ASM磁盘管理：从初始化参数到自动化管理的全面解析

一、引言

ASM作为Oracle数据库的关键组件，提供了高性能、可靠性和便捷性的存储管理服务，解决了存储管理上的许多难题。它可以在不同的数据库环境中使用，并提供丰富的功能和选项来满足各种需求。

1. 便于管理和高性能的集群文件系统：ASM提供了一个方便管理的文件系统，可以有效地管理大量的Oracle数据文件、日志文件和控制文件。它可以在集群环境中提供高性能的存储管理服务。

2. 自动管理Oracle数据文件、日志文件、控制文件等：ASM可以自动管理数据库的各种文件，包括数据文件、日志文件和控制文件。它会自动将这些文件分散在不同的磁盘上，以提供更好的性能和可靠性。

3. 自动将数据在不同的磁盘间负载均衡：ASM可以自动将数据在存储设备之间平衡分布，从而实现负载均衡。它会根据容量、性能等因素自动调整数据的分布，以提高存储效率。

4. 提供完整的磁盘镜像(故障组 数据冗余)：ASM通过使用故障组来提供数据冗余和高可用性。它会将数据文件复制到不同的磁盘上，以提供完整的磁盘镜像。如果一个磁盘出现故障，ASM可以自动将数据从镜像磁盘中恢复。

5. 解决存储管理上的难题(共享存储、负载均衡)：ASM解决了存储管理中的一些难题，比如共享存储和负载均衡。它可以在集群环境中实现共享存储，并根据负载情况自动调整数据的分布，提高系统的性能和可用性。

6. 可用于单实例或RAC数据库：ASM可以用于单实例数据库或Real Application Cluster (RAC) 数据库。它能够适应不同的数据库环境，并提供相应的存储管理服务。

7. 使用OMF模式：ASM支持使用Oracle Managed Files (OMF) 模式。OMF可以简化数据库管理操作，自动为数据库对象生成适当的文件名，并自动管理文件的位置和大小。

二、ASM初始化参数

Oracle Automatic Storage Management (ASM) 是 Oracle数据库的一个特性，它提供了一个统一、高性能的存储解决方案。在使用 ASM 进行磁盘管理之前，理解其初始化参数至关重要。这些参数决定了 ASM 的行为和性能。

1.INSTANCE_TYPE参数：当该参数设置为 ASM 时，表示这是一个 ASM 实例。当该参数设置为 RDBMS 时，则表示这是一个数据库实例。

如：

2.asm_power_limit参数：该参数控制 ASM 重新平衡操作速度。它的值范围为 1 到 11，其中 1 表示速度最慢，11 表示速度最快。默认值为 1。

3.asm_diskstring参数：该参数是一个与操作系统相关的值，在启动 ASM 实例时使用。它限制了 ASM 搜索磁盘时所考虑的磁盘集。磁盘集主要用于创建 ASM 磁盘组。在使用磁盘集里的磁盘创建 ASM DISK GROUP 时，需要满足一些条件，如属组、权限和磁盘映射是否正确等。
4.asm_diskgroups参数：该参数指定了 ASM 实例要装载的磁盘组的名称列表。当 ASM 实例启动时或使用 ALTER DISKGROUP ALL MOUNT 命令时，ASM 实例将装载这些磁盘组。该参数没有默认值，通常由 ASM 自动维护。
5.asm_preferred_read_failure_groups: 指定包含首选读取磁盘的故障组

6.large_pool_size： 该参数指定 ASM 实例用于大内存请求的内存池的大小，单位为字节。默认情况下，该参数的值为 12 MB，但是可以更改为一个较大的值以适应 ASM 实例的实际需求。
如:
ALTER SYSTEM SET asm_large_pool_size= SCOPE=SPFILE;
7.remote_login_passwordfile：指定ORACLE软件是否检查密码文件。默认值是’EXCLUSIVE’

