Oracle ASM：自动存储管理的利器
你有没有觉得：
磁盘阵列配置太复杂。
数据文件管理太繁琐。
Oracle ASM，就是来解决这个问题的。
今天，认识 Oracle 的自动存储管理。
ASM 是什么？
ASM（Automatic Storage Management，自动存储管理）是 Oracle 提供的存储管理解决方案，简化数据库存储管理，提高 I/O 性能。
ASM 架构：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ ASM 实例 │
│ ┌───────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ ASM 磁盘组 │ │
│ │ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ │ │
│ │ │ Disk 1 │ │ Disk 2 │ │ Disk 3 │ │ │
│ │ │ (Failure │ │ (Failure │ │ (Failure │ │ │
│ │ │ Group 1)│ │ Group 1)│ │ Group 2)│ │ │
│ │ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ │ │
│ └───────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
│
▼
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ 数据库实例使用 ASM 文件 │
│ +DATA/orcl/controlfile/control01.ctl │
│ +DATA/orcl/datafile/system01.dbf │
│ +DATA/orcl/onlinelog/redo01.log │
└─────────────────────────────────────────────────────┘ASM 的核心概念
ASM 磁盘组
| 组件 | 说明 |
|---|---|
| 磁盘组 | ASM 管理的存储单元 |
| 磁盘 | 物理磁盘或分区 |
| 文件 | ASM 管理的数据库文件 |
| 故障组 | 磁盘组内的冗余单元 |
冗余级别
| 冗余 | 说明 | 需要的磁盘数 |
|---|---|---|
| EXTERNAL | 无冗余，依靠外部 RAID | 1+ |
| NORMAL | 双路镜像（默认） | 2+ |
| HIGH | 三路镜像 | 3+ |
| FLEX | 可配置的镜像 | 3+ |
ASM 实例
ASM 实例 vs 数据库实例
| 组件 | ASM 实例 | 数据库实例 |
|---|---|---|
| 内存 | SGA（较小） | SGA + PGA |
| 后台进程 | RBAL、ARBn 等 | DBWn、LGWR 等 |
| 访问 | 不解析 SQL | 解析和执行 SQL |
| 启动 | 先于数据库启动 | 依赖于 ASM |
初始化参数
sql
-- ASM 实例关键参数
INSTANCE_TYPE = ASM
ASM_POWER_LIMIT = 11 -- 重新平衡功率
ASM_DISKSTRING = '/dev/oracleasm/disks/*' -- 发现路径
ASM_DISKGROUPS = 'DATA', 'FRA' -- 挂载的磁盘组创建 ASM 磁盘组
发现磁盘
sql
-- 查看发现的磁盘
SELECT path, header_status, mount_status, state
FROM v$asm_disk;
-- 查看磁盘组
SELECT group_number, name, type, total_mb, free_mb
FROM v$asm_diskgroup;创建磁盘组
sql
-- 创建外部冗余磁盘组
CREATE DISKGROUP data EXTERNAL REDUNDANCY
DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK1';
-- 创建普通冗余磁盘组
CREATE DISKGROUP data_normal NORMAL REDUNDANCY
FAILGROUP failure_group_1 DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK1'
FAILGROUP failure_group_2 DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK2';
-- 创建高冗余磁盘组
CREATE DISKGROUP data_high HIGH REDUNDANCY
FAILGROUP fg1 DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK1'
FAILGROUP fg2 DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK2'
FAILGROUP fg3 DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK3';ASM 文件管理
ASM 文件命名
ASM 文件命名格式：
+磁盘组/数据库/文件类型/文件标签
示例：
+DATA/orcl/CONTROLFILE/Current.256.123456789
+DATA/orcl/DATAFILE/SYSTEM.256.123456789
+DATA/orcl/ONLINELOG/Group_1.256.123456789
+FRA/orcl/ARCHIVELOG/Thread_1_seq_1234.256.123456789文件模板
| 模板 | 说明 | 条带化 |
|---|---|---|
| CONTROLFILE | 控制文件 | 细粒度 |
| DATAFILE | 数据文件 | 粗粒度 |
| ONLINELOG | 在线日志 | 细粒度 |
| ARCHIVELOG | 归档日志 | 粗粒度 |
| TEMPFILE | 临时文件 | 粗粒度 |
| BACKUPSET | 备份集 | 粗粒度 |
磁盘组操作
添加磁盘
sql
-- 添加磁盘到磁盘组
ALTER DISKGROUP data ADD DISK
'/dev/oracleasm/disks/DISK4'
