ASM的文件管理深入解析.docx
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ASM的文件管理深入解析
ASM的文件管理深入解析
第一章 ASM文件
ASM中的文件总体上来说，分为两大类，元文件和数据文件。
数据文件包含Oracle的数据文件、控制文件、重做日志文件、归档日志文件等等。
对于ASM来说，只要是非元文件，就是数据文件。
每一个文件，在ASM中都有一个专门的索引号，也就是编号，ASM文件索引号从1开始。
其中，前255个，也就是1至255号文件，都是元文件。
256之后的是其他各种文件。
元文件中包含了各种ASM的配置、各类数据文件信息还有目录、别名等等信息，都是在元文件中的。
所有V$ASM_开头视图的信息，都来自元文件中。
其中，1号文件包含所有文件的磁盘占用信息，包括元文件、甚至1号文件自身的空间分布信息，也都是在1号文件内部。
每个文件在它里面占用一个块（4096字节，元数据块大小为4K）的空间。
从256号文件开始，是数据库的各类文件。
假设你放在ASM上的第一个文件是一个控制文件A，第二个文件是一个数据文件B。
那么控制文件A在ASM中的索引号是256，数据文件B的索引号是257。
1号文件总是开始在0号磁盘2号AU，记住这个位置：
0号盘2号AU。
这是ASM中定位文件的起点，它的作用，有点相当于磁盘上的引导区，在电脑开机后负责将OS启动起来。
1号文件在最少情况下，至少有两个AU。
上面我们提到过了，在1号文件中，每个文件占用一个元数据块，存放自身的空间分布信息。
每个元数据块大小是4K，一个AU是1M，那么，每个AU中，可以存储256个文件的空间分布信息。
这其中，0号盘2号AU中，全是元文件的信息。
再具体一点，0号盘2号AU，第一个元数据块被系统占用，从第二个块开始，到255为止，共255个元数据块，对应索引号1至255的文件。
其实，也就是全部的元文件了。
也就是说0号盘2号AU，保存了全部元文件的空间分布信息。
1号文件的第二个AU，从第一个块开始，保存256号文件。
第二个块对应257号文件，等等。
每次从ASM中读数据时，Oracle都要先读到1号文件，从中找出要读的目标文件在磁盘上的分布位置，然后再去读取相应的文件的数据。
不用太多文字了，文字不是最直接的表达方式，还是换成图形吧。
2012-3-3109:
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图1
这张图假设某一DiskGroup中有0到N个磁盘。
再看下图：
2012-3-3109:
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图2
我们把0号盘，2号AU单独拿出来，放大显示。
0号盘2号AU，是1号文件第一个AU，共有256个元数据块，编号0至255，0号块留用。
1至255号块分别保存了1号文件自身和2、3等等直到255号文件的AU分布信息。
那下面，如果我想知道某一个文件的AU分布，如何查看呢？
第二章 kfed
1、链接kfed
查看ASM磁盘的信息，可以使用KFED，在非Windows操作系统下，kfed已经编译过了，只要链接一下，就可以使用了，步骤如下：
（1）、找到ins_rdbms.mk所在路径，并进入。
此步骤不再列出。
（2）、执行如下命令，即可链接kfed。
make-fins_rdbms.mkikfed
2、在ASM中确定磁盘：
SQL>selectgroup_number,namefromv$asm_diskgroup;
GROUP_NUMBERNAME
------------------------------------------
1DG1
我目前只有一个DG，名字是DG1，GROUP_NUMBER为1。
SQL>selectgroup_number,disk_number,pathfromv$asm_disk;
GROUP_NUMBERDISK_NUMBERPATH
-------------------------------------------
1 0ORCL:
VOL1
1 1ORCL:
VOL2
目前，我DG中，有两个磁盘。
但这两个磁盘分别是谁，从ASM的视图中，还看不出来。
不过，可以分析一下得出，/dev/sda这个盘，是系统留用的，sdb、sdc很有可能是ASM的VOL1、VOL2。
那么，如何确认一下呢？
这里，我也没有什么好方法，我们这样：
[root@red1dev]#ddif=/dev/sdbbs=1count=45|hexdump-c|more
45+0recordsin
45+0recordsout
0000000001202001001 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0200 , , m
0000010 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0
0000020 O R C L D I S K V O L 1 \0
