LVM - Logical Volume Management unter Linux

1. Dirk Markwardt Technische Universität Braunschweig Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund Februar 2002 LVM - Logical Volume Management unter Linux

2. Gliederung • Motivation • Ausweg: LVM • Aufbau eines Systems mit LVM • Limitierungen • Features • Benchmark • Fazit • Quellen

3. Motivation • Festplatten werden in Partitionen aufgeteilt • starre Einteilung bei Installation des Betriebssystems • nachträgliche Änderungen sehr aufwändig • Größe der Festplatte ist maximale Partitionsgröße

4. Ausweg: LVM • LVM fügt zusätzliche Abstraktionsebene zwischen dem Speichermedium und den Blockdevices des Betriebssystems ein • ermöglicht flexiblere Speicherverwaltung • bietet zusätzliche Features • Implementation durch Heinz Mauelshagen • Konzept ist unter kommerziellen Unix-Derivaten seit längerem verfügbar • Konzepte sehr ähnlich, jedoch unter anderen Namen

5. Aufbau eines Systems mit LVM

6. Aufbau eines Systems mit LVM(2) • Festplatten sind Physical Volumes (PV) • Aufteilung in Physical Extends (PE) • PVs werden einer Volume Group (VG) zugeordnet • Eine VG stellt damit eine logische Festplatte dar • Aus der VG werden Logical Volumes (LV) gebildet • LVs entsprechen den Partitionen • LVs bestehen aus Logical Extends (LE)

7. Limitierungen • Maximal 65534 PEs in einem PV • Maximal 65534 LEs pro LV • Größe eines PEs von 8 KB bis 16 GB • Maximale LV-Größe 512 MB bis 2 Terabyte oder 1 Petabyte (architekturabhängig, abhängig von der PE-Größe) • Maximal 99 VGs mit insgesamt 256 LVs • Defaults erlauben LVs mit max. 256 GB

8. Features • Erhöhte Flexibilität bei der Verwaltung des Festplattenspeichers • nachträgliche Größenänderungen • Sprechende Devicenamen: /dev/webspace/ibr anstatt /dev/hdc2 • Speicherzuteilung erst bei Bedarf • LVs können größer als eine einzelne Festplatte sein • keine Probleme durch Neuvergabe von Geräte-IDs • Snapshots, Striping, Verschieben von PVs

9. Größenänderungen • ... einer VG erfolgen durch Hinzufügen oder Entfernen von PVs • ... eines LV erfolgen durch Hinzufügen oder Entfernen von LEs • können im laufenden Betrieb erfolgen

10. Snapshot • ist Read-Only-Kopie eines LV zu einem bestimmten Zeitpunkt • Anwendung: Datensicherung, temporäre Sicherheitskopie • realisiert mittels Copy-on-Write • nach Benutzung werdenSnapshots wiedergelöscht

11. Striping • LEs eines LV werden gleichmäßig auf 2 oder mehr Festplatten verteilt • Geschwindigkeitssteigerung durch gleichzeitige Nutzung der Platten

12. Verschieben von PVs • Benutzte PEs eines PV können auf andere PVs der gleichen VG verschoben werden • leere PVs können aus einer VG entfernt werden • Migration auf andere Speichersysteme einfach möglich

13. Dateien und Programme • Verwaltungstools von LVM haben konsistente Namensgebung • alle Tools für Operationen auf Physical Volumes beginnen mit „pv“ usw... • alle Befehle zum Erzeugen enden auf „...create“ usw... • Sicherheitskopien der Volume Group Descriptor Area (VGDA) sind in /etc/lvmconf gespeichert • vergleichbar mit Sicherheitskopie der Partitionstabelle • Sicherheitskopien werden automatisch erzeugt

14. Benchmark • Testsystem: Pentium II 400, 128 MB • Testplatten: 2x 2GB SCSI an Adaptec Fast-SCSI-Adapter • Test mit Bonnie • Messungen im Dateisystem mit einer Datei • Dateigröße 512 MB wegen Cache des Kerns

15. Benchmark (2)

16. Auswertung • LVM ist gegenüber normaler Partitionierung nur unwesentlich langsamer • Striping kann die Geschwindigkeit nahezu verdoppeln (bei zwei Festplatten) • natülich abhängig von der Anwendung

17. Fazit • LVM bietet Features wie Snapshots, Striping, flexible Größenzuordnungen, unkomplizierte Größenänderungen,... • dabei ist das System nur geringfügig langsamer als direkte Zugriffe auf eine Partition • Benutzung von LVM kann sich auch bei kleineren Systemen lohnen

18. Quellen, Literatur • LVM für Linux: http://www.sistina.com/lvm • The Logical Volume Manager von Michael Hasenstein: http://www.suse.de/de/support/whitepapers/ lvm/index.html • Bonnie Festplattenbenchmark: http://www.textuality.com/bonnie