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

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

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

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

Aufbau eines Systems mit LVM

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)

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

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

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

Snapshot ist Read-Only-Kopie eines LV zu einem bestimmten Zeitpunkt Anwendung: Datensicherung, temporäre Sicherheitskopie realisiert mittels Copy- on-Write nach Benutzung werden Snapshots wieder gelöscht

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

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

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

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

Benchmark (2)

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

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

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