000002d
我dd命令，将/dev/sdb的前45个字节输出，其中，我们可以看到O R C L D I S K V O L 1。
那么，/dev/sdb就对应VOL1了。
使用同样的方法，可以确定sdc是VOL2。
还可以确定，磁盘没有分区：
[root@red1dev]#ddif=/dev/sdb1bs=1count=45|hexdump-c
dd:
opening`/dev/sdb1':
Nosuchfileordirectory
不存在/dev/sdb1这样的设备。
这种确定方法确实麻烦了一些，大家如果知道有什么简单方法可以补充。
好，我们已经确定，/dev/sdb对应VOL1，是磁盘0，/dev/sdc对应VOL2，是磁盘1。
在我们使用kfed时，还用不到这个，如果用程序直接读取ASM文件的话，就需要用到这个信息了。
3、使用Kfed
我们使用Kfed直接读取0号磁盘，2号AU，1号元数据块吧。
0号元数据块是1号文件自身留作文件头的。
1号元数据块呢，是1号文件的AU分布，2号元数据块，是2号文件的AU分布。
等等。
下面，我们用Kfed读取下1号元数据块。
[oracle@red1disks]$kfedread/dev/oracleasm/disks/VOL1aun=2blkn=1|more
kfbh.endian:
1;0x000:
0x01
kfbh.hard:
130;0x001:
0x82
kfbh.type:
4;0x002:
KFBTYP_FILEDIR
kfbh.datfmt:
1;0x003:
0x01
kfbh.block.blk:
1;0x004:
T=0NUMB=0x1
kfbh.block.obj:
1;0x008:
TYPE=0x0NUMB=0x1
kfbh.check:
4143342569;0x00c:
0xf6f663e9
kfbh.fcn.base:
268;0x010:
0x0000010c
kfbh.fcn.wrap:
0;0x014:
0x00000000
…………………………………………………………………………
等等
Kfed可以帮我们列出很多信息，有了这些，ASM的大部分秘密将被揭开。
kfed的信息是这样看的，比如：
kfbh.endian:
1;0x000:
0x01
kfbh.endian是C语言的结构（struct）中的域。
1;0x000:
0x01：
kfbh.endian的十进值为1，0x000是指它开始自第0个字节处，最后的0x01是十六进制值形式。
此域的意义是主机的大小端。
0是大端，1是小端。
此处值为1，说明主机是小端。
其他的这里就不再一一列出了，对其中的每个域，我后面有详细的说明。
下面，只说相关的，在Kfed中找到如下信息：
kfffde[0].xptr.au:
2;0x4a0:
0x00000002
kfffde[0].xptr.disk:
0;0x4a4:
0x0000
kfffde[0].xptr.flags:
0;0x4a6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[0].xptr.chk:
40;0x4a7:
0x28
kfffde[1].xptr.au:
27;0x4a8:
0x0000001b
kfffde[1].xptr.disk:
0;0x4ac:
0x0000
kfffde[1].xptr.flags:
0;0x4ae:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[1].xptr.chk:
49;0x4af:
0x31
kfffde[2].xptr.au:
4294967295;0x4b0:
0xffffffff
kfffde[2].xptr.disk:
65535;0x4b4:
0xffff
kfffde[2].xptr.flags:
0;0x4b6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[2].xptr.chk:
42;0x4b7:
0x2a
kfffde[3].xptr.au:
4294967295;0x4b8:
0xffffffff
kfffde[3].xptr.disk:
65535;0x4bc:
0xffff
kfffde[3].xptr.flags:
0;0x4be:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[3].xptr.chk:
42;0x4bf:
0x2a
………………
如果你对C语言熟一点，我们会更容易描述这段信息，如果不太熟又想深入了解，可以回去翻翻谭浩强C语言书中结构体哪一部分，很简单的。
kfffde，是结构数组。
kfffde[0]的数据元素，存放了1号文件第一个AU的位置。
kfffde[1]存放了1号文件第二个AU位置，等等，依次类推。
我们来看一下上面的信息：
kfffde[0].xptr.au:
2;0x4a0:
0x00000002 ：
2号AU
kfffde[0].xptr.disk:
