Physical metadata replication
从版本12.1开始，ASM会对某些物理元数据做一份复制，具体的说是每个磁盘的第一个AU（0号AU）上元数据。这意味着，ASM同时维护着两份磁盘头、FST（Free Space Table）表、AT（Allocation table）表的数据。需要注意的是ASM对这些数据采用的是复制（replicate），而不是镜像（mirror）。ASM镜像（mirror）意味着把一份数据，拷贝到不同磁盘上；而物理元数据的副本位于相同的磁盘，因此使用的术语复制（replicate）。这意味着在external冗余的磁盘组中，物理元数据也会被复制。
PST也是物理元数据，但是ASM是通过镜像，而不是复制来提供数据保护。因此只有在normal和high冗余的磁盘组中，PST表存在数据的冗余。
Where is the replicated metadata
物理元数据位于每块ASM磁盘的0号AU。元数据复制的特性打开后，ASM会把0号AU的内容拷贝到11号AU，然后同时维护这两份副本。创建磁盘组时如果指定或修改了一个已经存在的磁盘组的compatibility属性为12.1及以上，该特性会自动被打开。
当提升ASM compatibility属性值为12.1及以上时，如果11号AU有数据，ASM将把这些数据移动到别处，然后将物理元数据复制到11号AU。
从版本11.1.0.7开始，ASM在1号AU的倒数第二个块维护了一份磁盘头的副本。在版本12.1中，ASM仍然维护着这个副本数据。也就是说，现在每个ASM磁盘，有磁盘头的三个副本。
Disk group attribute PHYS_META_REPLICATED
通过查询磁盘组的属性PHYS_META_REPLICATED可以确认物理元数据复制的状态。比如下面这个例子：
$ asmcmd lsattr -G DATA -l phys_meta_replicated
Name Value
phys_meta_replicated true
phys_meta_replicated值为true意味着磁盘组DATA的物理元数据已经做了复制。
ASM磁盘头的fdhdb.flags条目指代了物理元数据的复制状态：
· kfdhdb.flags = 0 -- 元数据没有复制
· kfdhdb.flags = 1 -- 元数据已经复制完毕
· kfdhdb.flags = 2 -- 元数据在复制过程中
一旦kfdhdb.flags被设置为1，就再也不会回到0.
Metadata replication in action
如前面所述，在ASM兼容性设置为12.1或更高的磁盘组中，物理元数据会做复制。 下面通过两个例子来验证前面的结论：
1. 磁盘组的ASM兼容性设置为12.1：
$ asmcmd lsattr -G DATA -l compatible.asm
Name Value
compatible.asm 12.1.0.0.0
$ asmcmd lsattr -G DATA -l phys_meta_replicated
Name Value
phys_meta_replicated true
这里显示物理元数据已经被复制。下面确认该磁盘组里的所有磁盘kfdhdb.flags被设为1：
$ for disk in `asmcmd lsdsk -G DATA --suppressheader`; do kfed read $disk | egrep
"dskname|flags"; done
kfdhdb.dskname: DATA_0000 ; 0x028: length=9
kfdhdb.flags: 1 ; 0x0fc: 0x00000001
kfdhdb.dskname: DATA_0001 ; 0x028: length=9
kfdhdb.flags: 1 ; 0x0fc: 0x00000001
kfdhdb.dskname: DATA_0002 ; 0x028: length=9
kfdhdb.flags: 1 ; 0x0fc: 0x00000001
kfdhdb.dskname: DATA_0003 ; 0x028: length=9
kfdhdb.flags: 1 ; 0x0fc: 0x00000001
可以看到所有磁盘的kfdhdb.flags都被设为1，也就是该磁盘组里所有的磁盘都做了物理元数据复制。
1. 我们来看下磁盘组的ASM compatibility为11.2，然后提升至12.1会是什么情况：
SQL> create diskgroup DG1 external redundancy
2 disk '/dev/sdi1'
3 attribute 'COMPATIBLE.ASM'='11.2';
Diskgroup created.
看一下复制的状态：
$ asmcmd lsattr -G DG1 -l phys_meta_replicated
Name Value
可以看到，由于ASM兼容性低于12.1，没有physmetareplicated特性。下面通过kfed查看kfdhdb.flags参数，按照之前的结论，值应该为0：
$ kfed read /dev/sdi1 | egrep "type|dskname|grpname|flags"
kfbh.type: 1 ; 0x002: KFBTYP_DISKHEAD
kfdhdb.dskname: DG1_0000 ; 0x028: length=8
kfdhdb.grpname: DG1 ; 0x048: length=3
kfdhdb.flags: 0 ; 0x0fc: 0x00000000
现在把ASM兼容性修改到12.1：
$ asmcmd setattr -G DG1 compatible.asm 12.1.0.0.0
确认下复制的状态：
$ asmcmd lsattr -G DG1 -l phys_meta_replicated
Name Value
phys_meta_replicated true
物理元数据做了复制，所以kfdhdb.flags应该设置为1：
$ kfed read /dev/sdi1 | egrep "dskname|flags"
kfdhdb.dskname: DG1_0000 ; 0x028: length=8
kfdhdb.flags: 1 ; 0x0fc: 0x00000001
物理元数据应该被复制到11号AU：
$ kfed read /dev/sdi1 aun=11 | egrep "type|dskname|flags"
kfbh.type: 1 ; 0x002: KFBTYP_DISKHEAD
kfdhdb.dskname: DG1_0000 ; 0x028: length=8
kfdhdb.flags: 1 ; 0x0fc: 0x00000001
$ kfed read /dev/sdi1 aun=11 blkn=1 | grep type
kfbh.type: 2 ; 0x002: KFBTYP_FREESPC
$ kfed read /dev/sdi1 aun=11 blkn=2 | grep type
kfbh.type: 3 ; 0x002: KFBTYP_ALLOCTBL
这里显示11号AU中有了一份0号AU的数据副本。
最后确认下1号AU中的磁盘头副本：
$ kfed read /dev/sdi1 aun=1 blkn=254 | grep type
kfbh.type: 1 ; 0x002: KFBTYP_DISKHEAD
结果显示在1号AU的倒数第二个块中存在一份磁盘头副本。
Conclusion
12版本的ASM会把0号AU的数据在相同磁盘的11号AU做一份复制。这种特性可以让ASM在磁盘的0号AU发生数据损坏时，自动恢复数据。需要注意的是，在external冗余的磁盘组中，如果是物理元数据以外的数据发生丢失，ASM都不能做恢复。在normal冗余的磁盘组中，一个failgroup中的一块或多块磁盘有任何的数据丢失，ASM都可以做恢复。在high冗余的磁盘组中，任意两个failgroup中的一块或多块磁盘有任何数据丢失，ASM都可以做恢复。