盘，甚至整个failure group 全部丢失也不会有数据丢失，并实现了数据的镜像。
如果创建磁盘组时候制定了 failure group ，数据以AU为单位，在failure group 之间实现镜像；如果创建磁盘组没有指定failure group ，那么每一块磁盘就作为一个failure group ,以AU为单位对数据进行镜像。
磁盘组的冗余度被划分为以下3种：
1）外部冗余（External redundancy）：数据没有镜像。这种情况适用于已经使用底层存储软件对数做过镜像。
2）普通冗余 (normal redundancy)：1路镜像。
3）高冗余（High redundancy）: 2 路镜像。
1.2.4）rebalance
ASM磁盘组中的数据时均匀分布在每一块磁盘上，当磁盘组的磁盘成员列表发生改变时，数据就需要被重新分布，以确保数据能够均匀的分布在每一块磁盘上。
rebalance 的过程实际上就是数据重新分布的过程。
1） 默认情况，rebalance过程会在磁盘成员列表发生变化时自动触发。但是也可以通过手动的方式发起。
2）rebalance是在磁盘组级别进行的，而且每个磁盘组同时只有有一个ASM实例对进行rebalance操作。
3）磁盘组内部，rebalance是以文件为单位，即ASM保证的数据均匀分布是指每个ASM文件上的数据会被平均分布到磁盘组所有的磁盘上。
4）rebalance操作的时间长短和I/O开销取决于需要移动的数据，以及并发进程数量。
5）用户可以根据需要暂停运行中的rebalance操作，在恢复之后rebalance会从暂停的位置继续运行，而不是重新开始一个新的rebalance过程。
exportORACLE_SID=+ASM
sqlplus / assysdba
show parameterpower
2： ASM 实例
ASM 实例 是Oracle 实现对 ASM 磁盘组和磁盘管理的方式。它的结构和普通的数据库实例结构一致，由内存结构和后台进程组成。
内存结构由SGA和PGA组成，主要负责保存ASM磁盘相关的定义信息及磁盘组的元数据。
后台进程负责管理ASM的源数据，并与数据库实例进行通信，为数据库提供存储服务。
2.1 初始化参数文件
ASM有一个初始化参数文件（spfile）定义ASM实例相关参数，与数据库实例类似。默认情况，ASM初始化参数也是保存在ASM磁盘组，具体的参数初始化参数文件位置可以从 gpnp profile中找到。
获取 gpnp profile信息
gpnptool get
ASM实例常用的初始化参数：
1）Memory_target ：同数据库实例
2）Instance_type ：用于定义实例的类型，这个参数设置为ASM。
3）asm_diskstring : 指定ASM实例搜索磁盘的路径。支持多个搜索路径。
4）asm_diskgroups: 指定ASM实例启动后，会自动挂在哪些磁盘组。
5）asm_power_limit ：指定磁盘组 rebalance 时的并行度。范围：0~11，
11.2.0.2 开始，最大可设置为1024.
2.2 内存结构
由SGA+PGA构成。
SGA包括Share pool、buffer cache 、Large pool等
2.3 后台进程
ASM实例的后台进程和数据库实例大致相同。
ASM实例特有进程：
1）GMON(ASM Disk Group
Monitor)：磁盘组监控进程。这个进程负责维护磁盘组中的各个磁盘状态的一致性。比如 添加、删除 、离线、上线等操作
2）RBAL（ASM Rebalance Master）： Rebalance 主进程，负责协调磁盘组的rebal-ance操作。而具体的平衡磁盘组 Extent的操作由ARBn进程完成。数据库实例中也存在RBAL进程，它的功能和ASM实例中的RBAL不同，负责为数据库管理ASM磁盘。
3）ASMB：该进程负责和ASM实例进行通信，并且为ASM的客户(asmcmd,数据库，OCR)，提供链接ASM实例信息。
2.4 ASM实例启动顺序
1）从gpnp profile 读取 ASM spfile ，获取实例启动必须的参数。
2）根据spfile 设置分配SGA,并启动后台进程。
3）根据spfile中的asm_diskstring指定的位置检索磁盘，挂在ASM磁盘组。