8.ASM memory_max_target：该参数定义了 ASM 实例可以使用的最大内存量，单位为字节。这个参数可以控制 ASM 实例的整体内存使用，包括 SGA 和 PGA。ASM 实例将根据需要自动调整 SGA 和 PGA 的大小，以提供合适的内存资源。

9.memory_target：该参数定义了 ASM 实例对于所有 SGA 和 PGA 内存的总体分配目标，单位为字节。与 ASM memory_max_target 类似，memory_target 也可以自动调整 SGA 和 PGA 的大小，以适应实际的内存需求。

这两个参数可以在 ASM 实例启动时或者动态地进行修改。需要注意的是，修改这些参数可能需要对 ASM 实例进行重启或者重新启动相关的内存组件。

可以使用以下 SQL 命令来修改这些参数：

ALTER SYSTEM SET ASM_MEMORY_MAX_TARGET=<value> SCOPE=SPFILE; 静态参数
ALTER SYSTEM SET MEMORY_TARGET=<value> SCOPE=both;

三、ASM三大系统权限

在 Oracle ASM 中，有三个重要的系统权限，也被称为 ASM 三大系统权限，它们是：

SYSASM：SYSASM 是用于管理 ASM 实例和磁盘组的最高权限角色。持有 SYSASM 权限的用户可以创建、配置、启动和停止 ASM 实例，创建和管理磁盘组，以及执行涉及 ASM 实例和磁盘组的管理任务。

SYSDBA：SYSDBA 是数据库的最高权限角色，也拥有对 ASM 实例的管理权限。SYSDBA 用户具有与 SYSASM 相似的权限，可以执行对 ASM 实例和磁盘组的管理操作。

SYSOPER：SYSOPER 是一种较低级别的权限角色，用于执行一些常见的操作，如启动和关闭数据库、备份和恢复数据库等。SYSOPER 角色也可以访问 ASM 实例，并执行一些限制的 ASM 管理操作，如启动和关闭 ASM 实例，创建和删除磁盘组。

四、ASM实例的启停

1.Oracle ASM的启停可以通过两种方式进行

srvctl启动ASM实例
使用srvctl实用程序。这是Oracle Grid Infrastructure (GI) 提供的一个命令行工具，可以用来管理包括ASM在内的多个Oracle组件。
启动ASM实例的命令

srvctl start asm

srvctl停止ASM实例

srvctl stiop  asm

命令行来启停Oracle ASM
grid用户
sqlplus / as sysasm

ASM实例关闭：

shutdown immediate/transcational：ASM在关闭之前会nomount掉所有磁盘组并关闭实例。这种关闭模式将等待任何正在进行的SQL执行完成。ASM不等待当前与实例连接的用户断开连接。如果任何数据库实例与ASM实例连接。则SHUTDOWN将会关闭数据库。

shutdown normal（shutdown）：ASM在关闭之前会nomount掉所有磁盘组并关闭实例。这种关闭模式将等待任何正在进行的SQL执行完成。ASM将等待所有当前连接的用户与该实例上断开。如果任何数据库实例与ASM实例连接。则SHUTDOWN将会关闭数据库。NOMAL是默认的关闭模式。

abort：ASM实例立即关闭。不按照顺序卸载（nomount）磁盘组。如果有任何数据库实例与ASM实例连接的话，则该数据库实例也将中止。

ASM实例启动：

startup nomount：启动ASM实例而不挂载任何磁盘组。只是读取初始化参数
startup mount：挂载ASM_DISKGOURPS下指定的磁盘组。
startup 正式开启实例

restrict：在受限模式下启动实例可以与startup (nomount/mount)相关语句连用
在受限模式下。数据库实例不能使用磁盘组。即数据库无法打开磁盘组中的文件
受限模式的主要作用就是去做一些相关检查工作

两种启动方式的区别：
srvctl start asm 会带着数据库一起启动
sqlplus / as sysasm
startup 不会启动数据库

2.查看集群中的资源状态

crsctl stat res -t是 CRS (Cluster Ready Services) 控制命令，用于检查和显示整个集群中的资源状态。
该命令列出了当前集群中所有 CRS 资源的摘要信息，包括资源名称、资源类型、当前状态、目标状态和节点名称，以及其他关键信息。

