Oracle 中什么是 ASM

自动存储管理（Automatic Storage Management），也称为 Oracle ASM，是 Oracle 提供的一种存储管理工具，旨在简化数据库存储管理方面的挑战。ASM 简化了数据在存储资产之间的排列，减少了对传统文件系统管理和手动设置的需要。通过将数据平均分布到多个磁盘上，ASM 确保了均衡的 I/O 性能，从而避免了瓶颈并提高了整体数据库效率。

在 Oracle 数据库设置中，ASM 对于简化存储的添加、处理和维护至关重要。它通过允许数据库管理员在不中断数据库服务的情况下轻松添加或删除磁盘来简化管理。这种适应性在存储需求可能迅速波动的扩展环境中尤为有利。

ASM 在 Oracle 中扮演着至关重要的角色，因为它能够确保存储以最大的可用性和可靠性进行管理。它提供冗余和镜像选项，以确保在存储设备发生故障时数据的安全。这种强大的方法不仅提高了性能，而且在 Oracle 的架构中发挥着关键作用，以确保所有数据库中的数据安全性和完整性。

Oracle 的主要特性

Oracle ASM（自动存储管理）带来了各种关键特性，旨在简化和改进 Oracle 环境中的存储管理。ASM 的一个核心方面是其自动将数据分布到多个存储磁盘上的能力，这称为条带化（striping）。条带化对于优化输入/输出（I/O）负载至关重要，对于需要频繁数据访问的数据库实现高可用性至关重要。ASM 通过将数据均匀分布在磁盘上，从而优化存储资源的使用，并在此过程中减少瓶颈。

ASM 还提供强大的冗余选项，例如“普通”（Normal）和“高”（High）冗余设置。“普通”冗余涉及存储数据的两个副本以防止磁盘故障，而“高”冗余涉及保留三个副本以提高数据安全性。这种内置冗余允许 ASM 自动检测和修复磁盘问题；确保数据安全性和可访问性，而无需进行复杂的手动操作。这是实现企业系统必需的高可用性的关键方面。

Oracle ASM 提供了另一个重要的优势：可扩展性。管理员可以在不中断服务的情况下方便地从 ASM 磁盘组中添加或删除磁盘，从而能够随着存储容量的需求轻松扩展。这种动态调整大小的功能最大限度地减少了深入规划和重新配置的需要，这对于存储需求快速变化的环境尤其有用。

除了这些特性外，ASM 还通过消除对传统文件系统的需要来简化存储管理。它将信息组织在专用的 ASM 磁盘组内，作为一个由 Oracle 直接管理的灵活高效的存储层。ASM 通过提供自动 I/O 均衡、数据冗余和易于扩展等功能，简化了数据库管理员的任务，从而降低了复杂性和工作负载。总而言之，ASM 的一系列功能使其成为管理 Oracle 数据库中数据存储的强大选择，既保证了可靠性又保证了生产力。

ASM 的工作原理

Oracle ASM 的工作原理是提供一个创新、自动化的层，有效地管理存储磁盘上的数据分布。本质上，ASM 将数据组织到磁盘组中，磁盘组由 ASM 磁盘组成，并为 Oracle 数据库创建一个单一的存储池。这种方法使 ASM 能够管理将数据分布到多个磁盘上的挑战性任务，提高效率并最大限度地减少手动存储管理的需求。

ASM 磁盘是 ASM 将其组织到磁盘组中的基本存储元素。根据它们的设置方式，这些磁盘可以是物理驱动器或逻辑卷。在每个磁盘组中，ASM 将存储划分为 AU（Allocation Units），它们是相等的数据空间块，便于数据分布和检索。ASM 能够根据需求，利用 1 MB 到 64 MB 不等大小的分配单元，有效地在多个磁盘上存储数据库对象。

条带化（Striping）和镜像（Mirroring）是影响 ASM 有效性的两个关键机制。ASM 中的条带化过程涉及将数据以小块（即条带）的形式分布到磁盘组中的所有磁盘上，而不是将其保存在单个磁盘上。ASM 通过条带化数据来平衡 I/O 工作负载，这有助于提高读写性能，同时减少瓶颈，这是繁忙环境中的一个关键因素。

相比之下，镜像通过在磁盘组的多个磁盘上复制数据来确保数据冗余。ASM 提供不同级别的镜像以满足各种需求；例如，“普通”冗余提供数据的两个副本，“高”冗余提供三个副本。ASM 提供的镜像选项通过自动识别问题并切换到健康的数据副本，确保数据可访问性并防止磁盘故障。

在 Oracle 中使用 ASM 的好处

Oracle ASM 为数据库性能和管理提供了许多重要的优势，使其成为任何 Oracle 环境中的宝贵资源。ASM 的一个关键优势在于其简化存储的能力。ASM 通过自动化数据分布和跨磁盘重新平衡等任务，消除了复杂手动存储设置的需要。数据库管理员可以专注于更高级的任务，而不是处理特定的存储需求，从而大大简化了操作。

另一个重要优势是存储空间的利用率得到提高。ASM 有效地管理跨所有磁盘的数据分布，将其平均分布以优化存储资源。这种公平的方法避免了某些磁盘过载而其他磁盘使用不足的情况，从而最大化存储容量并减少浪费。

