Создание и настройка LVM Linux

LVM или Logical Volume Manager - это еще один программный уровень абстракции над физическими разделами жесткого диска, который позволяет создавать логические тома для хранения данных без непосредственной переразметки жесткого диска на одном или нескольких жестких дисках. LVM увеличивает удобство работы с жестким диском, аппаратные особенности работы скрываются программным обеспечением, поэтому вы можете изменять размеры дисков, перемещать их на лету, без остановки приложений или размонтирования файловых систем. Это очень удобно на серверах, вы можете добавить еще один диск или расширить существующие lvm тома на лету.

LVM работает на уровне ядра, поэтому гарантируется максимальная прозрачность настройки и использования дисков. Программы смогут работать с логическими, виртуальными lvm разделами, точно так же, как и с обычными.
Давайте рассмотрим преимущества использования LVM перед обычными разделами жесткого диска.

• Легкое изменение размера - вы можете расширить или уменьшить lvm раздел без переформатирования диска
• Легкая расширяемость пространства - вы можете увеличить доступное пространство просто добавляя новые физические диски в общий пул памяти LVM, таким образом, вы получаете большую гибкость.
• Резервное копирование и зеркалирование данных - возможность записи на несколько дисков одновременно позволяет увеличить производительность работы системы, а также есть возможность настроить зеркалирование данных и резервное копирование разделов для увеличения безопасности.
• Читаемые имена - вы можете давать любые имена вашим логическим разделам, так чтобы они соответствовали назначению раздела и легко запоминались.

Теперь перейдем от теории ближе к практике. Рассмотрим создание LVM, настройку и работу с дисками. Как основную операционную систему мы будем использовать Ubuntu, но данная инструкция подойдет и для любого другого дистрибутива Linux.

Создание LVM Linux

Структура LVM состоит из трех частей:

• Физический том (один или несколько), Physical Volume (PV)
• Группа физических томов, Volume Group (VG)
• Логический том, который и будет доступен программам, Logical Volume (LV)

Перед тем как начинать создание lvm linux необходимо установить нужные для этого инструменты:

$ sudo apt-get install lvm2

Соответственно структуре LVM, нам нужно будет инициализировать физические разделы для LVM, объединить их в группу, а затем создать из этой группы нужные нам логические тома.

Инициализация физических LVM разделов

Сначала определимся с томами, которые будем использовать, допустим это будут /dev/sda6 и /dev/sda7. Инициализировать их для работы LVM можно с помощью команды pvcreate:

$ sudo pvcreate /dev/sda6 /dev/sda7

Physical volume "/dev/sda6" successfully created
Physical volume "/dev/sda7" successfully created

Чтобы посмотреть действительно ли были созданы физические тома LVM вы можете использовать команду pvcsan:

$ sudo pvscan

PV /dev/sda6 lvm2 [1.86 GB]
PV /dev/sda7 lvm2 [1.86 GB]
Total: 2 [3.72 GB] / in use: 0 [0 ] / in no VG: 2 [3.72 GB]

Также можно посмотреть физические LVM разделы с более подробными атрибутами, такими как размер, общий размер, физический размер, свободное место и т д:

$ sudo pvdisplay

--- Physical volume ---
PV Name /dev/sda6
VG Name
PV Size 1.86 GB / not usable 2.12 MB
Allocatable yes
PE Size (KByte) 4096
Total PE 476
Free PE 456
Allocated PE 20
PV UUID m67TXf-EY6w-6LuX-NNB6-kU4L-wnk8-NjjZfv --- Physical volume ---
PV Name /dev/sda7
VG Name
PV Size 1.86 GB / not usable 2.12 MB
Allocatable yes
PE Size (KByte) 4096
Total PE 476
Free PE 476
Allocated PE 0
PV UUID b031x0-6rej-BcBu-bE2C-eCXG-jObu-0Boo0x

PE Size - это размер одного блока LVM, по умолчанию он равен четырем мегабайтам, но это значение можно изменить.

