Automatic Storage Management (ASM)
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- Victor Graf
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2 ,QWHUQHW6HPLQDU 6WRUDJH9HUZDOWXQJPLW$XWRPDWLF6WRUDJH 0DQDJHPHQW$60 GHUDNWXHOOH6WDQG BU Database Technologies ORACLE Deutschland GmbH 6WRUDJH 0DQDJHPHQWPLW$60 Automatic Storage Management (ASM) Prinzip: Oracle-Software Komponenten ASM übernimmt Aufgaben des Volume Managers und des Dateisystems (im Cluster oder lokal) Oracle ASM Referenzkunden: 2
3 $60± LP0DUNWDN]HSWLHUW Laut einer Umfrage auf der Oracle Open World 2005 Setzen 72% der 10g Kunden auch ASM ein Belegt ASM Platz 11 auf der Liste der beliebtesten Datenbank Feature Deutschland: 80% der 10g RAC Kunden nutzen auch ASM als LVM Zitat: : $60LVWKHEHVWWKLQJWKDWKDVKDSSHQHGWR GDWDEDVHVVLQFH64/ $60± EHL.XQGHQDN]HSWLHUW Deutschland: 80% der 10g RAC Kunden nutzen auch ASM als LVM Frage: Warum? Antwort: Einfache, allgemeine Storage Verwaltung Striping (Datenverteilung / IO-Optimierung) Mirroring (Daten-, Disk-, SAN-Absicherung) Frage: Was ist mit einer Single Instance-Installation? Dasselbe 3
4 $60$GPLQLVWUDWLRQ Stabile, gleichmäßige Verteilung der Daten auf den Platten 6RQGHUQVR 6RQLFKW $60± (LQIDFKHDOOJHPHLQH6WRUDJH 9HUZDOWXQJ Generell gilt für ASM: Keine Notwendigkeit zur Nutzung eines Logical Volume Managers (LVM) Eliminierung von File-Systemen und Grenzen (z.b. 2 bzw. 4 GB pro File) Eliminierung von logischen Schichten in der Administration (LVM LUNs) IO Performance vergleichbar mit RAW Devices (also in der Regel gut -) Möglichkeit zur Absicherung der Daten mittels Spiegelung (quasi RAID 1) Im Cluster (RAC) gilt überdies: Keine Notwendigkeit zur Verwendung eines Cluster-LVM Keine Notwendigkeit zur Verwendung von RAW DEVICES Keine Notwendigkeit zur Verwendung von Cluster-Filesystemen (vgl. Metalink Note Raw Devices and Cluster Filesystems With RAC ) Möglichkeit der Absicherung der Daten mittels Host-Based-Mirroring Zugriffsbeschränkungen ab 10g Release 2 umfassend adressiert 4
5 J5HO$60 GHU2))(1(6WDQGDUG ASM Rel. 1 Kunden-Feedback: ASM ist ein schwarzes Loch Migration ist umständlich Zugriff nur mit Oracle-Mitteln möglich Rel. 2 bietet umfangreiche Zugriffsmöglichkeiten: ASM Command Line Interface ASMCMD ASM File System View Through XMLDB Virtual Folders: Zugriff auf ASM mit WebDav (lesend) Zugriff auf ASM mit FTP (lesend / schreibend) Erweiterte SQL-Abfrage Möglichkeiten über XML DB 8QGGRFKJUXQGOHJHQGH)UDJHÄ6WULSLQJ³ Stripe ich oder stripe ich nicht und wenn ja: wer striped? A. ASM Striping (JBOD) B. Logical Volume Manager (LVM) C. Überhaupt kein Striping D. Hardware RAID 0 und ASM Striping zusammen Antwort: ASM Striping und (HW) RAID Striping ergänzen sich. Daher Antwort A & D 5
6 $60%DVLFVHLQ6WULSLQJHUIROJWLPPHU ASM striped grundsätzlich über alle Disks einer Diskgruppe Standard Stripe Size: 1MB für Datafiles, 128K für Controlfiles (generelle Granularität: K auf Datei-Typen-Ebene) Das ASM Standard-Striping kann nicht unterbunden werden Bei Disks im o.g. Sinne handelt es sich um ASM-Disks Als ASM-Disks können fungieren: SAN (LVM?)-basierte LUNs, physikalische Disks, RAW Devices Die Daten werden über alle Disks in der DG gleichmäßig (prozentual gesehen) verteilt. Es empfiehlt sich, gleich große Disks mit ähnlichen IO-Parametern in einer DG zu verwenden 'LVN*URXS 8QGGRFKJUXQGOHJHQGH)UDJHÄ6SLHJHOQ³ Welche RAID Konfiguration (Storage oder ASM) setze ich für beste Performance und optimale Verfügbarkeit ein? A. ASM Spiegelung B. Hardware RAID 1 C. Hardware RAID 5 D. Kombination aus Hardware RAID und ASM Spiegelung Antwort: Abhängig von Geschäftsanforderungen und dem Budget. Generell jedoch D, da ASM auf HW RAID aufbauen kann. 6
