Volume-Management im Linux

Hinweis zur Umgebung
Überblick
- Logical Volume Management
- Eigenschaften von Logical Volumes
LVM Komponenten
LVM Administration
LVM-Kommandos
- Allgemeines
- Kommandosuite lvm
Umgang mit Physical Volumes
Umgang mit Volume Groups
Umgang mit Logical Volumes
Benchmark-Vergleich
Snapshots
LVM-GUI
Verweise und Literatur

Hinweis zur Umgebung

Beispiele stammen aus Scientific Linux 5.0
LVM2
Device Mapper

Überblick

Logical Volume Management

Speicher-Virtualisierung
Abstraktion physisch verfügbarer Speicherkapazitäten (block devices)

Quelle: https://www.redhat.com/docs/manuals/enterprise/RHEL-5-manual/Cluster_Logical_Volume_Manager/

Physical Volume (PV): block devices (Festplatten, Partitions, ...)
Volume Group (VG): Zusammenfassung von PVs zu einem Pool von Speicherbereichen auf Festplatten
Logical Volume (LV): Teil einer VG - linear, striped oder mirrored

Eigenschaften von Logical Volumes

flexible Kapazität: Filesysteme über mehrere Festplatten (oder Partitions)
online resizing: Verändern der Größe im laufenden Betrieb
online data relocation: Verschieben von Daten zwischen PVs im laufenden Betrieb
freie Namenswahl: inhaltsbezogene, frei wählbare Namen
striping: Verteilen der Daten eines LVs auf zwei oder mehrere PVs im Form von Stripes
mirroring: redundante Speicherung von Daten auf zwei oder mehr PVs
snapshots: "Einfrieren" des Zustands eines LVs zu einem definierten Zeitpunkt
cluster-fähig: mehrere Computer synchronisieren den Zugriff auf LVs

LVM Komponenten

Physical Volumes

block device
muss initialisiert werden
LVM Label im zweiten 512 Byte Sektor
- persistente Kennzeichnung:
  - random UUID
  - size of block device
  - Lokation der LVM Metadaten
  - Lokation des Datenbereichs
- korrekte Identifikation
  - Device Namen (/dev/sda) spielen keine Rolle mehr, d.h. das PV wird auch erkannt, wenn sich sein Device Name geändert hat (Änderungen an der Hardware)
- Zugehörigkeit zu einer VG
- Stellung innerhalb der VG

LVM Metadaten
- Konfigurationsdetails der VG
  - Zeitstempel: wann erzeugt
  - Name und VG-UUID
  - Versionsnummer der Metadaten
  - zugehörige PV's
  - ...
- in 0, 1 oder 2 Kopien auf jedem PV einer VG (default: 1 Kopie)
- ASCII-Text
- 1. Kopie nach dem Label
- 2. Kopie am Ende des Gerätes
Empfehlung:
- Festplatten komplett LVM unterwerfen
- nicht partitionieren oder
- nur eine Partition für gesamte Festplatte

Volume Group

Zusammenfassung von PVs
verfügbarer Plattenplatz wird in sog. extents unterteilt
- feste Größe
- default: 4MB
innerhalb der VG: Physical Extents (PE)
LVs setzen sich aus Logical Extents (LE) zusammen
die Größe der LE und PE ist identisch
innerhalb einer VG ist die Größe der LEs in allen LVs identisch
VG bildet LEs auf PEs ab

Logical Volumes

VG wird in LV(s) untergliedert
maximale Größe
- 32 Bit System: 16TB ( = 16384 GB)
- 64 Bit System: 8EB ( = 8192 PB = 8.388.608 TB = 8.589.934.592 GB)

Linear Volumes

einfachste Form
Concatenation der PVs
beliebige Größe
- Vielfaches der PE size
- maximal alle (bisher nicht vergebenen) PEs einem LV zuordnen
kaum Einflussnahme auf Verteilung der Daten auf die PVs

Mehrere Logical Volumes
Quelle: https://www.redhat.com/docs/manuals/enterprise/RHEL-5-manual/Cluster_Logical_Volume_Manager/

Striped Volumes

gezielte Verteilung der Daten auf mehrere PVs
kann I/O-Performance sequentieller Read-/Write-Operationen erhöhen
vgl. RAID Level 0

Quelle: https://www.redhat.com/docs/manuals/enterprise/RHEL-5-manual/Cluster_Logical_Volume_Manager/

Mirrored Volumes

identische Kopien der Daten auf mind. zwei PVs
Schutz vor Gerätefehlern
- bei Ausfalls eines PVs wird das Mirrored Volume zum Linear Volume
gespiegelt werden regions (default: 512KB)
Log
- speichert Synchronisationsstatus der einzelnen regions
- auf Platte (default) oder im RAM

Quelle: https://www.redhat.com/docs/manuals/enterprise/RHEL-5-manual/Cluster_Logical_Volume_Manager/

