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:

apt-get install lvm2
— для Ubuntu, Mint, Debian

yum install lvm2
– для Centos, Red-Hat, Fedora

В разных версиях Linux отличается только способ установки утилиты lvm2 (установка через yum/dnf или apt-get), дальнейшие команды для работы с LVM, одинаковы.

Создание LVM разделов

Итак, у нас имеется виртуальная машина KVM, к которой подключены два дополнительных диска. Проверим, что они доступны в системе, используя команду:

fdisk -l

Как вы видите, у меня доступны два диска
/dev/vdb
и
/dev/vdc
.

При настройке LVM на своем виртуальном или физическом сервере, используйте свою маркировку дисков.

Чтобы диски были доступны для LVM, их нужно пометить (инициализировать) утилитой pvcreate:

pvcreate /dev/vdb /dev/vdc

Теперь, чтобы убедиться, что данные диски можно использовать для LVM, введите команду pvdisplay:

Как видим, оба диска отображаются. Разберем информацию из вывода команды:

• PV Name – имя диска или раздела
• VG Name – группа томов, в которую данный диск входит (мы пока группу не создали)
• PV Size – размер диска или размера
• Allocatable – распределение по группам. В нашем случае распределения не было, поэтому указано NO
• PE Size – размер физического фрагмента. Если диск не добавлен ни в одну группу, значение всегда будет 0
• Total PE – количество физических фрагментов
• Free PE — количество свободных физических фрагментов
• Allocated PE – распределенные фрагменты
• PV UUID – идентификатор раздела

С помощью команды pvscan вы можете просканировать диски на предмет PV.

Следующий этап – создание группы томов. Для создания групп томов используется команда vgcreate. Чтобы объединить ранее помеченные диски, воспользуемся командой:
# vgcreate test /dev/vdb /dev/vdc

Volume group "test" successfully created

Чтобы проверить результат введите vgdisplay:

Как видим, диски объединены в группу test и VG Size показывает общий размер дисков.

Разберем информацию из листинга команды vgdisplay:

• VG Name – группа томов, в которую данный диск входит.
• Format – версия подсистемы lvm, которая используется для создание группы (в нашем случае версия 2)
• Metadata Areas – область метаданных
• VG Access – уровень доступа к группе логических томов
• VG Size – общий объем дисков, которые входят в группу
• PE Size — размер физического фрагмента
• Alloc PE / Size – распределенное пространство(количество и объем фрагментов)
• VG UUID – идентификатор группы

После того, как мы создали общую группу для дисков, мы можем создать логический том на этой группы. При создании тома, используется команда lvcreate.

Чтобы в вашей группе создать логический том определенного размера и именем, используйте команду:

# lvcreate -L 5G test

Logical volume "lvol0" created.

Как видим из листинга, в группе test был создан логический том с именем lvol0 и размером 5G.

Если вы хотите сами задать имя, используйте флаг -n:

# lvcreate -L 5G -n test1 test

Logical volume "test1" created

Несколько примеров для создания логических томов с разными размерами:

lvcreate -l 40%VG test
– 40% от дискового пространства группы test

lvcreate -l 100%FREE test
– использовать все свободное пространство группы test

Чтобы вывести информацию о логическом томе, используйте lvdisplay:

Так же разберем листинг данной команды:

• LV Path – путь к устройству логического тома (к диску или разделу)
• LV Name – имя логического тома
• VG Name – имя группы томов
• LV UUID – идентификатор логического тома
• LV Write Access – уровень доступа к логическому тому
• LV Creation host, time — информация о хосте, дата когда был создан логический том
• LV Size – размер диска, доступный для использования логическому тому
• Current LE – количество логических фрагментов

LVM: создание файловой системы, монтирование логического тома

Чтобы создать файловую систему на логическом томе, воспользуйтесь утилитой mkfs:

Создадим файловую систему ext4 на LVM томе:

mkfs.ext4 /dev/test/test1

Файловая система была создана без ошибок.

Теперь создадим тестовую директорию и примонтируем логический том к данной директории:

# mkdir /var/www/home
# mount /dev/test/test1 /var/www/home/

Как видите, все прошло без ошибок и теперь директория /var/www/home существует как отдельный раздел.

