LVM - Logical Volume Management unter Linux

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LVM - Logical Volume Management unter Linux

Dirk Markwardt

Technische Universität BraunschweigInstitut für Betriebssysteme und

Rechnerverbund

Februar 2002

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Gliederung

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

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Motivation

• Festplatten werden in Partitionen aufgeteilt– starre Einteilung bei Installation des

Betriebssystems– nachträgliche Änderungen sehr aufwändig– Größe der Festplatte ist maximale

Partitionsgröße

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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

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Aufbau eines Systems mit LVM

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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)

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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

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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

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Größenänderungen

• ... einer VG erfolgen durch Hinzufügen oder Entfernen von PVs

• ... eines LV erfolgen durch Hinzufügen oder Entfernen von LEs

• können im laufenden Betrieb erfolgen

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Snapshot

• ist Read-Only-Kopie eines LV zu einem bestimmten Zeitpunkt– Anwendung: Datensicherung, temporäre

Sicherheitskopie– realisiert mittels Copy-

on-Write– nach Benutzung werden

Snapshots wiedergelöscht

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Striping

• LEs eines LV werden gleichmäßig auf 2 oder mehr Festplatten verteilt– Geschwindigkeitssteigerung durch

gleichzeitige Nutzung der Platten

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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

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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

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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

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Benchmark (2)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

Normal LVM LVM mit Striping RAID 0 LVM auf RAID 0

KB/sek

lesen

schreiben

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Auswertung

• LVM ist gegenüber normaler Partitionierung nur unwesentlich langsamer

• Striping kann die Geschwindigkeit nahezu verdoppeln (bei zwei Festplatten)– natülich abhängig von der Anwendung

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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

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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