Snapshot Volumes

Virtuelle Abbilder existierender Volumes
Zustand des Volumes zu einem bestimmten Zeitpunkt
Anfertigung des Snapshots ohne Service-Unterbrechung
Snapshots sind read/write
Einsatzzwecke:
- Datensicherung, ohne langfristige Unterbrechung der Applikation
- Tests neuer Software-Versionen mit echten Daten
- Filesystem-Images virtueller Maschinen
alle Snapshot Volumes eines Basis Volumes benutzen dieselben Datenblöcke
bei Änderungen der Originaldaten werden neue Blöcke vergeben und die alten Inhalte dem Snapshot zugeordnet
Achtung: Snapshot wird automatisch verworfen, wenn kein freier Platz mehr vorhanden ist, um Änderungen aufzunehmen
Größe von Snapshots ist veränderbar

LVM Administration

Konfiguration

alle für LVM relevanten Konfigurationsdaten liegen im Verzeichnis /etc/lvm/
- änderbar über Umgebungsvariable LVM_SYSTEM_DIR
Einstellungen in /etc/lvm/lvm.conf
- Filter
  - welche Geräte werden überhaupt betrachtet?
- Umgang mit Archiv/Backup der LVM-Metadaten
  - Aufbewahrungsdauer
- Logging
  - syslog, Logfile, ...
/etc/lvm/lvm.conf
- gut kommentiert
- viele Beispiele
- Manual: man lvm.conf
Aktuelle Konfiguration:

# lvm dumpconfig
devices {
        dir="/dev"
        scan="/dev"
        filter="a/.*/"
        cache="/etc/lvm/.cache"
        write_cache_state=1
        sysfs_scan=1
        md_component_detection=1
}
activation {
        missing_stripe_filler="/dev/ioerror"
        reserved_stack=256
        reserved_memory=8192
        process_priority=-18
        mirror_region_size=512
        mirror_log_fault_policy="allocate"
        mirror_device_fault_policy="remove"
}
global {
        library_dir="/usr/lib"
        umask=63
        test=0
        activation=1
        proc="/proc"
        locking_type=1
        fallback_to_clustered_locking=1
        fallback_to_local_locking=1
        locking_dir="/var/lock/lvm"
}
shell {
        history_size=100
}
backup {
        backup=1
        backup_dir="/etc/lvm/backup"
        archive=1
        archive_dir="/etc/lvm/archive"
        retain_min=10
        retain_days=30
}
log {
        verbose=0
        syslog=1
        overwrite=0
        level=0
        indent=1
        command_names=0
        prefix="  "
}
#

Device Mapper

LVM2 wird realsisiert über den Device Mapper
Kernel-Module (dm_mod, u.a.)
Kommando dmsetup
auch:
- Crypt-Devices (Modul dm_crypt, Kommando cryptsetup)
- Multipath-Devices (Modul dm_multipath, Kommando multipath)
- BIOS-unterstütztes Software-RAID (Module raid*, Kommando dmraid)

Prinzipielles Vorgehen

Setup

Physical Volumes initialisieren
Volume Group definieren (Namensraum!)
Logical Volumes definieren (Namensraum!)
Filesystem erzeugen (Label verwenden?: Namensraum!)
Filesystem montieren

Vergrößern eines Volumes/Filesystems

[Physical Volume initialisieren]
[Physical Volume zu Volume Group hinzufügen]
Logical Volume vergrößern
Filesystem vergrößern

Festplatte ersetzen

[neue Festplatte hinzufügen]
[Physical Volume initialisieren]
[Physical Volume zu Volume Group hinzufügen]
Daten von altem PV auf neues PV verschieben
altes PV aus VG entfernen
Festplatte entfernen

LVM-Kommandos

Allgemeines

Angabe von Einheiten (KB, MB, ...)
- explizit angeben
- keine Unterscheidung Groß-/Kleinbuchstaben: k,K,m,M,g,G
- default: Vielfaches von 1024
- Option --units
  - Kleinbuchstaben
    - Vielfaches von 1024
    - 10m == 10.485.760 Byte
  - Großbuchstaben
    - Vielfaches von 1000
    - 10M == 10.000.000 Byte
Angabe von Namen (VG, LV)
- voller Pfadname ist optional
- vg0/lvol0
  - Logical Volume lvol0
  - in Volume Group vg0
- Weglassen der Angabe
  - kontextabhängig
  - LV: alle LVs der VG
  - VG: alle VGs
- lvdisplay
  - zeigt alle LVs aller VGs an
- lvdisplay vg0
  - zeigt alle LVs der VG vg0 an
- lvdisplay vg0/lvol0
  - zeigt LV lvol0 der VG vg0 an
Verbosity
- alle Kommandos verstehen Option -v
- Anzahl der v bestimmt Umfang der Details
- Maximum: -vvvv
Hilfe zur Syntax
- Manuals
- Option --help
Display-Kommando
- Option -C: Ausgabe in Tabellenform
- Kommando lvs entspricht lvdisplay -C
- analog: pvs, vgs

