深入内核:Asm Rebalance 原理

李真旭@killdb

Oracle ACE,云和恩墨技术专家

个人博客:www.killdb.com

编辑手记:ASM Rebalance 的过程具体发生了什么操作呢,在不同版本间有什么样的区别,如何才能加快 Rebalance 的速度呢,本文将会解答你的困惑

我们先看一个例子

某客户进行存储扩容(11gR2 rac asm),扩容完成之后,我们需要将新划的lun加到现有的 asm diskgroup 中.整个扩容过程比较顺利,唯一让人比较郁闷的是在将一个 lun 加到 diskgroup时,时间太长。这个lun大小也就300gb,整个数据库数据也就不到100gb,add disk rebalance需要花了3.5小时. 如下是操作节点的 alert log 信息 :

可以看到,从03:10:25开始到06:41:25 才完成整个 rebalance 过程,也就是3小时31分钟.

到这里大家或许跟我一样,有一个疑问,那就是 oracle asm 的 rebalance 操作,具体包含了哪些细节? 或者说 rebalance 操作需要做哪些事情 ?回答这个问题之前,首先我们需要明白,asm 在什么情况下进行 rebalance 操作.

实际上,rebalance 主要是在 diskgroup 中 disk member 发现变化时,比如 add/drop/resize disk 操作.不同的 oracle 版本,其实rebalance 操作是有所差异的,在10g版本中,asm rebalance主要包含如下2个操作:

—planning —extent relocatyion

然而在oracle 11.1版本中,引入了 asm fast rebalance 特性,大概是是说可以将 asm 实例启动到 Restricted mode 然后去完成 rebalance 操作。例如:

这一操作,在11.2中又有所变化,引入了一个 compact 操作,所谓 compact 操作,其实就是数据重组。 也就是说在11.2版本中,rebalance 操作应该包含如下几个步骤了:

1) planning 2) extent relocation 3) compacting

这里针对这几个步骤简单描述一下:

planning: 也就是说 oracle 会自己计算,绝对需要将那些 extent 进行 relocation 以及需要move 到什么地方去,应该也是用的 hash 算法.

extent relocation:这个其实是根据前面 planning 的结果,将数据按照 extent 为单位进行move,移动到其他的 disk 上,均匀分布。我们称呼这个操作为 extent relocation。一般来讲,这个操作是非常耗时的,也就是说整个 rebalance 操作中基本上时间大多的消耗在 relocation 这一步。当进行 extent relocation 的时候,观察 rbal 的 log 会发现类似如下的信息:

在进行 extent relocation 的阶段,是可以进行并行操作的,该操作是通过我们所熟知的一个参数 asm_power_limit 来进行控制。该参数在11.2.0.2以下版本中,其取值范围是0~11. 在11.2.0.2以及以上版本取值范围已经扩展为0~1024了.该参数控制rbal的 slave process 个数,换句话将,通常参数越大 rebalance 操作也就越快,当然这样也要看系统硬件配置.

另外有一点需要注意的是,rbal的slave process 的可以动态调整的,例如:

alter diskgroup diskgroup_name rebalance power 5;需要注意的是,哪怕是你 alter diskgroup add disk 命令已经发出了,也可以使用上面的方式来动态调整 rebalance power 值.

当rebalance power 值大于1后,oracle 会启动多个 rbal salve process 类似rba,rba1这样的命名.

这部分的消耗时间可以通过v$asm_operation.est_minutes 来进行估算,但是这个值不一定准确,受cpu,io等因素的影响。

compacting: 这个操作是11gR2引入的一个未公布的特性,其目的是在前面 extent relocation完成之后,oracle 将 diskgroup 中都的每个 disk 中的数据进行重组。这里的重组其实是 disk 级别,不再是整个 diskgroup 级别. 其目的是将数据尽可能的挪到 disk 的外圈,这样可以加快访问,为什么可以加快访问? 这样可以降低 disk 寻道时间.

关于该特性,11gR2版本中引入了1个参数来进行控制:_disable_rebalance_compact

我们可要通过动态调整该参数来关闭这个特性,当rebalance进行到这个步骤时,查询v$asm_operation.est_minutes会显示为0.这也就是为什么我们上次看到est_minutes为0了,rebalance 操作却还没有完成,还进行了1.5小时.

那么最后大家可能比较关心的是,如何加快asm rebalance的速度,大概有如下几种方法:

1) 调大 asm_power_limit 参数 2) 将参数 _disable_rebalance_compact 设置为 true,可动态调整 3) 设置 diskgroup 的 attributes 属性:_REBALANCE_COMPACT=false 4) 将参数 _asm_imbalance_tolerance 调的更低(11gR2默认为3%) 4) 调整参数 _disable_rebalance_space_check,关闭 compact 过程中的 space use 检查. 5) 调大 _asm_rebalance_plan_size 参数,该参数控制 maximum rebalance work unit,通过调大该参数应该可以降低 extent relocation 的次数,但是这个也受限于系统的 io 能力.

最后说明一下,对于生产环境而言,大多数情况下建议调大 asm_powner_limit 即可,其他几个隐含参数要慎重,可能碰到 bug.

---------The End

原文发布于微信公众号 - 数据和云(OraNews)

原文发表时间:2016-08-04

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