面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$CELL

在这里插入图片描述

好的，我们来对 Oracle 19C 数据库中的 V$CELL_CONFIG 动态性能视图进行一次全面、深入的解析。

这个视图是 Oracle Exadata 数据库机器环境的核心视图，它提供了数据库实例所感知到的 Exadata 存储单元（Cell）的物理和逻辑配置信息。它是理解Exadata存储架构和进行容量规划的基础。

1. 作用与简介

核心作用：
V$CELL_CONFIG 动态性能视图用于显示 Exadata 存储单元中各种资源的静态配置信息。它回答了关于Exadata存储层“是什么”和“有什么”的问题：存储单元由哪些磁盘组成？配置了哪些网格磁盘和闪存缓存？它们的容量和属性如何？

背景知识：

Exadata 存储层次结构：
1. 物理磁盘 (Physical Disk)：实际的硬件设备，包括硬盘 (HDD) 和闪存卡 (Flash SSD)。
2. 逻辑单元 (LUN)：物理磁盘被划分为LUN（通常一个物理磁盘一个LUN）。
3. 网格磁盘 (Grid Disk)：在LUN之上创建的逻辑磁盘，是ASM（自动存储管理）所能识别和使用的存储单元。ASM磁盘组由网格磁盘构成。
4. 闪存缓存 (Flash Cache)：使用闪存卡的一部分空间创建的读缓存，用于加速对硬盘上数据的访问。
5. 闪存日志 (Flash Log)：使用闪存卡的一部分空间创建的重做日志缓存，用于加速日志写入。

V$CELL_CONFIG 提供了这个层次结构中所有对象的配置快照。

2. 使用场景

容量规划与资产管理：
- 快速获取整个Exadata存储层的物理容量、已分配容量和可用容量。
- 统计不同类型磁盘（HDD/SSD）的数量和大小，用于硬件规划和审计。
配置验证与合规性检查：
- 验证存储单元的配置是否符合预期（例如，网格磁盘的命名约定、大小、分配策略是否正确）。
- 检查所有存储单元的配置是否一致，避免因配置差异导致性能问题。
故障排查与根本原因分析：
- 当出现磁盘故障或性能问题时，通过此视图可以确定故障磁盘所属的存储单元、磁盘类型及其关联的网格磁盘，从而评估影响范围。
- 确认闪存缓存和闪存日志的配置是否启用且大小合理。
性能分析辅助：
- 结合 V$CELL_DISK（动态性能指标）和 V$CELL_CONFIG（静态配置信息），可以全面了解磁盘的配置和运行状况。例如，了解一个高性能的网格磁盘是建立在HDD还是SSD之上。

3. 字段含义详解

V$CELL_CONFIG 视图中的每一行代表Exadata存储单元中的一个配置对象（如物理磁盘、网格磁盘等）。以下是其核心字段：

4. 相关视图与基表

相关动态性能视图（Exadata系列）：
- V$CELL：提供存储单元的状态和概要性能指标（在线/离线、IOPS、延迟）。V$CELL_CONFIG 提供配置，V$CELL 提供状态，两者互补。
- V$CELL_DISK：提供磁盘粒度的实时I/O性能指标（如读/写次数、吞吐量、延迟）。这是 V$CELL_CONFIG 中物理和网格磁盘的动态性能对应视图。
- V$ASM_DISK / V$ASM_DISKGROUP：从ASM的角度查看网格磁盘和磁盘组。V$CELL_CONFIG 中的 GRID_DISK 就是ASM所看到的磁盘。
- GV$CELL_CONFIG： V$CELL_CONFIG 的全局版本，在RAC环境中显示所有实例看到的配置信息。
基表 (Underlying Table)：
- V$CELL_CONFIG 是一个动态性能视图，其数据来源于数据库实例与Exadata存储单元管理进程 (Cellsrv) 通信所获取的配置信息。
- 当数据库实例启动或定期刷新时，它会通过管理网络查询每个Cell的配置。
- 这些配置数据被缓存在数据库实例的SGA中。
- 该视图通过查询底层未公开的 X$ 表（如 X$KCFIOCELLCONF）来获取这些缓存的配置信息。严禁直接查询X$表。