# lvdisplay  --help
  lvdisplay: Display information about a logical volume

lvdisplay
        [-a|--all]
        [-c|--colon]
        [-d|--debug]
        [-h|--help]
        [--ignorelockingfailure]
        [-m|--maps]
        [--nosuffix]
        [-P|--partial]
        [--units hsbkmgtHKMGT]
        [-v|--verbose]
        [--version]
        [LogicalVolume[Path] [LogicalVolume[Path]...]]

lvdisplay --columns|-C
        [--aligned]
        [-a|--all]
        [-d|--debug]
        [-h|--help]
        [--ignorelockingfailure]
        [--noheadings]
        [--nosuffix]
        [-o|--options [+]Field[,Field]]
        [-O|--sort [+|-]key1[,[+|-]key2[,...]]]
        [-P|--partial]
        [--segments]
        [--separator Separator]
        [--unbuffered]
        [--units hsbkmgtHKMGT]
        [-v|--verbose]
        [--version]
        [LogicalVolume[Path] [LogicalVolume[Path]...]]

Kommandosuite lvm

Subkommandos
zahlreiche Subkommandos auch als eigenständige Kommandos verfügbar

# lvm
lvm> help
  Available lvm commands:
  Use 'lvm help <command>' for more information

  dumpconfig      Dump active configuration
  formats         List available metadata formats
  help            Display help for commands
  lvchange        Change the attributes of logical volume(s)
  lvconvert       Change logical volume layout
  lvcreate        Create a logical volume
  lvdisplay       Display information about a logical volume
  lvextend        Add space to a logical volume
  lvmchange       With the device mapper, this is obsolete and does nothing.
  lvmdiskscan     List devices that may be used as physical volumes
  lvmsadc         Collect activity data
  lvmsar          Create activity report
  lvreduce        Reduce the size of a logical volume
  lvremove        Remove logical volume(s) from the system
  lvrename        Rename a logical volume
  lvresize        Resize a logical volume
  lvs             Display information about logical volumes
  lvscan          List all logical volumes in all volume groups
  pvchange        Change attributes of physical volume(s)
  pvresize        Resize physical volume(s)
  pvcreate        Initialize physical volume(s) for use by LVM
  pvdata          Display the on-disk metadata for physical volume(s)
  pvdisplay       Display various attributes of physical volume(s)
  pvmove          Move extents from one physical volume to another
  pvremove        Remove LVM label(s) from physical volume(s)
  pvs             Display information about physical volumes
  pvscan          List all physical volumes
  segtypes        List available segment types
  vgcfgbackup     Backup volume group configuration(s)
  vgcfgrestore    Restore volume group configuration
  vgchange        Change volume group attributes
  vgck            Check the consistency of volume group(s)
  vgconvert       Change volume group metadata format
  vgcreate        Create a volume group
  vgdisplay       Display volume group information
  vgexport        Unregister volume group(s) from the system
  vgextend        Add physical volumes to a volume group
  vgimport        Register exported volume group with system
  vgmerge         Merge volume groups
  vgmknodes       Create the special files for volume group devices in /dev
  vgreduce        Remove physical volume(s) from a volume group
  vgremove        Remove volume group(s)
  vgrename        Rename a volume group
  vgs             Display information about volume groups
  vgscan          Search for all volume groups
  vgsplit         Move physical volumes into a new volume group
  version         Display software and driver version information
lvm> exit
  Exiting.
#

Umgang mit Physical Volumes

Medien vorbereiten

Komplette Festplatte

leere Parition-Table
Vorsicht! Überschreiben des ersten Sektors löscht Master Boot Record

# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
# fdisk -l /dev/sda

Disk /dev/sda: 80.0 GB, 80026361856 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 9729 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Disk /dev/sda doesn't contain a valid partition table

Einzelne Partition

Partition-Typ 0x8e

# sfdisk --change-id /dev/sdb 8 8e
# fdisk -l /dev/sdb

Disk /dev/sdb: 250.0 GB, 250059350016 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 30401 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1   *           1         522     4192933+  83  Linux
/dev/sdb2             523        5744    41945715   83  Linux
/dev/sdb3            5745       10966    41945715   83  Linux
/dev/sdb4           10967       30401   156111637+   5  Extended
/dev/sdb5           10967       12924    15727603+  83  Linux
/dev/sdb6           12925       13055     1052226   83  Linux
/dev/sdb7           13056       13309     2040223+  82  Linux swap / Solaris
/dev/sdb8           13310       30401   137291458+  8e  Linux LVM

