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本繁體中文版使用機器翻譯，譯文僅供參考，若與英文版本牴觸，應以英文版本為準。

Oracle 資料庫的 WAFL 對齊驗證

貢獻者

正確的 WAFL 對齊對於良好的效能至關重要。雖然 ONTAP 以 4KB 單位管理區塊、但這並不表示 ONTAP 以 4KB 單位執行所有作業。事實上、 ONTAP 支援不同大小的區塊作業、但基礎會計是由 WAFL 以 4KB 為單位進行管理。

「對齊」一詞是指 Oracle I/O 與這些 4KB 單元的相對應方式。最佳效能要求 Oracle 8KB 區塊位於磁碟機上的兩個 4KB WAFL 實體區塊上。如果區塊偏移 2KB 、則此區塊會位於一半的 4KB 區塊、一個獨立的完整 4KB 區塊、然後是第三個 4KB 區塊的一半。這種安排會導致效能降低。

對齊並不涉及 NAS 檔案系統。Oracle 資料檔案會根據 Oracle 區塊的大小、與檔案的開頭對齊。因此、 8KB 、 16KB 和 32KB 的區塊大小一律會對齊。所有區塊作業都會從檔案開頭偏移、單位為 4 KB 。

相反地、 LUN 在啟動時通常會包含某種驅動程式標頭或檔案系統中繼資料、以建立偏移。對齊在現代作業系統中很少是個問題、因為這些作業系統是專為可能使用原生 4KB 磁碟區的實體磁碟機所設計、因此也需要將 I/O 與 4KB 邊界對齊才能獲得最佳效能。

不過、有一些例外情況。資料庫可能已從未針對 4KB I/O 最佳化的舊版作業系統移轉、或是在建立分割區時發生使用者錯誤、可能導致偏移量、而大小單位不是 4KB 。

下列範例僅適用於 Linux 、但程序可適用於任何作業系統。

一致

以下範例顯示單一磁碟分割的單一 LUN 對齊檢查。

首先、建立使用磁碟機上所有可用分割區的分割區。

[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]#

您可以使用下列命令以數學方式檢查對齊方式：

[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

輸出顯示單位為 512 位元組、且分割區的開頭為 32 個單位。總共 32 x 512 = 16 、 834 位元組、這是 4KB WAFL 區塊的整數倍數。此分割區已正確對齊。

若要驗證正確的對齊方式、請完成下列步驟：

  1. 識別 LUN 的通用唯一識別碼（ UUID ）。

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

  2. 進入 ONTAP 控制器上的節點 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. 在第一步中識別的目標 UUID 上開始收集統計資料。

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

  4. 執行一些 I/O請務必使用 iflag 用於確保 I/O 同步且無緩衝的引數。

    註 請務必小心使用此命令。反轉 if 和 of 引數會破壞資料。 
    [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. 停止統計資料並檢視對齊分佈圖。所有 I/O 都應位於 .0 貯體、表示 I/O 與 4KB 區塊邊界對齊。

    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%

未對齊

以下範例顯示 I/O 未對齊：

  1. 建立不符合 4KB 邊界的分割區。這不是現代作業系統的預設行為。

    [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. 已建立磁碟分割、並使用 33 磁區偏移值、而非預設的 32 。重複中所述的程序 "一致"。直方圖顯示如下：

    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%

    錯誤的對齊是顯而易見的。I/O 大多落在 * 之中 *.1 符合預期偏移的貯體。建立分割區時、它會比最佳化的預設值更進一步移入 512 個位元組、這表示長條圖偏移 512 個位元組。

    此外 read_partial_blocks 統計資料為非零、這表示執行的 I/O 並未填滿整個 4KB 區塊。

重作記錄

此處說明的程序適用於資料檔案。Oracle 重做記錄和歸檔記錄檔有不同的 I/O 模式。例如、重做記錄是單一檔案的循環覆寫。如果使用預設的 512 位元組區塊大小、寫入統計資料看起來會像這樣：

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 會分散到所有分佈式分佈區、但這並不是效能考量。不過、重做記錄率極高可能會因為使用 4KB 區塊大小而受惠。在這種情況下、最好確定重做記錄 LUN 已正確對齊。不過、這對於資料檔案對齊的良好效能並不重要。