Zusammenfassung der Linux Logical Volume Management (LVM)-Nutzung

Die Verwaltung des Speicherplatzes ist für Systemadministratoren eine wichtige tägliche Aufgabe. Wenn der Speicherplatz erschöpft ist, müssen eine Reihe zeitaufwändiger und komplizierter Aufgaben ausgeführt werden, um den verfügbaren Speicherplatz in den Festplattenpartitionen zu erhöhen. Für die Verarbeitung muss das System außerdem offline sein. Normalerweise umfasst diese Aufgabe die Installation einer neuen Festplatte, das Booten im Wiederherstellungsmodus oder Einzelbenutzermodus, das Erstellen einer Partition und eines Dateisystems auf der neuen Festplatte, das Mounten an einem temporären Mount-Punkt, um Daten von einem zu kleinen Dateisystem an den größeren neuen Speicherort zu verschieben, das Ändern des Inhalts der Datei /etc/fstab, um den richtigen Gerätenamen für die neue Partition anzugeben, und einen Neustart, um das neue Dateisystem erneut am richtigen Mount-Punkt zu mounten.

Ich möchte Ihnen sagen, dass ich große Ablehnung empfand, als LVM (Logical Volume Management) erstmals in Fedora Linux auftauchte. Meine erste Reaktion war, dass ich diese zusätzliche Abstraktionsebene zwischen mir und meinen Geräten nicht brauche. Es stellte sich heraus, dass ich falsch lag, die logische Datenträgerverwaltung ist sehr nützlich.

LVM macht die Verwaltung des Speicherplatzes sehr flexibel. Es bietet Funktionen wie das zuverlässige Hinzufügen von Speicherplatz zu einem logischen Volume und seinem Dateisystem, während das Dateisystem gemountet und aktiv ist. Darüber hinaus können Sie mehrere physische Festplatten und Partitionen in einer einzigen Volume-Gruppe (VG) zusammenführen, die in logische Volumes (LVs) aufgeteilt werden kann.

Mithilfe der Datenträgerverwaltung können Sie außerdem die einem logischen Datenträger zugewiesene Speicherplatzmenge reduzieren. Hierzu sind jedoch zwei Voraussetzungen erforderlich: Erstens muss der Datenträger ausgehängt werden. Zweitens muss die Größe des Dateisystems selbst reduziert werden, bevor die Größe des Datenträgers geändert werden kann.

Ein wichtiger Hinweis ist, dass das Dateisystem selbst Größenänderungsvorgänge zulassen muss. Beim Ändern der Größe des Dateisystems ist bei allen Dateisystemen EXT2, 3 und 4 eine Offline- (nicht gemountet) oder Online-Größenänderung (gemountet) möglich. Sie sollten sich sorgfältig mit den Details der Dateisysteme vertraut machen, deren Größe Sie ändern möchten, um zu überprüfen, ob die Größe überhaupt geändert werden kann und insbesondere, ob die Größe online geändert werden kann.

Erweitern eines Dateisystems im laufenden Betrieb

Bevor ich eine neue Distribution auf meinen Produktionsmaschinen installiere, lasse ich sie immer eine Weile in einer VirtualBox-VM laufen, um sicherzustellen, dass keine schwerwiegenden Probleme auftreten. Eines Morgens vor einigen Jahren habe ich eine neu veröffentlichte Version von Fedora in einer virtuellen Maschine auf meiner primären Arbeitsstation installiert. Ich glaube, ich habe genügend Speicherplatz für das Hauptdateisystem zugewiesen, auf dem die VM installiert ist. Allerdings lag ich falsch und etwa nach einem Drittel der Installation ging mir der Speicherplatz auf meinem Dateisystem aus. Glücklicherweise erkannte VirtualBox den Zustand des geringen Speicherplatzes, hielt die virtuelle Maschine an und zeigte dann eine Fehlermeldung an, die das Problem eindeutig identifizierte.