命令输出的字段含义：

NAME：资源名称

TARGET：资源的目标状态

STATE：资源的当前状态

SERVER：资源所在的节点名称

STATE_DETAILS：描述当前资源状态的详细信息

3.配置 ASM资源随着系统启动而启动

crsctl enable has 是一个命令，用于启用 Oracle Clusterware 的高可用服务（High Availability Services，简称 HAS）。

在 Oracle Grid Infrastructure（先前称为 Oracle Clusterware）中，HAS 是负责管理和监控集群资源和服务的组件。当启用 HAS 后，它将负责监视和自动重新启动集群中的组件和服务，确保它们在发生故障或节点重启时保持可用。

要使用crsctl enable has 命令启用 HAS，请遵循以下步骤：

使用 root/grid户登录到集群中的任一节点。

打开终端窗口或命令行界面，并执行以下命令来启用 HAS：

crsctl enable has

运行此命令后，服务器在操作系统启动时自动启动HAS服务

您可以使用以下命令来检查 HAS 的状态：

crsctl check has

这将验证 HAS 的配置和启用状态，并显示相关信息。

禁用 Oracle 高可用性服务（HAS），使其不会在系统启动时自动启动。

crsctl disable has

4.配置数据库实例随着ASM启动而启动

下面是有关在ASM下配置数据库实例随着ASM启动而启动的步骤：

用以下命令查看资源或服务的当前状态：

crsctl stat res (资源或服务名称) -p

例如，要查看数据库资源的状态，可以运行：

crsctl stat res ora.orcl.db -p

在输出结果中查找参数 AUTO_START，该参数指示资源的启动策略。
可以运行以下命令过滤出 AUTO_START 参数的值：

crsctl stat res ora.orcl.db -p | grep AUTO_START

AUTO_START参数有三个可选值：

• always：在HAS（集群管理服务）重启时启动资源，但不检查资源在停止时的状态。
• restore：在HAS重启时启动资源，并检查资源在停止时的状态，并恢复到该状态。
• never：资源不随HAS启动而启动。

如果要修改数据库的启动策略，具体步骤如下：

对于 Oracle 11g：
使用以下命令修改资源的 AUTO_START 属性：
crsctl modify resource ora.orcl.db -attr AUTO_START=never

请注意，在Oracle 19c中，执行以上命令会报错 CRS-4995: The command 'Modify resource' is invalid in crsctl. Use srvctl for this command.。下面是在Oracle 19c下修改数据库启动策略的步骤：

使用以下命令关闭数据库的自动启动，并修改相关启动策略：

 srvctl modify database -d orcl -policy MANUAL

如果要将数据库恢复为自动启停模式，可以运行以下命令：

 srvctl modify database -d orcl -policy AUTOMATIC

若要查询当前数据库资源的配置，可以使用以下命令：

srvctl config database -d orcl

五、数据库实例与ASM的交互

1 数据库实例通过o0nn进程向ASM实例发送文件创建请求，请求中包含以下信息：diskgroup(磁盘组) 名称，文件类型，文件块大小，文件大小，文件标签，还可以包含template(模板)，文件别名。

注意：这一步主要是我的数据库实例向ASM实例发起创建表空间（创建表空间时也要指定对应的数据文件）或文件（数据文件 REDO文件 控制文件等）的请求。那么向ASM实例发送请求的过程相当于向由ASM实例下挂载的磁盘组请求创建的对应的文件的过程。

2 ASM实例将接收到的数据库实例的创建请求转换成区映射(extent map)，随后ASM实例创建持续操作目录-COD（Continuing Operation Directory），用以记录和跟踪文件的创建，并在磁盘组中为新的文件分配空间。