Verfügbare Medien suchen

# lvmdiskscan
  /dev/ramdisk [       16,00 MB]
  /dev/sda     [       74,53 GB]
  /dev/ram     [       16,00 MB]
  /dev/ram2    [       16,00 MB]
  /dev/ram3    [       16,00 MB]
  /dev/ram4    [       16,00 MB]
  /dev/ram5    [       16,00 MB]
  /dev/ram6    [       16,00 MB]
  /dev/ram7    [       16,00 MB]
  /dev/ram8    [       16,00 MB]
  /dev/ram9    [       16,00 MB]
  /dev/ram10   [       16,00 MB]
  /dev/ram11   [       16,00 MB]
  /dev/ram12   [       16,00 MB]
  /dev/ram13   [       16,00 MB]
  /dev/ram14   [       16,00 MB]
  /dev/ram15   [       16,00 MB]
  /dev/sdb     [      232,89 GB]
  /dev/root    [        4,00 GB]
  /dev/sdb2    [       40,00 GB]
  /dev/sdb3    [       40,00 GB]
  /dev/sdb5    [       15,00 GB]
  /dev/sdb6    [        1,00 GB]
  /dev/sdb7    [        1,95 GB]
  /dev/sdb8    [      130,93 GB]
  5 disks
  20 partitions
  0 LVM physical volume whole disks
  0 LVM physical volumes
#

Physical Volumes initialisieren

# pvcreate /dev/sda /dev/sdb8
  Physical volume "/dev/sda" successfully created
  Physical volume "/dev/sdb8" successfully created
# lvmdiskscan -l
  WARNING: only considering LVM devices
  /dev/sda     [       74,53 GB] LVM physical volume
  /dev/sdb8    [      130,93 GB] LVM physical volume
  1 LVM physical volume whole disk
  1 LVM physical volume
#

Informationen über Physical Volumes

# pvdisplay
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda
  VG Name
  PV Size               74,53 GB
  Allocatable           NO
  PE Size (KByte)       0
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               xFDOHb-akBC-YWZq-VN8A-ITy5-rya6-CCIpZq

  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb8
  VG Name
  PV Size               130,93 GB
  Allocatable           NO
  PE Size (KByte)       0
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               IdEQhp-fvSe-xo7F-12H5-uIcQ-pqAb-7wY0wk

# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda        lvm2 --    74,53G  74,53G
  /dev/sdb8       lvm2 --   130,93G 130,93G

# pvscan
  PV /dev/sda          lvm2 [74,53 GB]
  PV /dev/sdb8         lvm2 [130,93 GB]
  Total: 2 [205,46 GB] / in use: 0 [0   ] / in no VG: 2 [205,46 GB]

Weitere Operationen

Zuordnung von PEs eines PVs unterbinden

Plattenfehler
Platte soll entfernt werden
PV muss bereits VG zugeordnet sein

# pvchange -x n /dev/sda    # disable PE allocation
  Physical volume "/dev/sda" changed
  1 physical volume changed / 0 physical volumes not changed
# pvchange -x y /dev/sda    # enable PE allocation
  Physical volume "/dev/sda" changed
  1 physical volume changed / 0 physical volumes not changed
#

Daten zwischen PVs umlagern

Voraussetzung zum Ersetzen von PVs (Festplatten)
PVs leer räumen
wird kein Ziel-PV angegeben, werden die belegten PEs auf freie PEs anderer PVs verteilt
es können auch gezielt verlagert werden:
- einzelne PEs
- PE-Bereiche
- PEs eines LVs

# pvmove /dev/sda
  No data to move for t_local_01
# pvmove  /dev/sda /dev/sdb8
  No data to move for t_local_01
#

Größe ändern

z.B. wenn zugrundeliegendes RAID-Volume erweitert wurde
Kommando pvresize

Physical Volume entfernen

Label löschen
anschließend steht Medium wieder für andere Zwecke zur Verfügung
PV darf keiner VG zugeordnet sein
Kommando pvremove

Umgang mit Volume Groups

Volume Group anlegen

welche PVs (siehe oben)
Namenskonvention für VG
- werden die Platten ggf. an anderen Host übernommen (Namenskonflikte)?
- evtl. Verwendungzweck reflektieren

# vgcreate t_local_01 /dev/sda /dev/sdb8
  Volume group "t_local_01" successfully created
#

vgcreate -Optionen
- Festlegen der Extent-Größe (default: 4M)
- Limits für Anzahl der PVs und LVs (default: 0 / no limit)
- Ändern der allocation policy (default: normal)

Informationen über Volume Groups

# vgdisplay t_local_01
  --- Volume group ---
  VG Name               t_local_01
  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               205,46 GB
  PE Size               4,00 MB
  Total PE              52597
  Alloc PE / Size       0 / 0
  Free  PE / Size       52597 / 205,46 GB
  VG UUID               8A2Smu-0Zis-flVv-mqvb-uutW-UDOH-RvnwFs

# vgs
  VG         #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  t_local_01   2   0   0 wz--n- 205,46G 205,46G

Informationen zu verfügbaren Geräten werden in /etc/lvm/.cache gehalten
Suche nach weiteren Geräten (z.B. nach Änderungen an der Hardware - hot add) und Aktualisierung des Caches: vgscan

# vgscan
  Reading all physical volumes.  This may take a while...
  Found volume group "t_local_01" using metadata type lvm2

PVs hinzufügen/entfernen

nur unbenutzte PVs können aus VG entfernt werden
ggf. vorher mit pvmove leer räumen