0;0x4a4:
0x0000 ：
0号磁盘
：
上两个信息合起来，0号盘2号AU，这就是1号文件第一个AU的位置
kfffde[0].xptr.flags:
0;0x4a6:
L=0E=0D=0C=0S=0：
标志位
kfffde[0].xptr.chk:
40;0x4a7:
0x28 :
校验码
通过上面kfffde[0]中的信息，我们可以知道，1号文件的第一个AU，位置在0号盘2号AU处。
再看kfffde[1]，它对应1号文件第二个AU，位置在0号盘27号AU。
再往下看kfffde[3]，AU编号4294967295，磁盘编号65535。
这说明1号文件还没有第三个AU。
通过上面的信息，我们可以得到，1号文件共有两个AU，分别在0号盘2号AU、0号盘27号AU。
再来一张图，帮助理解：
2012-3-3109:
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图3
4、读取其他文件：
读取元文件
再来一个例子，假设我们想要访问3号文件，如何找出3号文件的AU都在哪里分布呢？
根据我们刚才所讲的，3号文件的AU分布，在（0号盘，2号AU，3号块）中，使用Kfed读取它：
[oracle@red1disks]$kfedread/dev/oracleasm/disks/VOL1aun=2blkn=3|more
…………………………
kfffde[0].xptr.au:
3;0x4a0:
0x00000003
kfffde[0].xptr.disk:
1;0x4a4:
0x0001
kfffde[0].xptr.flags:
0;0x4a6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[0].xptr.chk:
40;0x4a7:
0x28
kfffde[1].xptr.au:
3;0x4a8:
0x00000003
kfffde[1].xptr.disk:
0;0x4ac:
0x0000
kfffde[1].xptr.flags:
0;0x4ae:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[1].xptr.chk:
41;0x4af:
0x29
kfffde[2].xptr.au:
4;0x4b0:
0x00000004
kfffde[2].xptr.disk:
1;0x4b4:
0x0001
kfffde[2].xptr.flags:
0;0x4b6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[2].xptr.chk:
47;0x4b7:
0x2f
kfffde[3].xptr.au:
4;0x4b8:
0x00000004
kfffde[3].xptr.disk:
0;0x4bc:
0x0000
kfffde[3].xptr.flags:
0;0x4be:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[3].xptr.chk:
46;0x4bf:
0x2e
………………………………………………
根据我们前面我讲的，解读这些信息是很容易的。
3号文件的AU有：
（1号盘3号AU）、（0号盘3号AU）、（1号盘4号AU）、（0号盘4号AU）、…………。
还是来看张图吧，更加清楚些：
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图4
5、读取数据文件
我先在ASM中新建一个数据文件，然后，我们再来查看它的AU分布。
创建如下表空间：
createtablespacetbs_tst01datafile'+DG1/data/tbs_tst01_00.dbf'size10Mautoextendoff;
我们创建了一个10M大的数据文件，也就是说，它会有10个AU。
如下查询一下它在ASM中的文件索引号：
（在ASM实例中执行如下语句：
）
SQL>selectname,file_numberfromv$asm_aliaswherenamelike'tbs_tst01%';
NAME FILE_NUMBER
-----------------------------------------------------------
tbs_tst01_00.dbf 257
FILE_NUMBER列也是文件号，我们一般称它为ASM文件索引号，在这里tbs_tst01_00.dbf的索引号是257。
1号文件的第一个AU（0号盘2号AU）中，只能保存1至255号文件的。
从256号文件开始，AU的分布信息保存在1号文件第二个AU中，也就是（0号盘，27号AU）。
其中第一个块（0号块），对应256号文件。
1号块对应257号文件，等等，依此类推。
照惯例，我们先用Kfed读取一下0号盘27号AU的1号块，查看一下257号文件的AU分布：
[oracle@red1disks]$kfedread/dev/oracleasm/disks/VOL1aun=27blkn=1|more
