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简体中文版经机器翻译而成，仅供参考。如与英语版出现任何冲突，应以英语版为准。

Oracle数据库的WAFL对齐验证

贡献者

正确对齐WAFL对于获得良好性能至关重要。尽管ONTAP以4 KB单位管理块、但这并不意味着ONTAP以4 KB单位执行所有操作。事实上、ONTAP支持不同大小的块操作、但底层记帐由WAFL以4 KB单位进行管理。

术语"对齐"是指Oracle I/O与这些4 KB单位的对应关系。要获得最佳性能、需要将一个Oracle 8 KB块驻留在驱动器上的两个4 KB WAFL物理块上。如果块偏移2 KB、则此块位于一个4 KB块的一半、一个单独的完整4 KB块、然后是第三个4 KB块的一半。这种排列会导致性能下降。

对齐不是NAS文件系统的问题。Oracle数据文件会根据Oracle块的大小与文件开头对齐。因此、8 KB、16 KB和32 KB的块大小始终对齐。所有块操作都会与文件开头偏移、以4 KB为单位。

与此相反、LUN通常在开始时包含某种类型的驱动程序标头或文件系统元数据、以创建偏移。在现代操作系统中、对齐很少会成为问题、因为这些操作系统专为可能使用本机4 KB扇区的物理驱动器而设计、这也需要将I/O与4 KB边界对齐以获得最佳性能。

但也有一些例外情况。数据库可能是从未针对4 KB I/O进行优化的旧版操作系统迁移的、或者分区创建期间的用户错误可能导致偏移量大小不以4 KB为单位。

以下示例是Linux专用的、但操作步骤可适用于任何操作系统。

已对齐

以下示例显示了对具有单个分区的单个LUN的对齐检查。

首先、创建使用驱动器上所有可用分区的分区。

[root@host0 iscsi]# fdisk /dev/sdb
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xb97f94c1.
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
After that, of course, the previous content won't be recoverable.
The device presents a logical sector size that is smaller than
the physical sector size. Aligning to a physical sector (or optimal
I/O) size boundary is recommended, or performance may be impacted.
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-10240, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-10240, default 10240):
Using default value 10240
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
[root@host0 iscsi]#

可以使用以下命令以数学方式检查对齐情况：

[root@host0 iscsi]# fdisk -u -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes
64 heads, 32 sectors/track, 10240 cylinders, total 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 65536 bytes
Disk identifier: 0xb97f94c1
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1              32    20971519    10485744   83  Linux

输出显示单位为512字节、分区起始单位为32。这是总共32 x 512 = 16、834字节、是4 KB WAFL块的整数倍。此分区已正确对齐。

要验证是否正确对齐、请完成以下步骤：

  1. 确定LUN的通用唯一标识符(UUID)。

    FAS8040SAP::> lun show -v /vol/jfs_luns/lun0
              Vserver Name: jfs
                  LUN UUID: ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
                    Mapped: mapped`                `

  2. 在ONTAP控制器上输入节点Shell。

    FAS8040SAP::> node run -node FAS8040SAP-02
Type 'exit' or 'Ctrl-D' to return to the CLI
FAS8040SAP-02> set advanced
set not found.  Type '?' for a list of commands
FAS8040SAP-02> priv set advanced
Warning: These advanced commands are potentially dangerous; use
         them only when directed to do so by NetApp
         personnel.

  3. 对第一步中确定的目标UUID启动统计收集。

    FAS8040SAP-02*> stats start lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
Stats identifier name is 'Ind0xffffff08b9536188'
FAS8040SAP-02*>

  4. 执行一些I/O使用非常重要 iflag 用于确保I/O是同步的且不缓冲的参数。

    备注 使用此命令时请格外小心。反转 if 和 of 参数会销毁数据。 
    [root@host0 iscsi]# dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null iflag=dsync count=1000 bs=4096
1000+0 records in
1000+0 records out
4096000 bytes (4.1 MB) copied, 0.0186706 s, 219 MB/s

  5. 停止统计信息并查看对齐直方图。所有I/O都应位于中 .0 存储分段、表示I/O与4 KB块边界对齐。

    FAS8040SAP-02*> stats stop
StatisticsID: Ind0xffffff08b9536188
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:instance_uuid:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.0:186%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.1:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.2:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.3:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.4:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.5:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.6:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.7:0%

未对齐

以下示例显示了未对齐的I/O：

  1. 创建不与4 KB边界对齐的分区。这不是现代操作系统上的默认行为。

    [root@host0 iscsi]# fdisk -u /dev/sdb
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First sector (32-20971519, default 32): 33
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (33-20971519, default 20971519):
Using default value 20971519
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

  2. 创建分区时使用的是33扇区偏移、而不是默认的32扇区偏移。重复中所述的操作步骤 "已对齐"。直方图显示如下：

    FAS8040SAP-02*> stats stop
StatisticsID: Ind0xffffff0468242e78
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:instance_uuid:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.0:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.1:136%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.2:4%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.3:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.4:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.5:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.6:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_align_histo.7:0%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:read_partial_blocks:31%

    未对齐情况很明显。I/O大部分落在*中 *.1 存储分段、与预期偏移匹配。创建分区时、该分区会比优化默认值更远地移动到设备中512字节、这意味着直方图偏移512字节。

    此外、还可以使用 read_partial_blocks 统计信息不为零、这意味着执行的I/O未填满整个4 KB块。

重做日志记录

此处介绍的过程适用于数据文件。Oracle重做日志和归档日志具有不同的I/O模式。例如、重做日志记录是对单个文件的循环覆盖。如果使用默认的512字节块大小、则写入统计信息如下所示：

FAS8040SAP-02*> stats stop
StatisticsID: Ind0xffffff0468242e78
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:instance_uuid:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.0:12%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.1:8%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.2:4%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.3:10%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.4:13%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.5:6%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.6:8%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_align_histo.7:10%
lun:ed95d953-1560-4f74-9006-85b352f58fcd:write_partial_blocks:85%

I/O将分布在所有直方图分段中、但这不是性能问题。但是、使用4 KB块大小可能会有利于极高的重做日志记录速率。在这种情况下、需要确保重做日志记录LUN正确对齐。但是、这对于获得良好性能并不像数据文件对齐那样重要。