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