# vgreduce t_local_01 /dev/sdb8
  Removed "/dev/sdb8" from volume group "t_local_01"
# vgs
  VG         #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  t_local_01   1   0   0 wz--n- 74,53G 74,53G
#

Kapazitätserweiterung einer VG durch Hinzufügen von PVs
PV muss initialisiert sein (pvcreate)

# vgextend t_local_01 /dev/sdb8
  Volume group "t_local_01" successfully extended
# vgs
  VG         #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  t_local_01   2   0   0 wz--n- 205,46G 205,46G
#

Weitere Operationen

VGs aktivieren/deaktivieren und Attribute ändern

VGs müssen explizit aktiviert werden
- während Boot-Vorgang oder nach vgsan
- dabei werden alle enthalten LVs verfügbar gemacht
VGs müssen explizit deaktiviert werden
- z.B. vor Änderungen an der Hardware (hot remove)
- nur wenn enthaltene LVs nicht mehr benutzt werden (vorher umount)
Aktivieren/Deaktivieren ist auch für einzelne LVs möglich (lvchange)

# vgchange -a y t_local_01   # aktivieren
  0 logical volume(s) in volume group "t_local_01" now active
# vgchange -a n t_local_01  # deaktivieren
  0 logical volume(s) in volume group "t_local_01" now active
#

Anmerkung: Wir haben bisher keine LVs erzeugt, deshalb werden beim Aktivieren der VG auch keine gefunden.

Attribute ändern
- Anzahl max. möglicher LVs
- Anzahl max. möglicher PVs
- Größe der Extents
- ...
- Kommando vgchange

VGs aufteilen/zusammenfassen

vgsplit
- Aufteilen der PVs einer VG auf zwei VGs
- LVs können nur zu einer VG gehören
- ggf. vorher LVs gezielt auf bestimmte PVs verlagern (mit pvmove)
vgmerge
- Übernahme der PVs einer inaktiven VG in eine andere VG

VGs löschen

vgremove
- VG darf keine LVs enthalten
- ggf. vorher löschen mit lvremove

VGs umbenennen

vgrename

VGs exportieren/importieren

Übernahme von VGs von einem Host zu einem anderen
vgexport nach dem Dekativieren der VG (vgchange -a n)
Hardware umbauen
vgimport am zweiten Host vor dem Aktivieren der VG (vgchange -a y)

Umgang mit Logical Volumes

Logical Volumes anlegen und Informationen anzeigen

welche VG (siehe oben)
Namenskonventionen
- default: lvol# (# : 0,1,2,...)
- evtl. Verwendungszweck reflektieren
Kommando zum Anlegen von LVs lvcreate
LV sind erreichbar als /dev/vgname/lvname
Kommandos zum Anzeigen von Informationen lvdisplay, lvs (vgl. vgdisplay, pvdisplay, ...)

Linear Volumes

einfachste Form
Angabe der Größe in GB
Namen der LV

# lvcreate -L 10G t_local_01
  Logical volume "lvol0" created
# lvcreate -L 10G -n home01 t_local_01
  Logical volume "home01" created
# vgs
  VG         #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  t_local_01   2   2   0 wz--n- 205,46G 185,46G
# lvdisplay -m
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol0
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                bVtBQE-8ahV-1XwD-PzhV-JRLx-MVAt-Fpgp7F
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:3

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    0 to 2559


  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/home01
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                WhBmjc-Mo4A-L1n2-wcKR-nJCh-g4vL-GEgygR
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:4

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    2560 to 5119


#

Angabe der Größe in LE's
Extent-Größe: 4MB (10GB == 2560 LEs)

# lvcreate -l2560 t_local_01
  Logical volume "lvol1" created
# lvdisplay -m t_local_01/lvol1
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol1
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                T31Oxb-h1Bh-wM9s-hIIY-mbJT-JA4U-1ssc4C
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:5

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    5120 to 7679

# lvcreate -l10%VG t_local_01   # 10% der VG
  Logical volume "lvol2" created
# lvdisplay -m t_local_01/lvol2
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol2
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                eZELFq-Hi2H-txro-2GkA-s1L2-OfeF-EbDB7U
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                20,54 GB
  Current LE             5259
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:6

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 5258:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    7680 to 12938

# lvcreate -l10%FREE t_local_01 # 10% des noch freien Platzes
  Logical volume "lvol3" created
# lvdisplay -m t_local_01/lvol3
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol3
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                dGpkE1-jmlv-Jjwv-qqoC-tzUz-VD13-6CPUvZ
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                15,49 GB
  Current LE             3965
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:7

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 3964:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    12939 to 16903

#

explizite Aufteilung auf PVs

# pvdisplay /dev/sda |grep Allocated
  Allocated PE          0
# pvdisplay /dev/sdb8 |grep Allocated
  Allocated PE          16904
# lvcreate -vv -l 500 t_local_01 /dev/sda:0-250 /dev/sdb8:16904-17154
  Logical volume "lvol4" created
# lvdisplay -m t_local_01/lvol4
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol4
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                XRa4SF-bh1P-qJyT-iaTt-ZGHh-FDpA-UTKSOd
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                1,95 GB
  Current LE             500
  Segments               2
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:8