5. 底层详细原理

配置发现与缓存：
- 数据库实例通过一个专用的管理网络与每个Cell上的 Cellsrv 进程建立连接。
- 实例会向 Cellsrv 发送查询请求，获取其详细的硬件和逻辑配置清单。
- Cellsrv 返回的配置信息是相对静态的，不会频繁变化（除非管理员执行了 cellcli 命令来更改配置）。
- 数据库实例将这些信息缓存在内存中，以减少对Cell的频繁查询。V$CELL_CONFIG 视图展示的就是这个缓存的内容。
配置与性能数据的分离：
- Oracle采用了一种清晰的分层设计：
  - V$CELL_CONFIG：提供静态的、不经常变化的配置数据（如磁盘大小、类型、名称）。
  - V$CELL_DISK, V$CELL：提供动态的、持续变化的性能计数器（如IOPS、延迟、错误计数）。
- 这种分离使得每种类型的查询都更加高效。检查配置时无需扫描性能计数器，反之亦然。
视图数据查询：
- 查询 V$CELL_CONFIG 时，Oracle 直接读取SGA中缓存的配置信息内存结构，并将其格式化为表格形式返回。这是一个开销很低的操作，因为不涉及与Cell的实时通信或复杂的计算。

6. 常用查询SQL示例

1. 查看所有存储单元的物理磁盘配置（硬件清单）

SELECT cell_name, object_name, disk_type, size_gb, status
FROM v$cell_config
WHERE object_type = 'PHYSICAL_DISK'
ORDER BY cell_name, disk_type, object_name;

2. 查看所有网格磁盘及其所属Cell（ASM磁盘的前身）

SELECT cell_name, object_name, size_gb, status
FROM v$cell_config
WHERE object_type = 'GRID_DISK'
ORDER BY cell_name, object_name;

3. 统计每个Cell上不同类型磁盘的总容量

SELECT cell_name, disk_type, COUNT(*) AS disk_count, SUM(size_gb) AS total_capacity_gb
FROM v$cell_config
WHERE object_type = 'PHYSICAL_DISK'
GROUP BY cell_name, disk_type
ORDER BY cell_name, disk_type;

4. 检查闪存缓存和闪存日志的配置

SELECT cell_name, object_type, object_name, size_gb, status
FROM v$cell_config
WHERE object_type IN ('FLASHCACHE', 'FLASHLOG')
ORDER BY cell_name, object_type;

5. 查找所有非Online状态的配置对象（故障排查）

SELECT cell_name, object_type, object_name, status, admin_state, comments
FROM v$cell_config
WHERE status != 'Online' OR admin_state != 'Normal'
ORDER BY cell_name, object_type;

6. 验证集群中所有Cell的配置是否一致（合规性检查）

SELECT object_type, disk_type, size_gb, COUNT(DISTINCT cell_name) AS cell_count
FROM v$cell_config
WHERE object_type IN ('PHYSICAL_DISK', 'GRIDDISK')
GROUP BY object_type, disk_type, size_gb
HAVING COUNT(DISTINCT cell_name) < (SELECT COUNT(DISTINCT cell_name) FROM v$cell_config)
ORDER BY object_type, disk_type;
-- 如果某种配置的cell_count小于总cell数，说明配置不一致

总结

V$CELL_CONFIG 是 Oracle Exadata 环境中用于存储配置管理和发现的权威视图。

核心价值：提供了Exadata存储层硬件和逻辑配置的静态、全局视图，是进行容量规划、配置验证和故障影响分析的基础。
监控重点：
- OBJECT_TYPE：区分你要查看的配置对象类型（物理磁盘、网格磁盘、闪存缓存等）。
- SIZE_GB：容量规划的核心数据。
- STATUS 和 ADMIN_STATE：确保所有配置对象处于正常状态。
使用哲学：
1. 将其作为Exadata环境的信息中心，用于了解存储架构。
2. 将其与动态性能视图（如 V$CELL_DISK, V$CELL）结合使用。先用 V$CELL_CONFIG 了解“有什么”，再用其他视图查看“表现得怎么样”。
3. 在RAC环境中，使用 GV$CELL_CONFIG 确保所有实例看到的配置是一致的。