7 $60%DVLFV6SLHJHOQNDQQPXVVDEHUQLFKW Die ASM Spiegelung (einzige Möglichkeit der Absicherung der Daten gegen Disk-Ausfall) kann konfiguriert werden Die ASM Spiegelung wird für eine Diskgruppe festgelegt (einmal festgelegt, ist die Spiegelung nicht abänderbar) ASM Spiegelung: extern (keine), einfach & zweifach Gespiegelt wird immer über Failgroups (Ausfallgruppen) Der DBA (ASM) weist die ASM-Disks den Failgroups zu Dabei sollte berücksichtigt werden: Disks an demselben Controller in eine Ausfallgruppen 'LVN*URXS.XQGHQEHLVSLHOHLQIDFK$60I UDOOHV Single Instance Datenbanken «DB1 DB2 DB10 10 Datenbanken & Anwendungen OLTP und DSS gemischt Disk Group 1 Data file 1-5 Redo log 1-5 Control file 1-5 Redo log 6-10 Control file 6-10 Disk Group 2 Data file 6-10 Redo log 6-10 Control file 6-10 Redo log 1-5 Control file 1-5 Flash Recovery Area fír Datenbank 1-10 Archive log 1-10 Backup files 1-10 Flashback Logs 1-10 Temp files
8 .XQGHQEHLVSLHO +LJK 7HFK 6$1 $60 7* A B C D E 7 F 7 * : 7 : 7 H I J 1C K 7 : G L 7 7* MO7* P 7 : Oracle DB: 3TB (1TB Data File, 2TB Flash Recovery Area) : ; * :#< 8 x Einschübe mit 12 x 73GB Disks pro Array (Gesamtkapazität: 7TB) 1 ' (*)*+, -/ Q? J " $ * R 7 S NMO7* 7* : ET A B U 7 VW!#" $ :/ * 7 7 :9 ;>P 7 :!#" $% & (*)*)*+, -/.10 4 RAID 0+1 0HKU DOV HLQ 6WRUDJH" $60 +RVW %DVHG 0LUURULQJ Server 1 Server 2 Storage-basierte Datenspiegelung ASM kann i.d.r. für remote Mirroring (Host-Based Mirroring) eingesetzt werden. Die Anwendbarkeit ist im Einzelfall zu prüfen. Voraussetzung sollte sein: lokale Sicherung der Daten-Disks im Storage (lokales RAID) Basis ist eine entsprechende Konfiguration im System 8
9 n $60VLFKHUWJHJHQ$XVIDOO± LPPHU ASM sichert gegen Ausfall, aber es gibt kein ein wenig ausgefallen Wird von ASM ein Disk-Ausfall erkannt, werden die typischen Recovery-Mechanismen eingeleitet: Rebalancing der Daten der DG Austragen der Disk-Referenzen in den ASM-Metadaten nach einem erfolgreichen Rebalancing jk Z>lm _Y>`>`/acj n de3fg _ e ] ] a#_ b de3fg _ e ] ] a#_1h Die Recovery-Mechanismen müssen beendet werden (ein Hinzufügen der kurzzeitig ausgefallenen Disk kann dies nicht verhindern / unterbrechen) X Y/Z[ \#] ] ^3_Y>`>`/acb X Y/Z[ \#] ] ^3_Y>`>`/aih 0DLQWHQDQFH ± RIWNXU]]HLWLJHU$XVIDOO Typische Maintenance-Arbeiten im Storage: Austausch einer einzelnen Disk (in einer SAN-Lun) Austausch einer Gruppe von Disks / Luns im SAN Generelle Re-Organisation im SAN / in der Zuleitung Firmware Upgrades im SAN / für Controller / Switches Patchen der ASM Installation (ORACLE_HOME) Alle diese Arbeiten können einen kurzzeitigen Ausfall des Disk-Zugriffs bewirken und sollten daher im Vorfeld (durch dismount der DG z.b.) entsprechend adressiert werden. Ab 10g Rel. 2 ist es ferner möglich, ein eigenes ORACLE_HOME für ASM zu erstellen, so dass ASM separat aller DB-Homes gepatched wird 9
10 0HKUHUH:HJH]XP6WRUDJH± 0XOWLSDWKLQJ Aus Hochverfügbarkeitsgründen wird oftmals mehr als ein Weg (Pfad, englisch Path) zum Storage vorgehalten, um bei Ausfall eines Weges, umgehend einen anderen Weg nutzen zu können (Multipathing) ASM kann diese multiplen Wege nicht automatisch selbst nutzen! Im Gegenteil: sollte ASM eine Disk mehr als einmal erreichen können (über > 1 Pfade) kann die DG, die diese Disk enthält, nicht ge-mounted werden. Multipathing ist für ASM i.d.r. transparent, daher können unterschiedliche Multipathing-Lösungen mit ASM eingesetzt werden. I.d.R. gemeinsamer Ansatz: Pseudo-Devices :HQQHVHLQPDOHQJZLUG± /81UHVL]H Generell kann ASM ein SAN-LUN-Resize erkennen, Wenn es durch das OS ordnungsgemäß erkannt wurde Achtung: ein LUN-Resize bedingt kein automatisch Partition-Resize Basiert die ASM-Disk auf einer Partition auf der Disk, muss zunächst die Partitionsgröße angepasst werden (ggf. ist dies seitens des OS nicht zerstörungsfrei möglich!) Danach kann ASM lt. Dokumentation ein Resize durchführen: Resize all disks in the disk group Resize specific disks Resize all of the disks in a specified failure group ALTER DISKGROUP dgroup1 RESIZE DISKS IN FAILGROUP failgrp1 SIZE 100G; Zu beachten: BUG Resize nicht vollständig online möglich ASM Instanz-Restart / Neustart nötig 10