…………………………………………
kfffde[0].xptr.au:
278;0x4a0:
0x00000116
kfffde[0].xptr.disk:
0;0x4a4:
0x0000
kfffde[0].xptr.flags:
0;0x4a6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[0].xptr.chk:
61;0x4a7:
0x3d
kfffde[1].xptr.au:
277;0x4a8:
0x00000115
kfffde[1].xptr.disk:
1;0x4ac:
0x0001
kfffde[1].xptr.flags:
0;0x4ae:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[1].xptr.chk:
63;0x4af:
0x3f
kfffde[2].xptr.au:
279;0x4b0:
0x00000117
kfffde[2].xptr.disk:
0;0x4b4:
0x0000
kfffde[2].xptr.flags:
0;0x4b6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[2].xptr.chk:
60;0x4b7:
0x3c
…………………………………………
…………………………………………
…………………………………………
kfffde[10].xptr.au:
283;0x4f0:
0x0000011b
kfffde[10].xptr.disk:
0;0x4f4:
0x0000
kfffde[10].xptr.flags:
0;0x4f6:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[10].xptr.chk:
48;0x4f7:
0x30
kfffde[11].xptr.au:
4294967295;0x4f8:
0xffffffff
kfffde[11].xptr.disk:
65535;0x4fc:
0xffff
kfffde[11].xptr.flags:
0;0x4fe:
L=0E=0D=0C=0S=0
kfffde[11].xptr.chk:
42;0x4ff:
0x2a
257号文件一共10个AU，所以，kfffde[11]中的AU位置和磁盘位置是0xffffffff、0xffff。
但kfffde[10]还有是明确的值的。
257号文件的10号AU位置：
0号磁盘283号AU，这其实是257的第11个AU。
tbs_tst01表空间使用的是“系统管理区大小”，也就是说区大小有64K、1M、8M等多种选择。
但是无论区大小，每个ASM中的文件，比原大小总会多出一个AU。
就像这里的257号文件，原大小是10M，但实际是11M，共11个AU。
再来一张图吧，有图清楚些：
2012-3-3109:
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图5
2012-3-3109:
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图6
上面图5和图6，具体描述了在ASM中读取257号文件的步骤。
在这里，257号文件创建大小是10M，实际在ASM中大小为11M，共11个AU。
这11个AU的信息，都在0号盘、27号AU、1号块中。
假设有一个非常大的文件，AU数也非常多，一个块中存不完，Oracle是如何处理的呢？
下面，我们继续。
6、读取特别大的文件：
间接AU
创建一个稍大一点的数据文件，比如200M：
createtablespacetbs_tst02datafile'+DG1/data/tbs_tst02_00.dbf'size200Mautoextendoff;
根据我们前面所讲的，200M的数据文件，在ASM中实际将占用201M空间（201个AU）。
下面，我们查找一下此文件的AU分布。
首先在ASM中执行如下命令：
SQL>selectname,file_numberfromv$asm_aliaswherenamelike'tbs_tst02%';
NAME FILE_NUMBER
-----------------------------------------------------------
tbs_tst02_00.dbf 258
确定一下，tbs_tst02_00.dbf的文件号是258。
它的AU分布信息，应该在1号文件的第二个AU的第3个块（2号块）中，老规距，先用Kfed读取1号文件第二个AU第3个块，也就是0号盘、27号AU、2号块：
[oracle@red1disks]$kfedread/dev/oracleasm/disks/VOL1aun=27blkn=2|more
………………………………………………………
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