LVM (bloková zařízení)

Základní prvky LVM z hledika administrátora systému:

• PV - Physical volume (fyzický disk) - Libovolné blokové zařízení: oddíl na fyzickém disku (např. /dev/hda1), celý fyzický disk (např. /dev/hda), logický disk jiné LVM skupiny, etc.
• VG - Volume group - skupina disků, je výchozím prvkem pro práci s LVM. Sdružuje jednotlivá bloková zařízení do jednoho celku, v jehož rámci se pak definují a spravují logické disky.
• LV - Logical volume (logický disk) - se tvoří v rámci LVM skupiny. Operačnímu systému se tyto logické disky jeví jako fyzická bloková zařízení dm-1 (..a výše).

Základním prvkem LVM z hlediska operačního systému však není skupina PV zařízení ale tzv. extent.

EXTENT

je blok dat o konstatní velikosti, vymezený rozsahem ( angl. extent), který může být uložen kdekoliv na kterémkoliv PV zařízení v rámci skupiny (VG).

• Celkový počet extentů (PE) je závislý na dostupné kapacitě všech PV zařízení a výchozí velikosti extentu v rámci skupiny (VG).
• Dokud PV zařízení není součástí skupiny (VG), vykazuje počet extentů (PE) nulový.
• Teprve po přidání PV zařízení do skupiny (VG) se spočítá kolik se jich do jeho diskové kapacity může vejít, neboť jejich počet je závislý na nastavené velikosti extentu v rámci skupiny (VG).
• U nově přidaného zařízení se extenty obsazují se postupně.

K obsazení extentů dojde buď roztažením některého již existujícího logického disku (LV) nad rámec původní kapacity skupiny (VG), nebo přesunem extentů z jiného PV zařízení.

Na výše uvedeném schématu jsou extenty zobrazeny jako čtverečky. Ty které jsou obsazeny daty jsou vybarveny stejným odstínem modré, jako logický oddíl kterému náleží. Povšimněte si, jak jsou extenty druhého logického oddílu rozděleny mezi obě fyzická zařízení.

Příprava blokových zařízení pro začlenění do LVM skupiny

Aby bylo možné blokové zařízení do LVM skupiny začlenit, musí mít nastaven správný identifikátor. To lze zajistit buď příkazem pvcreate, nebo i (v případě diskových oddílů) nastavením přes fdisk - a to tak že se příslušnému diskovému oddílu nastaví identifikátor 8e.

Příklad demonstruje přípravu blokových zařízení pro začlenění do LVM skupiny:

• fyzického IDE disku /dev/hda
• prvního primárního diskového oddílu na SATA disku /dev/sda1
• a RAID pole /dev/md1

stroj:~# pvcreate /dev/hda /dev/sda1 /dev/md1

Monitoring stavu blokových zařízení v rámci skupiny

pvscan

Příkaz pvscan vypisuje rychlé statistiky blokových zařízeních PV, které jsou v systému.

stroj:~# pvscan PV /dev/md2 VG storage lvm2 [1,82 TiB / 0 free] PV /dev/md1 VG storage lvm2 [897,40 GiB / 0 free] PV /dev/md3 lvm2 [1,82 TiB] Total: 3 [4,52 TiB] / in use: 2 [2,70 TiB] / in no VG: 1 [1,82 TiB]

Z výše uvedeného výpisu lze vyčíst, že..

• v systému jsou přítomna tři bloková zařízení typu RAID, která mají identifikátor 8e
• z těchto tří zařízení jsou pouze dvě ( /dev/md1 a /dev/md2 ) součástí LVM skupiny s názvem storage
• blokové zařízení /dev/md3 není prozatím součástí žádné skupiny a je prázdné (neobsahuje žádné extenty).
• na ostatních blokových zařízeních které jsou ve skupině storage jsou obsazeny všechny extenty

To že jsou obsazeny všechny extenty apriori neznamená že je obsazená veškerá disková kapacita. Logické disky, které tyto extenty zabírají ve skutečnosti nemusí obsahovat žádná data.

pvdisplay

Příkaz pvdisplay je určen ke zjišťování detailnějších informací o stavu jednotlivých blokových zařízeních v rámci LVM systému.

Z následujícího výpisu se můžete oproti stručnějšímu výpisu příkazu pvscan navíc dozvědět:

• jaká je velikost extentu a kolik jich lze na každé zařízení umístit
• že blokové zařízení /dev/md1 má volných 92622 extentů tj. že další extenty budou v případě vytvoření dalšího logického disku, nebo zvětšení některého z již existujících umístěny právě sem.

stroj:~# pvdisplay --- Physical volume --- PV Name /dev/md2 VG Name storage PV Size 1,82 TiB / not usable 3,95 MiB Allocatable yes (but full) PE Size 4,00 MiB Total PE 476931 Free PE 0 Allocated PE 476931 PV UUID Yjsx5u-59et-62Ki-MGkX-gfcv-JJdA-cD14Qr --- Physical volume --- PV Name /dev/md1 VG Name storage PV Size 897,41 GiB / not usable 3,54 MiB Allocatable yes PE Size 4,00 MiB Total PE 229735 Free PE 92622 Allocated PE 137113 PV UUID MLA3Vx-0SFS-3N1Q-t8M6-iRcY-LNOa-W8TeNp "/dev/md3" is a new physical volume of "1,82 TiB" --- NEW Physical volume --- PV Name /dev/md3 VG Name PV Size 1,82 TiB Allocatable NO PE Size 0 Total PE 0 Free PE 0 Allocated PE 0 PV UUID 8eGmWs-T7rC-jE86-lYiD-3qRF-drdW-CZ9b6f

Příprava blokového zařízení na vyřazení ze skupiny - přesun dat

pvmove /dev/sda

Fragmentace v rámci LVM

Při větším počtu PV zařízení s menší kapacitou a žonglování s logickými disky v rámci skupiny, může časem dojít ke zpřeházení extentů jednotlivých logických disků. Jak to pak vypadá můžete názorně vidět na níže uvedeném schématu. U takto fragmentovaných logických disků se drasticky snižuje jejich výkon. Jediným způsob, jak extenty přerovnat, je jejich přesun na jiné PV zařízení. Stejným způsobem, jako když se připravuje PV zařízení pro vyřazení ze skupiny VG.

Do jaké míry jsou jednotlivé extenty zpřeházeny se z žádného výpisu nedozvíte, proto je vhodné - obzvlášť po nějakých pokusech s logickými disky - čas od času extenty srovnat.

Abyste mohli provést přerovnání extentů, musíte mít k dispozici alespoň jedno PV zařízení s minimálně stejnou kapacitou, jako má největší aktivní PV zařízení ve skupině.

Jak se vyhnout zbytečné fragmentaci LVM skupiny?

• Nepoužívané logické disky rušte až když už v rámci skupiny nejsou žádné volné extenty. Pak zrušte všechny nepoužívané disky najednou.
• Logické disky recyklujte - tj. snažte se využívat pokud možno již existující logické disky.
• Po odstranění logických disků proveďte přerovnání, dokud máte volné místo.