Bitte beachten Sie, dass dieses Problem nicht durch eine zu kleine Festplatte der virtuellen Maschine verursacht wird, sondern vielmehr durch unzureichenden Speicherplatz auf dem Hostcomputer, was dazu führt, dass die virtuelle Festplatte der virtuellen Maschine nicht über genügend Speicherplatz verfügt, um sie im logischen Volume auf dem Hostcomputer zu erweitern.

Da viele moderne Distributionen standardmäßig die logische Datenträgerverwaltung verwenden und ich in meiner Datenträgergruppe über etwas freien Speicherplatz verfüge, kann ich den zusätzlichen Speicherplatz den entsprechenden logischen Datenträgern zuweisen und das Hostdateisystem dann im laufenden Betrieb erweitern. Das bedeutet, dass ich nicht die gesamte Festplatte neu formatieren, das Betriebssystem neu installieren oder den Computer neu starten muss. Ich habe einfach den entsprechenden logischen Datenträgern etwas freien Speicherplatz zugewiesen und die Größe des Dateisystems geändert – und das alles, während das Dateisystem online und betriebsbereit war und die VM das Host-Dateisystem verwendete. Nachdem ich die Größe des logischen Datenträgers und des Dateisystems geändert hatte, setzte ich die VM fort und fuhr mit dem Installationsvorgang fort, als wäre nichts geschehen.

Dieses Problem tritt bei Ihnen vielleicht nie auf, aber viele Leute kennen den Umstand, dass ihnen bei der Ausführung wichtiger Programme der Speicherplatz ausgeht. Und obwohl viele Programme, insbesondere Windows-Programme, nicht so gut geschrieben und robust wie VirtualBox sind, ermöglicht die logische Datenträgerverwaltung von Linux eine Wiederherstellung ohne Datenverlust oder einen zeitaufwändigen Installationsprozess.

LVM-Struktur

Die Festplattenumgebungsstruktur der logischen Datenträgerverwaltung ist in Abbildung 1 unten dargestellt. Die logische Datenträgerverwaltung ermöglicht die Zusammenführung mehrerer separater Festplatten und/oder Datenträgerpartitionen zu einer einzigen Datenträgergruppe (VG). Die Volume-Gruppe kann dann in logische Volumes (LVs) unterteilt oder zum Zuweisen eines großen Einzelvolumes verwendet werden. Auf einem logischen Datenträger können gewöhnliche Dateisysteme wie EXT3 oder EXT4 erstellt werden.

In Abbildung 1 werden zwei ganze physische Festplatten und eine Partition einer dritten Festplatte zu einer einzigen Datenträgergruppe zusammengefasst. In dieser Volume-Gruppe werden zwei logische Volumes und Dateisysteme angelegt. Auf jedem logischen Volume kann beispielsweise ein EXT3- oder EXT4-Dateisystem angelegt werden.

Abbildung 1: LVM ermöglicht das Zusammenfassen von Partitionen und ganzen Festplatten zu Volume-Gruppen

Das Hinzufügen von Speicherplatz zu einem Host ist sehr einfach und kommt meiner Erfahrung nach nur selten vor. Die grundlegenden Schritte sind unten aufgeführt. Sie können auch eine völlig neue Datenträgergruppe erstellen, einem vorhandenen logischen Datenträger neuen Speicherplatz hinzufügen oder einen neuen logischen Datenträger erstellen.

Neues logisches Volume hinzufügen

Manchmal ist es notwendig, einem Host ein neues logisches Volume hinzuzufügen. Nachdem ich beispielsweise die Benachrichtigung erhielt, dass das /home -Dateisystem, das die virtuelle Festplatte meiner virtuellen VirtualBox-Maschine enthält, voll wurde, beschloss ich, ein neues logisches Volume zu erstellen, um die Daten der virtuellen Maschine einschließlich der virtuellen Festplatte zu speichern. Dadurch wird jede Menge Speicherplatz in meinem /home Dateisystem freigegeben und ich kann den Speicherplatz der VMs unabhängig verwalten.

