Настройка и управление LVM разделами в Linux
LVM (Logical Volume Manager) – подсистема операционных систем Linux, позволяющая использовать разные области физического жесткого диска или разных жестких дисков как один логический том. LVM встроена в ядро Linux и реализуется на базе device mapper.
Главные преимущества LVM – высокий уровень абстракции от физических дисков, гибкость и масштабируемость. Вы можете на лету изменять размер логического тома, добавлять (и удалять) новые диски. Для LVM томов поддерживается зекалирование, снапшоты (persistent snapshot) и striping (расслоение данных между несколькими дисками с целью увеличения производительности).
В данной статье мы рассмотрим использование LVM разделов на примере Linux CentOS 8, покажем процесс объединения двух дисков в одну группу LVM, посмотрим как создавать группы, тома, монтировать, расширять и уменьшать размер LVM разделов.
Прежде всего нужно разобраться с уровнями дисковых абстракций LVM.
- Physical Volume (PV) – физический уровень. Физические диски инициализируются для использования в LVM.
- Volume Group (VG) – уровень группы томов. Инициализированные диски объединяются в логические группы с именем.
- Logical Volume (LV) — создается логический том на группе томов, на котором размещается файловая система и данные.
Установка утилиты lvm2
Чтобы начать работу с LVM, нужно установить утилиту lvm2. Выполним следующие команды:
Шпаргалка по управлению разделами LVM
Гугль располагает сотнями отличных статей, содержащих теорию о Linux LVM (Linux Volume Manager) — встроенной системе управления логическими дисками. В этой статье собран «карманный» набор команд для решения типовых задач.
На приведенной схеме наглядно изображена структура LVM
Посмотреть информацию о существующих физических разделах (PV), группах разделов (VG) и логических разделов (LV) можно с помощью команд
Находим физический диск (в моем случае это будет sdc — свежедобавленный диск без разделов)
$ ls -1 /dev | grep sd sda sda1 sda2 sdb sdb1 sdc
Посмотреть информацию о разделе можно с помощью команды
Создаем раздел
$ pvcreate /dev/sdc Physical volume "/dev/sdc" successfully created. $ dd if=/dev/zero of=/dev/sdc bs=1k count=1 1+0 записей получено 1+0 записей отправлено скопировано 1024 байта (1,0 kB), 0,00115763 c, 885 kB/c $ blockdev --rereadpt /dev/sdc $ fdisk /dev/sdc
В fdisk`е жмем n для создания нового раздела, затем p, чтобы сделать его primary. Номер раздела — 1, первый и последний сектор оставляем по умолчанию (если хотим использовать все пространство диска). Для выхода с записью изменений нажимаем w. Создастся раздел sdc1, который займет все свободное пространство sdc. Проверить можно с помощью команды:
$ ls -1 /dev | grep sdc sdc sdc1
Создаем группу томов (если добавляем несколько разделов — пишем их через пробел)
или добавляем к существующей группе томов
$ vgscan Reading volume groups from cache. Found volume group "vg1" using metadata type lvm2
Добавим новый раздел swap
$ lvcreate -L500M -n new_swap vg1 Logical volume "new_swap" created. $ mkswap /dev/vg1/new_swap Setting up swapspace version 1, size = 511996 KiB без метки, UUID=b64aae09-ec70-4b5a-b4e2-ba0fe39ec1df $ swapon /dev/vg1/new_swap
Теперь проверим, подцепился ли новый swap раздел
/dev/vg1/new_swap swap swap defaults 0 0
Создадим новый раздел и смонтируем его в папку /share
$ cd / $ mkdir /share $ lvcreate -L1G -n lv_share vg1 Logical volume "lv_share" created. $ mke2fs /dev/vg1/lv_share . Allocating group tables: done Writing inode tables: done Writing superblocks and filesystem accounting information: done $ mount /dev/vg1/lv_share /share
Проверим, что новый раздел смонтировался
$ df -h | grep lv_share /dev/mapper/vg1-lv_share 1008M 1,3M 956M 1% /share
Теперь выясним UUID раздела и добавим его в fstab
$ blkid | grep lv_share /dev/mapper/vg1-lv_share: UUID="4295775f-672f-4fd4-a1ff-ef3103d82fa8" TYPE="ext2" $ vi /etc/fstab
. UUID=4295775f-672f-4fd4-a1ff-ef3103d82fa8 /share ext2 defaults 0 0
Изменить размер логического диска можно с помощью команд (предварительно отмонтировать). После внесения изменений необходимо использовать команду resize2fs!
$ lvextend -L+500M /dev/vg1/lv_share Size of logical volume vg1/lv_share changed from 1,00 GiB (256 extents) to 1,49 GiB (381 extents). Logical volume vg1/lv_share successfully resized.
$ lvreduce -L700M /dev/vg1/lv_share WARNING: Reducing active and open logical volume to 700,00 MiB. THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce vg1/lv_share? [y/n]: y Size of logical volume vg1/lv_share changed from 1,49 GiB (381 extents) to 700,00 MiB (175 extents). Logical volume vg1/lv_share successfully resized.
$ lvresize -r -L2G /dev/vg1/lv_share . Resizing the filesystem on /dev/mapper/vg1-lv_share to 524288 (4k) blocks. The filesystem on /dev/mapper/vg1-lv_share is now 524288 blocks long.
Удаление логических томов (предварительно удалить их из fstab)
$ lvremove /dev/vg1/new_swap Do you really want to remove active logical volume vg1/new_swap? [y/n]: y Logical volume "new_swap" successfully removed
Сменить тип раздела на Linux LVM можно с помощью fdisk
$ fdisk /dev/sdc Command: t Selected partition: 1 Hex code (type L to list codes): 8e Command: w The partition table has been altered!
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 слоев:
- 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:
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
Чтобы посмотреть действительно ли были созданы физические тома LVM вы можете использовать команду pvscan:
Также можно посмотреть физические LVM разделы с более подробными атрибутами, такими как размер, общий размер, физический размер, свободное место и т д:
Здесь 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
С помощью LVM команды vgdisplay вы можете посмотреть созданные группы томов:
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
Если вы хотите задать размер в обычных единицах измерения, то необходимо использовать опцию -L. Например, для тех же 80-ти мегабайт:
sudo lvcreate -L 80M -n logical_vol1 vol_grp1
В качестве приставки для указания размера можно использовать такие буквы:
Посмотреть список доступных логических разделов LVM можно по аналогии с предыдущими разделами с помощью команды lvdisplay:
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 в 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 из одного, так и из 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:
sudo lvcreate -L 1G -i 2 -n logical_vol2 vol_grp1
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
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+100M /dev/vol_grp1/logical_vol1
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?
Обнаружили ошибку в тексте? Сообщите мне об этом. Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter.