Automatic Storage Management (ASM)

ASM werd in 2007 geïntroduceerd door Oracle met de release van Oracle 10gR1. Tot die tijd werd je geacht OCFS (Oracle Cluster File System) als clusterfilesysteem in te zetten in bijvoorbeeld een RAC Cluster.

Aangezien OCFS in de basis een filesysteem is zoals alle andere betekent dat het opzetten en beheren van OCFS-volumes t.b.v. opslag van o.a. database bestanden primair de taak van de systeembeheerder is. Dit veranderde door de introductie van ASM. ASM is primair een database filesysteem en een (Cluster) Volumemanager. Een van de hoofddoelen van ASM is het vereenvoudigen van het beheer van de datafiles, controlfiles, redologsfiles, archivelogs en zelfs RMAN back-ups. Met de introductie van ASM werd het mogelijk voor DBA’s om het beheer van volumes en filesystemen zelf, zonder afhankelijkheid van systeembeheerders, uit te voeren m.b.v. o.a. SQL. In deze eerste release was ASM een onderdeel van de RDBMS Server Software. Om de gewenste scheiding, denk bijvoorbeeld aan het toepassen van patches, tussen de Oracle_Home (OH) van ASM en de databases te realiseren, moest er een aparte OH worden gecreëerd puur voor ASM. In een RAC omgeving betekende dit dat er minimaal 3 OH’s aanwezig waren op elke Cluster node. 1 OH t.b.v. de Oracle Clusterware, 1 RDBMS OH voor ASM en minimaal 1 RDBMS OH t.b.v. de databases. Sinds Oracle 11gR2 is ASM een onderdeel van Grid-Infrastructure (GI) Software (de opvolger van Clusterware). GI kan zowel worden geïnstalleerd als een Cluster of als een Standalone installatie.

Architectuur

Oracle ASM is geen database, maar een instance van het type ASM. Net als database instances bestaat een ASM instance uit gealloceerd geheugen en background processen. ASM maakt gebruik van diskgroepen voor de opslag van database bestanden en sinds 11gR2 ook voor de opslag van Cluster gerelateerde bestanden zoals Votingdisks en de ClusterRegistry. Een diskgroep bestaat uit 1 of meerdere disks die door ASM als 1 worden behandeld. ASM verdeeld database bestanden zoals b.v. datafiles in extent. Extents worden door ASM gelijkmatig verdeeld (gebalanceerde en automatisch data distributie) over de disks die onderdeel zijn van de diskgroep waarin de database bestanden worden opgeslagen. Een database die gebruik maakt van ASM voor de opslag van de 1 of meerdere bestanden krijgt direct toegang tot de disks. De ASM instance zelf maakt geen onderdeel uit van de I/O operations waarmee gesteld kan worden dat ASM Raw Disk performance biedt.

Zie onderstaande weergave van de ASM Storage componenten.

Zoals al even aangehaald in de introductie vereenvoudigt ASM het beheer van database bestanden. In tegenstelling tot een regulier filesysteem hoeft bij de creatie van database bestanden alleen de naam van de ASM diskgroep te worden gespecifieerd. Standaard diskgroepen voor bijvoorbeeld datafiles of redologs kunnen worden gedefinieerd in elke database instance waarmee zelfs de naam van de diskgroep niet meegegeven hoeft te worden. Bijvoorbeeld het toevoegen van een datafile aan een tablespace kan m.b.v. het volgende commando:

SQL ALTER TABLESPACE TSNAAM ADD DATAFILE ‘+DGNAAM’ SIZE 1G;

Of in het geval dat de parameter db_create_file_dest is gedefinieerd kan worden volstaan met:

SQL ALTER TABLESPACE TSNAAM ADD DATAFILE SIZE 1G;

ASM maakt voor de opslag van database bestanden gebruik van OMF (Oracle Managed Files) waarvoor een set van templates zijn gedefinieerd binnen ASM. Indien gewenst kunnen eigen templates worden gedefinieerd.

Redundancy

Naast de ondersteuning van Array-Based (External) Redundancy bied ASM ook de mogelijkheid om Redundancy toe te passen op diskgroep niveau. Deze Host-Based Redudancy is onder te verdelen in:

• Normal Redundancy.
• High Redundancy.

Normal Redundancy wordt ook wel double-mirroring genoemd wat betekent dat elke extent twee keer wordt weggeschreven. Bij High Redundancy of triple-mirroring wordt elke extent 3x weggeschreven over verschillende Fail-Groups.