Die grundlegenden Schritte zum Hinzufügen eines neuen logischen Datenträgers sind wie folgt:

1 Bauen Sie bei Bedarf eine neue Festplatte ein.

2 Optional: Erstellen Sie eine Partition auf der Festplatte.

3 Erstellen Sie ein vollständiges physisches Volume (PV) oder eine Partition auf der Festplatte.

4 Ordnen Sie das neue physische Volumen einer vorhandenen Volumengruppe (VG) zu oder erstellen Sie eine neue Volumengruppe.

5 Erstellen Sie aus dem Volume-Speicherplatz ein neues logisches Volume (LV).

6 Erstellen Sie ein Dateisystem im neuen logischen Datenträger.

7 Fügen Sie entsprechende Einträge in /etc/fstab hinzu, um das Dateisystem zu mounten.

8 Mounten Sie das Dateisystem.

Zur vertiefenden Einführung wird anhand eines Beispiels das Linux-Dateisystem experimentell erkundet.

Beispiel

Dieses Beispiel zeigt, wie Sie mit der Befehlszeile eine vorhandene Datenträgergruppe erweitern, um mehr Speicherplatz hinzuzufügen, auf diesem Speicherplatz einen neuen logischen Datenträger zu erstellen und anschließend auf dem logischen Datenträger ein Dateisystem zu erstellen. Dieser Vorgang wird immer auf laufenden und gemounteten Dateisystemen durchgeführt.

Warnung: Nur die Größe von EXT3- und EXT4-Dateisystemen kann während der Ausführung und beim Mounten geändert werden. Viele andere Dateisysteme, darunter BTRFS und ZFS, können dies nicht.

Installieren einer Festplatte

Wenn in der Datenträgergruppe auf der vorhandenen Festplatte im System nicht genügend Speicherplatz zum Hinzufügen vorhanden ist, müssen Sie möglicherweise eine neue Festplatte hinzufügen und dann Speicherplatz zum Hinzufügen zum logischen Datenträger schaffen. Installieren Sie zuerst die physische Festplatte und befolgen Sie dann die folgenden Schritte.

Erstellen eines physischen Datenträgers aus einer Festplatte

Zuerst müssen Sie ein neues physisches Volume (PV) erstellen. Verwenden Sie den folgenden Befehl, der davon ausgeht, dass die neue Festplatte als /dev/hdd zugewiesen wurde.

pvcreate /dev/hdd

Es ist nicht notwendig, auf der neuen Festplatte Partitionen zu erstellen. Das erstellte physische Volume wird vom Logical Volume Manager als neu installierte Raw-Disk oder Linux-Partition vom Typ 83 erkannt. Wenn Sie die gesamte Festplatte verwenden möchten, bietet das Erstellen einer Partition keinen besonderen Vorteil, und der für Metadaten verwendete Speicherplatz kann auch als Teil des PV verwendet werden.

Erweitern einer vorhandenen Datenträgergruppe

In diesem Beispiel erweitere ich eine vorhandene Datenträgergruppe, anstatt eine neue zu erstellen. Sie können auch einen anderen Ansatz wählen. Nachdem die physische Festplatte erstellt wurde, erweitern Sie die vorhandene Volume-Gruppe (VG), um den Speicherplatz für das neue PV einzuschließen. In diesem Beispiel hat die vorhandene Datenträgergruppe den Namen: MyVG01.

vgextend /dev/MyVG01 /dev/hdd

Erstellen eines logischen Volumes

Erstellen Sie zunächst ein logisches Volume aus dem vorhandenen freien Speicherplatz in der Volume-Gruppe. Der folgende Befehl erstellt ein LV mit einer Größe von 50 GB. Der Name der Datenträgergruppe ist MyVG01 und der Name des logischen Datenträgers ist Stuff.

lvcreate -L +50G --name Zeug MyVG01

Erstellen eines Dateisystems

Durch das Erstellen eines logischen Datenträgers wird kein Dateisystem erstellt. Diese Aufgabe muss einzeln durchgeführt werden. Der folgende Befehl erstellt ein EXT4-Dateisystem im neu erstellten logischen Volume.

mkfs -t ext4 /dev/MyVG01/Stuff

Hinzufügen einer Dateisystembezeichnung

Durch das Hinzufügen einer Dateisystembezeichnung lässt sich das Dateisystem leichter identifizieren, falls später Probleme auftreten.

e2label /dev/MyVG01/Zeug Zeug

Einhängen des Dateisystems

An diesem Punkt können Sie einen Einhängepunkt erstellen und den entsprechenden Eintrag im Dateisystem /etc/fstab hinzufügen, um das Dateisystem einzuhängen.