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 250:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sda
    Physical extents    0 to 250

  Logical extent 251 to 499:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    16904 to 17152

# dmsetup table t_local_01-lvol0
0 20971520 linear 8:24 384
# dmsetup table t_local_01-lvol4
0 2056192 linear 8:0 384
2056192 2039808 linear 8:24 138477952
#

Striped Volumes

Anzahl der Stripes (nicht mehr als PVs in der VG)
- Option: -i
Größe eines Stripes (entsprechend der Anwendung)
- Option: -I
- in KB
- default: 64KB

# lvcreate -L 10G -i 2 -I 128 -n striped_vol t_local_01
  Logical volume "striped_vol" created
# lvdisplay -m t_local_01/striped_vol
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/striped_vol
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                qRzlnC-qZWf-Nzng-gc6J-ID31-XLRM-1sSFEL
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:10

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                striped
    Stripes             2
    Stripe size         128 KB
    Stripe 0:
      Physical volume   /dev/sda
      Physical extents  1531 to 2810
    Stripe 1:
      Physical volume   /dev/sdb8
      Physical extents  18433 to 19712

# dmsetup table t_local_01-striped_vol
0 20971520 striped 2 256 8:0 12542336 8:24 151003520
#

Mirrored Volumes

Anzahl der Mirror (Anzahl vorhandener PVs beachten)
- Option -m
Log
- auf separatem PV (persistent)
  - benötigt zusätzliches PV
- im RAM
  - Option --corelog
  - erfordert Resynchronisation nach jedem Boot
Synchronisation
- initiale Synchronistation unterdrücken
  - Option --nosync
Realisierung
- es werden zwei (oder mehr) Linear Volumes erzeugt (mirror legs)
- mirror legs werden gespiegelt

# lvcreate -L 10G -m 1 -n mirrored_vol t_local_01
  Not enough PVs with free space available for parallel allocation.
  Consider --alloc anywhere if desperate.
# lvcreate -L 10G -m 1 -n mirrored_vol --corelog t_local_01
  Logical volume "mirrored_vol" created
# lvdisplay -m t_local_01/mirrored_vol
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/mirrored_vol
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                r1xI6S-7jN2-DkQY-l5Zp-reQT-49N9-X6c1lZ
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:13

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                mirror
    Mirrors             2
    Mirror size         2560
    Mirror region size  512,00 KB
    Mirror original:
      Logical volume    mirrored_vol_mimage_0
      Logical extents   0 to 2559
    Mirror destinations:
      Logical volume    mirrored_vol_mimage_1
      Logical extents   0 to 2559

# lvs -o vg_name,lv_name,devices t_local_01/mirrored_vol
  VG         LV           Devices
  t_local_01 mirrored_vol mirrored_vol_mimage_0(0),mirrored_vol_mimage_1(0)
# dmsetup table |grep t_local_01-mirrored_vol
t_local_01-mirrored_vol: 0 20971520 \\
                      mirror core 2 1024 block_on_error 2 253:11 0 253:12 0
t_local_01-mirrored_vol_mimage_1: 0 20971520 linear 8:24 161489280
t_local_01-mirrored_vol_mimage_0: 0 20971520 linear 8:0 23028096
#

Umwandlung zwischen Linear und Mirrored Volumes

# lvconvert -m 1 --corelog t_local_01/lvol0
  Logical volume lvol0 converted.
# dmsetup table|grep lvol0
t_local_01-lvol0_mimage_1: 0 20971520 linear 8:0 43999616
t_local_01-lvol0: 0 20971520 \\
                   mirror core 2 1024 block_on_error 2 253:14 0 253:15 0
t_local_01-lvol0_mimage_0: 0 20971520 linear 8:24 384
# lvconvert -m 0 t_local_01/lvol0
  Logical volume lvol0 converted.
# dmsetup table|grep lvol0
t_local_01-lvol0: 0 20971520 linear 8:24 384
#

Größe ändern

Größe ändern ist im laufenden Betrieb möglich
Interaktion mit Filesystem beachten

LV verkleinern

ACHTUNG: vorher Filesystem verkleinern (das können nur einige!)
frei werdende PEs können
- für neues LV benutzt werden
- vorhandenes LV erweitern
relative oder absolute Angaben möglichen
verkleinern um einen Betrag (extents oder units) oder auf einen festen Wert (extents oder units)

# lvdisplay -m t_local_01/lvol2
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol2
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                eZELFq-Hi2H-txro-2GkA-s1L2-OfeF-EbDB7U
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                20,54 GB
  Current LE             5259
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:6

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 5258:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    7680 to 12938

# lvreduce -L -5G t_local_01/lvol2
  WARNING: Reducing active logical volume to 15,54 GB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lvol2? [y/n]: y
  Reducing logical volume lvol2 to 15,54 GB
  Logical volume lvol2 successfully resized
# lvdisplay -m t_local_01/lvol2
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol2
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                eZELFq-Hi2H-txro-2GkA-s1L2-OfeF-EbDB7U
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                15,54 GB
  Current LE             3979
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:6