ASM 利用其条带化和 I/O 均衡功能来提高数据库性能。数据通过条带化分布到多个磁盘上，这通过共享读写工作负载来提高速度。这对于事务量大的环境尤其有利，在这些环境中，快速访问数据至关重要。此外，ASM 会持续监控和调整 I/O 分布，以在无需手动干预的情况下保持最高性能。

ASM 的冗余选项甚至增加了可靠性。ASM 通过自动将数据复制到多个磁盘来防止磁盘故障时出现停机，从而确保数据库的可用性。强大的可用性，以及性能和效率的提升，使 ASM 成为管理 Oracle 数据库的宝贵资产。总而言之，ASM 通过自动化任务、有效利用资源和提高性能，帮助使 Oracle 环境更高效、更具弹性且更易于管理。

ASM 的架构和组件

Oracle ASM 的架构旨在提供一种可靠且高效的数据存储管理方法，避免了传统文件系统通常带来的复杂性。ASM 具有其独特的结构，独立于数据库实例，但与 Oracle 的数据库系统紧密集成。这种设计包括各种关键元素，如 ASM 实例、磁盘组和故障组，每个元素在存储管理和优化中都发挥着独特的作用。

ASM 实例是一个独立的实例，它独立于数据库实例运行，但与它们紧密协作。它本身不是数据，但它的作用是监控和控制 ASM 磁盘组中的存储，数据就存储在那里。每个 ASM 实例都需要很少的资源，并专注于管理存储任务，如在磁盘之间分配数据以及在磁盘更改时执行自动重新平衡。它还管理元数据和磁盘运行状况，以确保所有连接到 ASM 的 Oracle 数据库实例都能顺畅地访问存储。

磁盘组包含 ASM 磁盘，并充当 ASM 用于存储和组织数据的存储池。ASM 确保写入数据库的数据以平衡的方式分布在磁盘组中，同时考虑条带化和镜像配置，以保持适当的 I/O 操作和可靠性。磁盘组使 ASM 能够简化存储分配并提供灵活性，允许动态添加或删除磁盘以满足存储需求，而不会影响数据库。

故障组是增强 ASM 磁盘组中数据保护的额外功能。通过根据可能的故障点（如控制器或存储架）对磁盘进行分类，ASM 确保数据副本分布在不同的故障组中。这样可以确保在某个故障组受到损害时，还有另一个数据副本可用，从而实现高可用性。

ASM 磁盘组和冗余

Oracle ASM 中的 ASM 磁盘组是磁盘的逻辑集合，它们汇集在一起以高效地存储和管理数据。

在这些磁盘组中，Oracle ASM 提供三种冗余级别来保护数据：普通冗余（Normal Redundancy）、高冗余（High Redundancy）和外部冗余（External Redundancy）。

• 普通冗余在磁盘之间维护数据的两个副本，确保如果一个磁盘发生故障，另一个副本会立即可用。这种设置在数据保护和存储效率之间提供了良好的平衡。
• 高冗余存储数据的三个副本，提供更强大的解决方案，可以防止多个磁盘故障，这非常适合需要最大数据可用性的任务关键型应用程序。
• 外部冗余依赖外部系统进行冗余，这意味着 ASM 不会复制数据。当使用具有冗余功能的存储硬件时，这非常合适。

ASM 与传统存储管理

Oracle ASM（自动存储管理）在方法、性能和易维护性方面与传统存储管理方法有显著不同。与需要手动配置和文件系统管理的传统系统不同，ASM 自动化数据分布和磁盘管理，减少了管理工作量。ASM 将磁盘组织成组，并自动进行条带化和镜像，通过平衡 I/O 和最大限度地减少瓶颈来提高性能。此外，ASM 简化了维护；可以在不中断服务的情况下动态添加或删除磁盘，而传统系统通常需要更复杂的重新配置。总而言之，ASM 的自动化和效率提供了一种比传统存储管理更简化、高性能的替代方案。

用例和实际应用

Oracle ASM 通常用于需要高水平性能、可靠性和简化存储管理的场景。在金融服务等行业，快速的交易处理和数据准确性至关重要；ASM 的自动条带化和镜像有助于确保无缝、安全的操作，即使在高需求下也是如此。在医疗保健行业，ASM 也为存储患者信息和医学影像的大型数据库提供了安全性，确保最少的干扰并确保关键数据的持续可用性。

电子商务平台也受益于 ASM，因为它们需要快速的数据访问和可靠的可用性来有效地处理大量的客户互动和交易。电信公司使用 ASM 来支持呼叫数据记录和计费系统等数据密集型应用程序，需要能够根据需求有效扩展的存储解决方案。由于其在各种行业中提高性能、简化存储任务和保证数据可用性的能力，ASM 是数据驱动环境的首选。

结论

Oracle ASM 是现代 Oracle 环境中的一项重要工具，为处理数据库存储提供了高效、高性能的选择。通过自动化数据分布、冗余和均衡等过程，ASM 简化了存储管理并降低了管理复杂性。动态扩展、条带化和镜像功能提高了数据可用性和系统弹性，使其非常适合关键应用程序。最终，ASM 的效率、可靠性和可扩展性帮助组织有效且安全地管理其 Oracle 数据库。