3 ASMB进程通知数据库前台进程（serverprcess）接收新文件的区映射(extent map)信息。

4 数据库实例接到区映射后开始初始化文件，并选择合适的I/O去进行初始化。初始化完成后，数据库实例会向ASM实例发送并提交创建完成信息。此时文件处于OPEN状态

5 数据库实例向ASM实例提交创建完成信息。ASM实例收到信息后，其LGWR进程（ASM实例的）将更新动态改变目录-ACD（Active Change Directory）中的记录，DBWn（ASM实例的）进程将相关的分配表，文件目录，文件别名以异步的方式写回到磁盘进行持久化保存（数据写回到ASM实例所管理的磁盘组的元数据表上）。并将文件标记成已经创建且进入到待确认提交态。

6 文件提交确认后会隐式关闭该文件。将来发生 I/O 时，数据库实例需要重新打开该文件。

备注：如果文件创建过程中异常中断，ASM实例利用COD回滚文件的创建，并且回滚过程中相应的删除ACD中相关记录。

六、 启动策略详解

UTO_START 是 Oracle ASM 中用于设置资源的启动策略的一个属性。它用于定义 ASM 实例或磁盘组在集群启动时的自动启动行为。

在 Oracle ASM 中，AUTO_START 属性有以下三个可选值：

ALWAYS：表示资源将始终在集群启动时自动启动，无论其当前的状态如何。
RESTORE：表示资源将在集群启动时自动启动，并检查资源在停止时的状态，并恢复到该状态。这主要适用于 ASM 实例或磁盘组在故障后的恢复。
NEVER：表示资源不会在集群启动时自动启动。
通过设置 AUTO_START 属性，可以控制资源在集群启动时的自动行为。这样可以确保在启动集群时，所需要的 ASM 实例或磁盘组能够自动启动并处于正确的状态。

例如，如果将 AUTO_START 属性设置为 ALWAYS，那么 ASM 实例或磁盘组将始终在集群启动时自动启动。而如果将 AUTO_START 属性设置为 NEVER，那么 ASM 实例或磁盘组将不会在集群启动时自动启动，需要手动启动它们。

下面是有关在ASM下配置数据库实例随着ASM启动而启动的步骤：

1）使用以下命令查看资源或服务的当前状态：
crsctl stat res (资源或服务名称) -p

例如，要查看数据库资源的状态，可以运行：

crsctl stat res ora.orcl.db -p

2）在输出结果中查找参数 AUTO_START，该参数指示资源的启动策略。
可以运行以下命令过滤出 AUTO_START 参数的值：

crsctl stat res ora.orcl.db -p | grep AUTO_START

AUTO_START 参数有三个可选值：

• always：在HAS（集群管理服务）重启时启动资源，但不检查资源在停止时的状态。
• restore：在HAS重启时启动资源，并检查资源在停止时的状态，并恢复到该状态。
• never：资源不随HAS启动而启动。

3） 如果要修改数据库的启动策略，具体步骤如下：

对于 Oracle 11g：

使用以下命令修改资源的 AUTO_START 属性：

crsctl modify resource ora.orcl.db -attr AUTO_START=never

请注意，在Oracle 19c中，执行以上命令会报错 CRS-4995: The command 'Modify resource' is invalid in crsctl. Use srvctl for this command.。下面是在Oracle 19c下修改数据库启动策略的步骤：

使用以下命令关闭数据库的自动启动，并修改相关启动策略：

srvctl modify database -d orcl -policy MANUAL

如果要将数据库恢复为自动启停模式，可以运行以下命令：

srvctl modify database -d orcl -policy AUTOMATIC

若要查询当前数据库资源的配置，可以使用以下命令：

srvctl config database -d orcl

需要注意的是，即使你将数据库配置为随HAS服务重启而自动启动（管理策略为AUTOMATIC），你也不能在数据库关闭的情况下重启HAS服务。否则，数据库仍不会随HAS的重启而启动。这是因为HAS会检测到数据库在其关闭时的状态是关闭的，因此HAS会假设数据库不会随其启动而启动（TARGET-OFFLINE）。