Создание группы разделов LVM

Группа томов - это не что иное, как пул памяти, который будет распределен между логическими томами и может состоять из нескольких физических разделов. После того как физические разделы инициализированы, вы можете создать из них группу томов (Volume Group, VG):

$ sudo vgcreate vol_grp1 /dev/sda6 /dev/sda7

Volume group "vol_grp1" successfully created

С помощью lvm команды vgdisplay вы можете посмотреть созданные группы томов:

 

$ sudo vgdisplay

--- Volume group ---
VG Name vol_grp1
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 1
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 0
Open LV 0
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size 3.72 GB
PE Size 4.00 MB
Total PE 952
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 952 / 3.72 GB
VG UUID Kk1ufB-rT15-bSWe-5270-KDfZ-shUX-FUYBvR

Создание логических томов LVM

Теперь все готово, чтобы создать логические LVM разделы. Для этого будем использовать команду lvcreate и создадим логический раздел размером 80 Мегабайт, или 20 блоков LVM:

$ sudo lvcreate -l 20 -n logical_vol1 vol_grp1

Logical volume "logical_vol1" created

Посмотреть список доступных логических разделов LVM можно по аналогии с предыдущими разделами с помощью команды lvdisplay:

$ sudo lvdisplay

--- Logical volume ---
LV Name /dev/vol_grp1/logical_vol1
VG Name vol_grp1
LV UUID ap8sZ2-WqE1-6401-Kupm-DbnO-2P7g-x1HwtQ
LV Write Access read/write
LV Status available
# open 0
LV Size 80.00 MB
Current LE 20
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 252:0

Теперь, когда раздел создан, мы можем работать с ним как с обычным разделом. Например, отформатируем его в файловую систему ext4, а затем примонтируем в /mnt:

$ sudo mkfs.ext4 /dev/vol_grp1/logical_vol1

$ sudo mount /dev/vol_grp1/logical_vol1 /mnt/

Как видите, монтирование lvm linux ничем не отличается от монтирования обычных разделов.
Вообще говоря, lvm разделы могут быть трех типов:

• Линейные разделы (linear volume)
• Полосные разделы (Striped Volume)
• Зеркалированные разделы (Mirrored Volume)

Линейные разделы - это обычные LVM тома, они могут быть созданы как их одного, так и нескольких физических дисков. Например, если у вас есть два диска по 2 гигабайта, то вы можете их объединить и в результате получите один раздел LVM linux, размером 4 гигабайта. По умолчанию используются именно линейные LVM разделы.
Полосные разделы очень полезны при больших нагрузках на жесткий диск. Здесь вы можете настроить одновременную запись на разные физические устройства, для одновременных операций, это может очень сильно увеличить производительность работы системы.
Для этого нужно задать количество полос записи с помощью опции -i, а также размер полосы опцией -l. Количество полос не должно превышать количества физических дисков. Например:

$ lvcreate -L 1G -i2 -I64 -n lv_stripe vol_grp1

Logical volume "lv_stripe" created

Зеркалированный том позволяет записывать данные одновременно на два устройства. Когда данные пишутся на один диск, они сразу же копируются на другой. Это позволяет защититься от сбоев одного из дисков. Если один из дисков испортится, то разделы LVM просто станут линейными и все данные по-прежнему будут доступны. Для создания такого раздела LVM Linux можно использовать команду:

$ sudo lvcreate -L 200M -m1 -n lv_mirror vol_grp1

Logical volume "lv_mirror" created

Удалить LVM раздел

Вы можете не только настроить lvm тома изменяя их размер и атрибуты, но и удалить lvm раздел, если он вам больше не нужен. Это делается с помощью lvm команды lvremove:

$ sudo lvremove /dev/vol-grp1/lv_mirror

Теперь лишний раздел удален.

Изменение размера LVM тома

Вы можете изменять уже созданные разделы LVM увеличивая или уменьшая их размер. Причем неважно есть ли место на физическом диске после этого раздела, если в пуле есть память, вы можете ее использовать для любого раздела. Чтобы изменить размер lvm используйте команду lvextend. Например, lvm увеличим размер диска из 80 до 100 мегабайт:

$ sudo lvextend -L100 /dev/vol_grp1/logical_vol1

Extending logical volume logical_vol1 to 100.00 MB
Logical volume logical_vol1 successfully resize

Также вы можете увеличить размер lvm, использовав знак +:

$ sudo lvextend -L+100 /dev/vol_grp1/logical_vol1

Extending logical volume logical_vol1 to 200.00 MB
Logical volume logical_vol1 successfully resized

Точно так же можно выполнить уменьшение lvm раздела с помощью знака -.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели создание lvm разделов в linux, а также настройку, увеличение, уменьшение и монтирование lvm linux. Теперь вы знаете насколько это мощная технология и сколько преимуществ она может дать не только на сервере, но и на домашнем ПК. Вы раньше использовали LVM? Будете использовать?