Sie können auch prüfen und bestätigen, dass das Volume korrekt erstellt wurde. Sie können hierzu df , lvs und vgs verwenden.

Ändern der Größe eines logischen Datenträgers in einem LVM-Dateisystem

Seit der ersten Version von Unix bestand immer der Bedarf zur Dateisystemerweiterung, und Linux bildet hier keine Ausnahme. Mit Logical Volume Management (LVM) ist es jetzt noch einfacher.

1 Bauen Sie bei Bedarf eine neue Festplatte ein.

2 Optional: Erstellen Sie eine Partition auf der Festplatte.

3 Erstellen Sie ein vollständiges physisches Volume (PV) oder eine Partition auf der Festplatte.

4 Ordnen Sie das neue physische Volumen einer vorhandenen Volumengruppe (VG) zu oder erstellen Sie eine neue Volumengruppe.

5 Erstellen Sie aus dem Volume-Speicherplatz ein neues logisches Volume (LV) oder erweitern Sie ein vorhandenes logisches Volume unter Verwendung eines Teils oder des gesamten Speicherplatzes in der Volume-Gruppe.

6 Wenn ein neues logisches Volume erstellt wurde, erstellen Sie darauf ein Dateisystem. Wenn Sie einem vorhandenen logischen Datenträger Speicherplatz hinzufügen müssen, verwenden Sie den Befehl resize2fs , um das Dateisystem zu vergrößern und den logischen Datenträger zu füllen.

7 Fügen Sie entsprechende Einträge in /etc/fstab hinzu, um das Dateisystem zu mounten.

8 Mounten Sie das Dateisystem.

Beispiel

Dieses Beispiel zeigt, wie eine vorhandene Datenträgergruppe mithilfe der Befehlszeile erweitert wird. Dadurch werden dem /Staff -Dateisystem etwa 50 GB Speicherplatz hinzugefügt. Dadurch wird ein Dateisystem generiert, das gemountet werden kann. Auf Linux 2.6-Kerneln (und höher) können sowohl EXT3- als auch EXT4-Dateisysteme sofort verwendet werden. Ich empfehle dies nicht für kritische Systeme, aber es ist machbar und ich habe es viele Male erfolgreich durchgeführt, sogar auf dem Root-Dateisystem ( / ). Die Nutzung erfolgt auf eigene Verantwortung.

Warnung: Nur die Größe von EXT3- und EXT4-Dateisystemen kann während der Ausführung und beim Mounten geändert werden. Viele andere Dateisysteme, darunter BTRFS und ZFS, können dies nicht.

Installieren einer Festplatte

Wenn in der Datenträgergruppe auf der vorhandenen Festplatte im System nicht genügend Speicherplatz zum Hinzufügen vorhanden ist, müssen Sie möglicherweise eine neue Festplatte hinzufügen und dann Speicherplatz zum Hinzufügen zum logischen Datenträger schaffen. Installieren Sie zuerst die physische Festplatte und befolgen Sie dann die folgenden Schritte.

Erstellen eines physischen Datenträgers aus einer Festplatte

Zuerst müssen Sie ein neues physisches Volume (PV) erstellen. Verwenden Sie den folgenden Befehl, der davon ausgeht, dass die neue Festplatte als /dev/hdd zugewiesen wurde.

pvcreate /dev/hdd

Es ist nicht notwendig, auf der neuen Festplatte Partitionen zu erstellen. Das erstellte physische Volume wird vom Logical Volume Manager als neu installierte Raw-Disk oder Linux-Partition vom Typ 83 erkannt. Wenn Sie die gesamte Festplatte verwenden möchten, bietet das Erstellen einer Partition keinen besonderen Vorteil, und der für Metadaten verwendete Speicherplatz kann auch als Teil des PV verwendet werden.