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 3978:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    7680 to 11658

# lvreduce -l -50%LV /dev/t_local_01/lvol2
  WARNING: Reducing active logical volume to 7,77 GB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lvol2? [y/n]: y
  Reducing logical volume lvol2 to 7,77 GB
  Logical volume lvol2 successfully resized
#

LV vergrößern

unbenutzte PE's hinzufügen
anschließend Filesystem vergrößern
relative oder absolute Angaben möglichen
vergrößern um einen Betrag (extents oder units) oder auf einen festen Wert (extents oder units)

# lvextend -L 10G !$
lvextend -L 10G /dev/t_local_01/lvol2
  Extending logical volume lvol2 to 10,00 GB
  Logical volume lvol2 successfully resized
# lvdisplay -m t_local_01/lvol2
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol2
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                eZELFq-Hi2H-txro-2GkA-s1L2-OfeF-EbDB7U
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:6

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    7680 to 10239

#

Besonderheit: Erweitern von Striped Volumes

VG muss über ausreichend Platz in den PVs verfügen
ggf. müssen mehrere PVs der VG zugefügt werden
Beispiel:
- VG aus zwei PVs
- ein Striped Volume
- kein freien PEs mehr in VG
- es müssen zwei PVs hinzugefügt werden, bevor das Striped Volumes vergrößert werden kann

Weitere Operationen

Attribute ändern

lvchange analog vgchange

LVs umbenennen

# lvrename t_local_01 lvol2 home02
  Renamed "lvol2" to "home02" in volume group "t_local_01"
# lvs
  LV           VG         Attr   LSize  Origin Snap%  Move Log Copy%
  home01       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  home02       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol0        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol1        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol3        t_local_01 -wi-a- 15,49G
  lvol4        t_local_01 -wi-a-  1,95G
  lvol5        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  mirrored_vol t_local_01 mwi-a- 10,00G                        100,00
  striped_vol  t_local_01 -wi-a- 10,00G
#

LVs löschen

vorher: umount für das enthaltene Filesystem
Empfehlung: LV zunächst dekativieren

# lvchange -a n t_local_01/lvol3
# lvs
  LV           VG         Attr   LSize  Origin Snap%  Move Log Copy%
  home01       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  home02       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol0        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol1        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol3        t_local_01 -wi--- 15,49G
  lvol4        t_local_01 -wi-a-  1,95G
  lvol5        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  mirrored_vol t_local_01 mwi-a- 10,00G                        100,00
  striped_vol  t_local_01 -wi-a- 10,00G
# lvremove t_local_01/lvol3
  Logical volume "lvol3" successfully removed
#

Benchmark-Vergleich

bonnie++ 1.03
benutzt wurden die oben eingerichteten LVs
- Linear Volume lvol0
- Striped Volume striped_vol
- Mirrored Volume mirrored_vol
Filesystem: ext3

Version  1.03      ------Sequential Output------ --Sequential Input- --Random-
                    -Per Chr- --Block-- -Rewrite- -Per Chr- --Block-- --Seeks--
               Size K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP  /sec %CP
lvol0            4G 35921  90 54807  37 23090  15 28292  69 57133  12 156.4   1
striped_vol      4G 40288  97 93582  50 36063  23 45096  90 92818  23 226.8   1
mirrored_vol     4G 39075  96 45241  30 24082  17 40536  82 53966  11 152.6   1

Snapshots

erzeugen mit lvcreate -s -L ...
Größe bezieht sich auf Platz für Unterschiede zwischen Original und Snapshot
weitere Einträge in Device Mapper Table (cow : copy on write)
typisch: 15-20%
Beachten:
- LVM kennt Inhalte des Volumes nicht
- im Snapshot enthaltenes Filesystem, Datenbank, ... kann inkonsistent sein
- Anfertigen des Snapshots mit Anwendung (Filesystem, ...) synchronisieren

# dmsetup table | grep lvol0
t_local_01-lvol0: 0 20971520 linear 8:24 384
# lvcreate -L 2G -s -n lvol0_snap01 t_local_01/lvol0
  Logical volume "lvol0_snap01" created
# dmsetup table|grep lvol0
t_local_01-lvol0: 0 20971520 snapshot-origin 253:14
t_local_01-lvol0_snap01-cow: 0 4194304 linear 8:0 43999616
t_local_01-lvol0-real: 0 20971520 linear 8:24 384
t_local_01-lvol0_snap01: 0 20971520 snapshot 253:14 253:15 P 16
# lvdisplay -m t_local_01/lvol0
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol0
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                bVtBQE-8ahV-1XwD-PzhV-JRLx-MVAt-Fpgp7F
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     source of
                         /dev/t_local_01/lvol0_snap01 [active]
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:3