Чтобы логический том монтировался при загрузке системы, нужно добавить его в fstab и назначить директорию для монтирования.

Откроем файл:
nano /etc/fstab

И добавим в него следующую информацию:

/dev/test/test1 /var/www/home ext4 defaults 1 2

После чего примонтировать том можно будет через mount -a:

# mount -a
# df -h

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs 485M 0 485M 0% /dev
tmpfs 496M 0 496M 0% /dev/shm
tmpfs 496M 6.7M 489M 2% /run
tmpfs 496M 0 496M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/vda2 20G 1.3G 19G 7% /
/dev/vda1 488M 100M 353M 23% /boot
tmpfs 100M 0 100M 0% /run/user/0
/dev/mapper/test-test1 4.8G 20M 4.6G 1% /var/www/home

Чтобы проверить общую информацию по дискам, разделам и томам, введите команду lsblk:

Как видим, наш созданный том отображается, и указана директория к которой он примонтирован.

Команда
lvmdiskscan
позволяет просканировать доступные диски, показывает их размер и принадлежность к LVM.

Увеличение логического тома LVM

Чтобы добавить дополнительный диск к группе томов, нужно воспользоваться уже знакомой схемой:

pvcreate /dev/нашдиск
— инициализация диска для lvm

vgextend test /dev/нашдиск
— добавление диска в группу томов

Чтобы расширить логический том, воспользуйтесь следующей схемой:

lvextend -L10G /dev/test/test1

Данным способом вы расширите раздел на 10 Гб.

Еще несколько примеров расширения LVM раздела:

lvextend -L+10G /dev/test/test1
— добавите 10 Гб к вашему тому

lvextend -l +100%FREE /dev/test/test1
— выделите все нераспределенное пространство в группе test

Осталось увеличить раздел файловой системы:

resize2fs /dev/test/test1
– для ext4

xfs_growfs /dev/test/test1
– для xfs

Уменьшение LVM томов

LVM позволяют уменьшать размер тома. Но для безопасности умеьшения размера раздела его нужно отключить.

Отмонтируем том от директории:

umount /var/www/home/

Выполним проверку диска:

e2fsck -fy /dev/test/test1

Уменьшим раздел файловой системы на 4 Гб:

# resize2fs /dev/test/test1 4G

resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/test/test1 to 1048576 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/test/test1 is now 1048576 blocks long.

# lvreduce -L-4G /dev/test/test1

WARNING: Reducing active logical volume to 6.00 GiB.
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce test/test1? [y/n]: y
Size of logical volume test/test1 changed from 10.00 GiB (2560 extents) to 6.00 GiB (1536 extents).
Logical volume test/test1 successfully resized.

Теперь уменьшим размер самого LVM тома:

lvreduce -L-4G /dev/test/test1

После чего, нужно примонтировать том обратно и проверить текущий размер:

Как видим, размер уменьшился до 4 Гб.

Удаление LVM групп и томов

Для удаления LVM томов, используется команда lvremove:

lvremove /dev/test/test1

Чтобы удалить группу логических томов, используйте:

# vgremove test

Volume group "test" successfully removed

Убрать метки с LVM дисков:

# pvremove /dev/vdb /dev/vdc

Labels on physical volume "/dev/vdb" successfully wiped.
Labels on physical volume "/dev/vdc" successfully wiped.

Создание зеркальных томов LVM

LVM позволяет создать зеркальные тома для повышения отказоустойчивости хранения данных. В LVM зеркале данные одновременно хранятся на двух (или более) физических дисках (подобие RAID-1). Процедура создания зеркального тома в LVM.

1. Инициализация дисков:
   pvcreate /dev/sd{b,c}
2. Создаем LVM группу:
   vgcreate mirror1 /dev/sd{b,c}
3. Создадим зеркальный LVM том:
   lvcreate -L 5g -m1 -n lvMirr1 VGmirror1

Инструменты LVM очень удобны для работы, с помощью них можно легко управлять томами, нарезать их на нужные вам размеры и с легкостью использовать под свои нужды. В данной статье я постарался затронуть все основные моменты в работе с LVM.