Hinzufügen eines physischen Datenträgers zu einer vorhandenen Datenträgergruppe

In diesem Beispiel werde ich eine vorhandene Volume-Gruppe um ein neues physisches Volume erweitern. Nachdem das physische Volume erstellt wurde, erweitern Sie die vorhandene Volume-Gruppe (VG), um den Speicherplatz für das neue PV einzuschließen. In diesem Beispiel hat die vorhandene Datenträgergruppe den Namen: MyVG01.

vgextend /dev/MyVG01 /dev/hdd

Erweitern eines logischen Datenträgers

Erstellen Sie zunächst ein logisches Volume aus dem vorhandenen freien Speicherplatz in der Volume-Gruppe. Der folgende Befehl erstellt ein LV mit einer Größe von 50 GB. Der Name der Datenträgergruppe ist MyVG01 und der Name des logischen Datenträgers ist Stuff.

lvcreate -L +50G --name Zeug MyVG01

Erweitern des Dateisystems

Wenn Sie die Option -r verwenden, wird durch die Erweiterung des logischen Datenträgers auch das Dateisystem erweitert. Dieser Vorgang kann nicht alleine ausgeführt werden, wenn Sie die Option -r nicht verwenden. Der folgende Befehl ändert die Größe des Dateisystems im neu dimensionierten logischen Datenträger.

resize2fs /dev/MyVG01/Stuff

Sie können auch überprüfen und sicherstellen, dass die geänderte Lautstärke korrekt ist. Sie können hierzu die Befehle df, lvs und vgs verwenden.

Hinweis

Ich habe in den letzten Jahren einiges darüber gelernt, wie man die Verwaltung logischer Datenträger einfacher gestalten kann und hoffe, dass diese Tipps für Sie wertvoll sind.

1 Sofern es keinen zwingenden Grund gibt, ein anderes Dateisystem zu verwenden, empfiehlt sich die Verwendung eines erweiterbaren Dateisystems. Nicht alle Dateisysteme außer EXT2, 3 und 4 unterstützen die Größenänderung. Das EXT-Dateisystem ist nicht nur schnell, sondern auch effizient. Wenn die Standardparameter Ihren Anforderungen nicht entsprechen, können sie (bezogen auf die Dateisystemparameter) von einem erfahrenen Systemadministrator angepasst werden.

2 Verwenden Sie aussagekräftige Volume- und Volume-Gruppennamen.

3 Verwenden von EXT-Dateisystembezeichnungen

Ich weiß, dass sich die meisten Systemadministratoren, genau wie ich, gegen die logische Datenträgerverwaltung sträuben. Ich hoffe, dieser Artikel hat Sie ermutigt, LVM zumindest auszuprobieren. Ich würde mich freuen, wenn Sie das tun könnten, denn seitdem ich es verwende, sind meine Aufgaben zur Festplattenverwaltung viel einfacher geworden.

Über den Autor

David Both ist ein Verfechter von Linux und Open-Source-Software und lebt in Raleigh, North Carolina. Er arbeitet seit über 40 Jahren in der IT-Branche und seit über 20 Jahren bei IBM. Während seiner Zeit bei IBM schrieb er 1981 den ersten Schulungskurs für den ursprünglichen IBM PC. Er hat die RHCE-Kurse von Red Hat unterrichtet und bei MCI Worldcom, Cisco und North Carolina gearbeitet. Er arbeitet seit fast 20 Jahren mit Linux und Open-Source-Software.

über: https://opensource.com/business/16/9/linux-users-guide-lvm

Oben finden Sie eine detaillierte Zusammenfassung der Verwendung von Linux Logical Volume Management (LVM). Weitere Informationen zur Verwendung von Linux LVM finden Sie in den anderen verwandten Artikeln auf 123WORDPRESS.COM!