如果你想要数据库不随HAS服务重启而重新启动，一种简单的方法是在关闭HAS服务之前先关闭数据库。无论是使用grid用户通过srvctl命令关闭数据库，还是使用oracle用户通过shutdown immediate命令关闭数据库，效果都是一样的。

七、 ASM后台进程

在 Oracle ASM（Automatic Storage Management）中，有多个后台进程负责执行不同的功能。以下是几个常见的 ASM 后台进程：

1. ASM Instance：

   • ASM Init Process（进程ID为0）：ASM 实例的初始化进程，负责启动其他 ASM 后台进程。
   • ASM RBAL（Repair Balanced）：负责监视磁盘故障，并在需要时执行磁盘恢复操作。
   • ASM GMON（Global Monitor）：负责监视 ASM 实例和磁盘组的状态，并处理事件通知。
   • ASM WS*：负责处理后续 ASM Instance 的工作进程。

2. ASM Disk Processes（ASM进程对应磁盘）：

   • ASM Rebalance：负责在磁盘组中重平衡数据，以实现磁盘空间的均衡分布。
   • ASM Power Master：负责监视磁盘状态，并处理磁盘上的电源事件。
   • ASM File Metadata：负责处理与文件元数据相关的操作，例如读取和写入 ASM 文件的相关信息。

3. Oracle Database Instance 和 ASM Instance 进程通信相关进程：

   • LMSn（Lock Manager Server）：负责在数据库实例和 ASM 实例之间进行锁管理，并处理并发数据访问。
   • LGWR（Log Writer）：负责将数据库日志写入 ASM 磁盘组。
   • DBWR（Database Writer）：负责将数据库的数据块写入 ASM 磁盘组。
   • ARCn（Archiver Process）：负责将数据库的归档日志写入 ASM 磁盘组。

通过这些后台进程的协作，ASM 能够提供高可用、可伸缩、自动管理的存储解决方案，并有效地管理数据库中的数据文件。

八、ASMCMD命令使用

ASMCMD（ASM Command）是一个用于管理 Oracle ASM（Automatic Storage Management）的命令行工具。它提供了一些有用的命令，用于执行各种 ASM 磁盘组和文件的管理操作。以下是一些常用的 ASMCMD 命令及其用法：

1. ascmd：启动 ASMCMD 命令行界面。

2. ls：列出指定路径下的文件和目录。

   • 示例：ASMCMD> ls DATA/

3. pwd：显示当前所在的 ASM 路径。

   • 示例：ASMCMD> pwd

4. cd：切换到指定的 ASM 路径。

   • 示例：ASMCMD> cd DATA/

5. cp：将文件从本地系统复制到 ASM 磁盘组。

   • 示例：ASMCMD> cp /home/oracle/datafile.dbf +DATA/

6. rm：删除指定的 ASM 文件。

   • 示例：ASMCMD> rm +DATA/DATAFILE.dbf

7. du：显示指定路径或文件的磁盘使用情况。

   • 示例：ASMCMD> du +DATA

8. lsct：列出当前ASM客户端的信息

   • 示例：ASMCMD> lsct

9. lsdg：列出所有磁盘组及其详细信息。

   • 示例：ASMCMD> lsdg

10. lsof：列出数据文件,控制文件等文件的信息

    • 示例：ASMCMD> lsof

11. mkdg：创建一个新的磁盘组。

    • 示例：ASMCMD> mkdg DG_NAME DISK1, DISK2

12. mkalias：创建一个路径别名。

    • 示例：ASMCMD> mkalias myalias +DATA/DATAFILE.dbf

13. lsdsk：列出盘的信息（ASM DISK）

    • 示例：ASMCMD> lsdsk

14. help：显示帮助信息。

    • 示例：ASMCMD> help cp

15. ls -ls: 查看ASM磁盘占用情况

这些只是 ASMCMD 命令中的一部分，还有其他的命令可以用于执行更多操作，如查看磁盘组信息、移动文件、查询文件状态等。您可以在使用 ASMCMD> help 命令获取完整的命令列表和帮助信息。