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 2559:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sdb8
    Physical extents    0 to 2559# lvdisplay -m t_local_01/lvol0_snap01
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/t_local_01/lvol0_snap01
  VG Name                t_local_01
  LV UUID                U3I1Jr-8v2Q-dpH1-HKn3-AvWb-GnsE-GHfZAx
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     active destination for /dev/t_local_01/lvol0
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                10,00 GB
  Current LE             2560
  COW-table size         2,00 GB
  COW-table LE           512
  Allocated to snapshot  0,00%
  Snapshot chunk size    8,00 KB
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     0
  Block device           253:7

  --- Segments ---
  Logical extent 0 to 511:
    Type                linear
    Physical volume     /dev/sda
    Physical extents    5371 to 5882

# lvs
  LV           VG         Attr   LSize  Origin Snap%  Move Log Copy%
  home01       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  home02       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol0        t_local_01 owi-a- 10,00G
  lvol0_snap01 t_local_01 swi-a-  2,00G lvol0    0,00
  lvol1        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol4        t_local_01 -wi-a-  1,95G
  lvol5        t_local_01 -wi-a- 10,00G
  mirrored_vol t_local_01 mwi-a- 10,00G                        100,00
  striped_vol  t_local_01 -wi-a- 10,00G
#

Snapshots sind modifizierbar
mit lvs prozentualen Füllstand des Snapshots beobachten
ggf. Snapshot mit lvextend erweitern
Original-Volume kann erweitert - aber nicht verkleinert werden
ein zu 100% ausgelasteter Snapshot wird verworfen

# mkdir /mnt/lvol0
# mkdir /mnt/lvol0_snap01
# mount /dev/t_local_01/lvol0 /mnt/lvol0
# mount /dev/t_local_01/lvol0_snap01 /mnt/lvol0_snap01
# df -k /mnt/lvol0 /mnt/lvol0_snap01
Dateisystem          1K-Blöcke   Benutzt Verfügbar Ben% Eingehängt auf
/dev/mapper/t_local_01-lvol0
                      10321208    154236   9642684   2% /mnt/lvol0
/dev/mapper/t_local_01-lvol0_snap01
                      10321208    154236   9642684   2% /mnt/lvol0_snap01
# dd bs=1M count=10 if=/dev/zero of=/mnt/lvol0/10M
10+0 Datensätze ein
10+0 Datensätze aus
10485760 Bytes (10 MB) kopiert, 0,0875638 Sekunden, 120 MB/s
# lvs
  LV           VG         Attr   LSize  Origin Snap%  Move Log Copy%
  home01       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  home02       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol0        t_local_01 owi-ao 10,00G
  lvol0_snap01 t_local_01 swi-ao  2,00G lvol0    0,50
...
# dd bs=1M count=20 if=/dev/zero of=/mnt/lvol0_snap01/20M
20+0 Datensätze ein
20+0 Datensätze aus
20971520 Bytes (21 MB) kopiert, 0,152044 Sekunden, 138 MB/s
# lvs
  LV           VG         Attr   LSize  Origin Snap%  Move Log Copy%
  home01       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  home02       t_local_01 -wi-a- 10,00G
  lvol0        t_local_01 owi-ao 10,00G
  lvol0_snap01 t_local_01 swi-ao  2,00G lvol0    1,28
...

LVM-GUI

system-config-lvm

Verweise und Literatur

LVM Administrator's Guide in Red Hat Enterprise Linux Documentation
LVM Howto

Volume-Management im Linux

Hinweis zur Umgebung

Überblick

Logical Volume Management

Eigenschaften von Logical Volumes

LVM Komponenten

Physical Volumes

Volume Group

Logical Volumes

Linear Volumes

Striped Volumes

Mirrored Volumes

Snapshot Volumes

LVM Administration

Konfiguration

Device Mapper

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Setup

Vergrößern eines Volumes/Filesystems

Festplatte ersetzen

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Allgemeines

Kommandosuite lvm

Umgang mit Physical Volumes

Medien vorbereiten

Komplette Festplatte

Einzelne Partition

Verfügbare Medien suchen

Physical Volumes initialisieren

Informationen über Physical Volumes

Weitere Operationen

Zuordnung von PEs eines PVs unterbinden

Daten zwischen PVs umlagern

Größe ändern

Physical Volume entfernen

Umgang mit Volume Groups

Volume Group anlegen

Informationen über Volume Groups

PVs hinzufügen/entfernen

Weitere Operationen

VGs aktivieren/deaktivieren und Attribute ändern

VGs aufteilen/zusammenfassen

VGs löschen

VGs umbenennen

VGs exportieren/importieren

Umgang mit Logical Volumes

Logical Volumes anlegen und Informationen anzeigen

Linear Volumes

Striped Volumes

Mirrored Volumes

Größe ändern

LV verkleinern

LV vergrößern

Besonderheit: Erweitern von Striped Volumes

Weitere Operationen

Attribute ändern

LVs umbenennen

LVs löschen

Benchmark-Vergleich

Snapshots

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Verweise und Literatur

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