11 'LYLGHHWLPSHUD ± 'LVN3DUWLWLRQLHUXQJ ASM-Disks basieren auf: Vollständigen, physikalischen Disks (/dev/sda) RAW Devices (/dev/raw/rawq) nicht (/dev/sda1) Klassische RAW Device Definition: Unformatiertes, logisches Laufwerk in einer extended Partition Auf vielen OS kann von dieser Definition allerdings abgewichen werden, aufgrund autonomer RAW Device Vereinbarung (RAW Device binding) Es sollte partitioniert werden & es empfiehlt sich die Einhaltung der klassischen Definition (s.o.) Ä.ULW]HOHLHQ ± $60XQGDQGHUH0HWDGDWHQ Eine ASM Disk und ASM Diskgruppen sind autark es erfolgt keine ASM (Meta-)Datenhaltung ausserhalb der ASM Disk. Dies bedingt eine Verwaltung von ASM Metadaten auf der Disk ASM Metadaten liegen am Anfang (Header) einer ASM Disk Manche OS legen Disk-spezifische IDs / Metadaten ebenfalls an den Anfang einer Disk Zur Vermeidung einer gegenseitigen Überlagerung empfiehlt sich daher, den Zylinder / Sektor 0 für ASM auszusparen oder die OS Markierung zu unterbinden (meist nicht zwingend) Oft hilft auch die Verwendung einer extended Partition zur Partitionierung der (ASM) Disks 11
12 :DV$60VLHKW± 'LVN'LVFRYHU\JHQHUHOO ASM läuft im User-Mode. Die Sicht auf eine Disk, die dann zur ASM-Disk gemacht werden kann, ist seitens des OS bestimmt. Folgende Kriterien sind Randbedingungen zum Auffinden einer Disk: ASM_DISKSTRING (ASM Instance- / Initialisierungs-Parameter) Die Rechte auf den für ASM vorgesehenen Disks (oracle:dba:660) Sollte kein direkter Zugriff auf die Disk erfolgen (z.b. durch RAW Device Definition oder Symbolic Links bzw. Pseudo-Devices), ist das Rechte Minimum über alle Ebenen durchzuhalten. Der ASM_DISKSTRING umfasst je nach OS das jeweilige Standard-Verzeichnis für Disk-Devices Ggf. empfiehlt es sich, die Disks zu stampen (vor allem unter Windows: ASMTOOL) :DV$60VLHKW± 'LVN'LVFRYHU\RQWKHIO\ ASM Dokumentation: 'LVN'LVFRYHU\ :KHQ DQ$60LQVWDQFHLQLWLDOL]HV$60GLVFRYHUV DQGH[DPLQHVWKH FRQWHQWV RIDOORIWKHGLVNVWKDWDUH LQWKHSDWKVGHVLJQDWHG LQWKH $60B',6.675,1*LQLWLDOL]DWLRQSDUDPHWHU)RUSXUSRVHV RIWKLV GLVFXVVLRQDGLVNLV DQ$60GLVNDVGHILQHG LQ2YHUYLHZ RIWKH &RPSRQHQWV RI$XWRPDWLF6WRUDJH 0DQDJHPHQW 'LVNGLVFRYHU\ DOVRWDNHVSODFHZKHQ\RX Run ALTER DISKGROUP... commands Query the V$ASM_DISKGROUP and V$ASM_DISK views. After a disk is successfully discovered, it appears in the V$ASM_DISK view. Disks that belong to a disk group that have a disk group name in the disk header have a header status of MEMBER. 12
13 :HLWHUH,QIRUPDWLRQHQ Generell: Dort zu finden: ASM Overview and Technical Best Practices White Paper (PDF) Take the Guesswork Out of Database IO Tuning White Paper (PDF) Database Storage Consolidation with ASM White Paper (PDF) Anbieter-spezifisch: Using Oracle ASM on Network Appliance Storage Simplified Database Using ASM on EMC Storage Technology Best Practice White Paper Best Practice White Paper - Using Oracle ASM with FUJITSU Storage Storage Management - Testing of ASM on 3PARdata Storage Using Oracle ASM with NEC Storage S Series Products Oracle ASM Internet Seminare - Downloads: Weitere, interessante Materialien: )5$*(1 $17:257( 1 Später auch gerne per Markus.Michalewicz@oracle.com 13
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