九、图形化界面和手工创建磁盘组

ASM（Automatic Storage Management）有一个图形化界面工具称为 ASM Configuration Assistant（ASMCA），它提供了一个直观的界面，可用于管理和配置 ASM 实例和磁盘组

图像化创建磁盘组

1.添加磁盘
fdisk -l 检查所有磁盘

查到磁盘后修改文件

vi /etc/udev/rules.d/99-oracle-asmdevices.rules

KERNEL==“sdb”,NAME=“asmdisk1”,OWNER=“grid”,GROUP=“asmadmin”,MODE=“0660”
KERNEL==“sdc”,NAME=“asmdisk2”,OWNER=“grid”,GROUP=“asmadmin”,MODE=“0660”
KERNEL==“sdd”,NAME=“asmdisk3”,OWNER=“grid”,GROUP=“asmadmin”,MODE=“0660” --新加盘配置

重启服务让配置生效
udevadm control --reload-rules
udevadm trigger

2.asmca创建磁盘组

asmca调出图形界面
su - grid
export DISPLAY=:0
asmca

在 ASMCA 工具中，选择 “创建” 选项，然后选择 “磁盘组”。

在 “创建磁盘组” 对话框中，输入磁盘组的名称，并选择所需的存储类型（如外部冗余、高冗余等）。
在 “选取磁盘” 部分，选择要包含在磁盘组中的物理磁盘。您可以选择从列表中选择物理磁盘，也可以手动输入设备路径
确认创建磁盘组的设置，并单击 “创建” 按钮以开始创建。

查看ASM资源状态信息 ora.FRADG.dg 本地资源出些，并且状态是ONLINE 和状态可用即代表创建磁盘组FRADG成功
crsctl stat res -t

进入asmcmd查看磁盘组信息

手工创建磁盘组

步骤如下:

1.首先检查磁盘状态：看看哪些磁盘可以创建磁盘组用
set lines 200
col name for a20
col path for a30

select GROUP_NUMBER,free_mb,total_mb,HEADER_STATUS,name,PATH from v$asm_disk order by 1 desc;

如果HEADER_STATUS 出现MEMBER 代表已经被使用，不能够用于创建磁盘组
只有状态未HEADER_STATUS CANDIDATE(候选)才可用于创建磁盘组

案例如下：
2.创建磁盘组的语法如下：
create diskgroup <磁盘组名称> external redundancy disk ‘<磁盘路径>’;

如：
create diskgroup fradg external redundancy disk ‘/dev/sdc’ ;
create diskgroup fradg external redundancy disk ‘/dev/sdc’ ATTRIBUTE ‘au_size’=‘4M’; 指定了 au_size 属性为 4M，即将每个分配单元的大小设置为 4MB

3.再次查看磁盘组状态：
set lines 200
col name for a20
select name,state,free_mb,total_mb,usable_file_mb from v$asm_diskgroup;

4.卸载磁盘组，从ASM实例上卸载
alter diskgroup fradg dismount force;

5.让磁盘组重新挂载
alter diskgroup fradg mount;

6.删除磁盘组
drop diskgroup fradg including contents;

注意：如果删除的磁盘组想要重新使用，需要格式化磁盘头
dd if=/dev/zero of=/dev/sdc bs=1M count=1024

十、ASM相关常用命令

1.显示集群节点列表
olsnodes

2.显示集群中每个节点的节点编号和节点名
olsnodes -n

3.查看监听状态
srvctl status listener

4.查看集群vip信息
srvctl config nodeapps -a

5.查看集群scan_ip
srvctl config scan

6.停掉集群(包含数据库)
crsctl stop crs

7.启动集群(包含数据库)
crsctl start crs

8.查看集群状态
crsctl status res -t

9.显示OCR中注册的所有数据库
srvctl config database

10.查看某个数据库配置
srvctl config database -d raw

十一、向ASM磁盘组中添加磁盘

可参考我的其它文章：Oracl ASM磁盘扩容
https://blog.csdn.net/m0_49929446/article/details/124084310