NAME disk4
SIZE 100G;
-- 添加故障组
ALTER DISKGROUP data ADD FAILGROUP fg2 DISK
'/dev/oracleasm/disks/DISK5',
'/dev/oracleasm/disks/DISK6';删除磁盘
sql
-- 删除磁盘（重新平衡后生效）
ALTER DISKGROUP data DROP DISK disk4;
-- 放弃删除操作
ALTER DISKGROUP data UNDROP DISKS;重新平衡
sql
-- 手动重新平衡
ALTER DISKGROUP data REBALANCE POWER 8;
-- 查看重新平衡进度
SELECT group_number, operation, state, power, actual,sofar, est_work, est_rate
FROM v$asm_operation;
-- 修改重新平衡功率
ALTER DISKGROUP data REBALANCE POWER 11;ASM 特性
条带化
sql
-- ASM 条带化有两种模式：
-- 1. 粗粒度条带化（默认）
-- 条带单元 1MB，适合顺序 I/O
-- 2. 细粒度条带化
-- 条带单元 128KB，适合随机 I/O
-- 控制文件使用细粒度条带化
-- 数据文件使用粗粒度条带化镜像与故障恢复
sql
-- 查看磁盘组冗余
SELECT group_number, name, type, total_mb, usable_file_mb
FROM v$asm_diskgroup;
-- 查看镜像状态
SELECT group_number, disk_number, failgroup, reads, writes, read_time, write_time
FROM v$asm_disk
ORDER BY group_number, disk_number;热插拔
sql
-- 在线添加磁盘
ALTER DISKGROUP data ADD DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK7';
-- 在线删除磁盘
ALTER DISKGROUP data DROP DISK disk7;
-- 在线挂载/卸载磁盘组
ALTER DISKGROUP data DISMOUNT;
ALTER DISKGROUP data MOUNT;RAC 中的 ASM
共享存储
RAC + ASM 架构：
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ 共享存储（ASM Disk Group） │
│ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ +DATA (数据库文件) │ │
│ │ +FRA (快速恢复区) │ │
│ └─────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
↑ ↑ ↑
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ Node 1 │ │ Node 2 │ │ Node 3 │
│ Instance│ │ Instance│ │ Instance│
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘OCR 和 Voting Disk
sql
-- 使用 ASM 存储 OCR 和 Voting Disk
-- 在 Grid Infrastructure 安装时配置
-- 查看 OCR 位置
ocrcheck
-- 查看 Voting Disk 位置
crsctl query css votedisk性能监控
关键视图
sql
-- 查看磁盘 I/O 统计
SELECT group_number, disk_number, path,
reads, writes, read_time, write_time,
read_err, write_err
FROM v$asm_disk
ORDER BY reads DESC;
-- 查看磁盘组空间使用
SELECT name, type, sector_size, block_size,
total_mb, free_mb, usable_file_mb,
ROUND(free_mb/total_mb*100, 2) AS free_pct
FROM v$asm_diskgroup;
-- 查看 ASM 文件
SELECT group_number, file_number, type, striped, mirror, redundancy
FROM v$asm_file;性能调优
sql
-- 查看 I/O 延迟
SELECT disk_number, path, read_time, write_time,
reads, writes,
ROUND(read_time/NULLIF(reads,0)*1000, 2) AS avg_read_ms,
ROUND(write_time/NULLIF(writes,0)*1000, 2) AS avg_write_ms
FROM v$asm_disk
WHERE reads + writes > 0;
-- 查看磁盘组性能
SELECT name, reads, writes, read_time, write_time
FROM v$asm_diskgroup;面试高频问题
Q1: ASM 的冗余级别有哪些？
EXTERNAL（外部冗余，无 ASM 镜像）、NORMAL（双向镜像）、HIGH（三向镜像）、FLEX（可配置）。
Q2: ASM 文件和普通文件有什么区别？
ASM 文件由 ASM 实例管理，使用 +磁盘组/数据库/文件类型 的命名方式，支持在线条带化和镜像，自动负载均衡。
Q3: ASM 重新平衡是什么？
当添加或删除磁盘时，ASM 会重新分配数据以保持负载均衡，可以通过 POWER 参数控制重新平衡的速度。
总结
ASM 简化了数据库存储管理：
| 特性 | 优势 |
|---|---|
| 自动条带化 | 优化 I/O 性能 |
| 自动镜像 | 数据保护 |
| 在线操作 | 无停机维护 |
| 统一管理 | 简化存储管理 |
ASM 是 Oracle 数据库存储的标准方案。
下一步
- Oracle RMAN：备份恢复
- Oracle RAC：集群架构