Bij het gebruik van Redundancy vanuit ASM wordt gebruik van Fail-Groups. Er kunnen specifieke Fail-Groups worden gedefinieerd bij de creatie van een diskgroep. Dit kan bijvoorbeeld handig zijn in het geval waarbij er twee of meerdere storage locaties zijn waarbij het wenselijk is om de aangeboden disks per locatie te groeperen.

Rebalancing

Een van de meer krachtige mogelijkheden van ASM is het automatisch online rebalancen. Op het moment dat de storage configuratie wijzigt zal ASM ervoor zorgen dat de blokken worden verdeeld. In het geval van dat een disk wordt verwijderd uit een diskgroep zullen de blokken van deze disk gemigreerd worden naar de overgebleven disk(s) in de diskgroep. Wanneer er een extra disk wordt toegevoegd aan een diskgroep zal ASM de blokken gelijkmatig verdelen. Deze rebalance acties gebeuren op de achtergrond waarbij de rebalance power kan worden ingesteld tussen 1 en 11. Hoe hoger de waarde des te sneller zal de rebalance operatie zijn afgerond. Hoe hoger de waarde van de rebalance power hoe hoger ook de impact, qua performance, op de overige “gebruikers” van de diskgroep.

De kracht van rebalancing kan bijvoorbeeld heel goed worden ingezet bij SAN migraties. Door disks vanuit een nieuw SAN aan te bieden aan de ASM instance, wordt het mogelijk om online alle blokken te migreren vanaf het bestaande SAN naar de nieuwe storage.

ACFS | CloudFS

Daar waar ASM primair ontwikkeld is als een database filesysteem, heeft Oracle ACFS ontwikkeld (geïntroduceerd in 2007 bij de release van 11gR1) met als doel de functionaliteit van ASM uit te bouwen naar een algemeen te gebruiken filesysteem

ACFS staat voor Oracle Automatic Storage Management Cluster File System en is feitelijk een add-on bovenop ASM waarmee het mogelijk is om gebruik te maken van alle voordelen die ASM biedt en daarop een multifunctioneel filesysteem aan te bieden. Een ASM Cluster File System wordt gecreëerd in een Automatic Storage Management Dynamic Volume (AMDV) wat op zijn beurt gecreëerd wordt in een ASM diskgroep. Wat betekent dat alle voordelen die ASM biedt gebruikt kunnen worden op een multifunctioneel Cluster filesysteem. Een veel geziene toepassing van ACFS is voor de opslag van RMAN bestanden die doordat het een “leesbaar” filesysteem die door een standaard filesysteem agent veilig gesteld kunnen worden op de backup oplossing.

ACFS wordt bijvoorbeeld als standaard gebruikt in Engineered Systems van Oracle zoals de Oracle Database Appliance (ODA) voor o.a. de opslag van alle database gerelateerde bestanden.

CloudFS is geïntroduceerd in Oracle11gR2 patchset 11.2.0.2.0 en is een nieuwe licentievorm voor ACFS inclusief de Advanced Data Services die ACFS biedt waaronder:

• Snapshot
• Replication
• Tagging
• Security
• Encryption
• Auditing

CloudFS (ACFS) is nog steeds gratis te gebruiken wanneer het wordt toegepast voor de opslag van Oracle database files, Oracle Application binaries, Oracle Homes en Oracle software administrative and diagnostics files, met dien verstande dat er geen gebruik gemaakt mag worden van de hierboven genoemde services zoals snapshots en replication.

Wat kan DBA.nl voor u betekenen?

DBA.nl heeft sinds de introductie van ASM in 2007 zijn sporen verdient met de implementatie en het beheer van ASM omgevingen variërend van kleine standalone omgevingen tot complexe, geografische gescheiden omgevingen met uiteenlopende Redundancy niveaus.

Mocht u advies of hulp willen bij de implementatie en/of bij het beheren van ASM, dan kunt u contact opnemen met onze afdeling sales op telefoonnummer 088 055 55 50

Bronvermelding

• https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/12.2/ostmg/toc.htm
• http://www.oracle.com/technetwork/products/cloud-storage/cloudfs-datasheet-279846.pdf
• https://blogs.oracle.com/oda/asm-normal-redundancy-versus-high-redundancy-on-oracle-database-appliance
• https://www.slideshare.net/santoshkangane/oracle-11g-r2-rac-implementation-and-concept