Что такое LVM, принцип работы и детали использования

LVM, или Logical Volume Manager, — это решение для создания разделов томов Linux, которое существует уже некоторое время и предоставляет ряд расширенных функций.

Хотя многие люди путают LVM с файловой системой, на самом деле он работает на отдельном уровне, чтобы создать схему виртуального разбиения поверх фактической структуры диска.

LVM обеспечивает большую гибкость по сравнению с традиционными разделами, что может быть чрезвычайно полезно во многих случаях. Тем не менее, существуют также сценарии, когда использовать его бессмысленно или есть лучшие варианты.

В этой статье мы обсудим, каковы преимущества и недостатки LVM, а также некоторые возможные варианты использования.

КАК РАБОТАЕТ LVM?

Основными строительными блоками системы являются физические объемы (PV). Это могут быть любые доступные устройства хранения, такие как фактические диски (жесткие диски, твердотельные накопители и т. Д.), RAID-массивы, разделы MBR и GPT или различные другие узлы блочных устройств.

Физические тома объединяются в группы томов (VG), которые служат в качестве пулов хранения. Они создают единое пространство хранения, объединяя емкость всех базовых устройств. Размер группы томов можно быстро изменить, добавив или удалив физические тома.

Из группы томов создаются логические тома (LV). Это фактические разделы, которые можно отформатировать в различных файловых системах и использовать в операционной системе.

В отличие от традиционных разделов диска, логические тома очень гибкие, поскольку они абстрагированы в своей группе томов. Логический том не обязательно должен быть смежным, он может растягиваться на несколько дисков, может быть легко перенесен, и вы можете назначить ему имя вместо номера для облегчения идентификации.

LVM разбивает физические тома на небольшие куски с именами Physical extents (PE). Они имеют размер по умолчанию 4 МБ, должны быть смежными и представляют собой наименьшие единицы, которые могут быть выделены. PE могут быть добавлены и удалены из томов на лету и являются основной концепцией, которая обеспечивает работу LVM.

ПРЕИМУЩЕСТВА LVM

Самым большим преимуществом LVM является то, что как логические, так и физические тома можно создавать, удалять и изменять их размер в режиме онлайн без перезагрузки.

Размер логических томов также можно изменять динамически, поэтому вы можете начать, например, с небольшого раздела и настроить его для расширения по мере записи данных на него.

Любое количество дисков и разделов можно объединить в один большой, или один физический диск можно быстро разбить на множество разделов любого размера.

Кроме того, LVM позволяет создавать мгновенные снимки логических томов во время работы операционной системы и поддерживает расширенные функции шифрования.

НЕДОСТАТКИ

Основным недостатком LVM является то, что он добавляет еще один уровень в систему хранения. Хотя издержки LVM обычно невелики, любое снижение производительности может быть критическим для загруженных систем.

Хотя возможность изменения размера логических томов очень полезна, размер файловых систем, установленных на них, должен изменяться отдельно. Поскольку большинство файловых систем Linux не поддерживают онлайн-изменение размера, необходим период простоя.

Многие пользователи сообщают о значительных проблемах производительности при создании снимков, что ограничивает их использование в производственной системе.

Наконец, современные файловые системы, такие как zfs или btrfs, поддерживают большинство расширенных функций LVM (изменение размера в режиме онлайн, создание снимков) без необходимости добавления другого слоя.

КОГДА ИСПОЛЬЗОВАТЬ LVM?

Опция настройки LVM предоставляется во время установки любого современного дистрибутива Linux, стоит ли его использовать? Ответ зависит от фактического варианта использования.

LVM может быть чрезвычайно полезен в динамических средах, когда диски и разделы часто перемещаются или меняются. В то время как обычные разделы также могут быть изменены, LVM намного более гибок и предоставляет расширенные функциональные возможности.

Как зрелая система, LVM также очень стабилен, и каждый дистрибутив Linux поддерживает его по умолчанию. Он прост в установке и настройке, с большим количеством доступной онлайн-документации, в отличие от современных альтернатив файловых систем, которые требуют дополнительных знаний и не столь надежны в производственных условиях.

Другой типичный пример использования LVM — в средах тестирования, когда вам нужно, например, создать несколько разделов для разных файловых систем. Он также хорошо подходит для управления разделами разных размеров, например, такими, которые используются для хранения журналов, которые начинаются с малого, но со временем могут значительно увеличиться.

Некоторые системные администраторы устанавливают LVM исключительно из-за снимков, которые сохраняют образ раздела, который впоследствии можно объединить с оригиналом, чтобы восстановить его в более раннем состоянии.

Однако в статической среде, где разделы и диски никогда не меняются, нет необходимости настраивать LVM, если вам не нужно создавать моментальные снимки.

LVM — это сложный сервис со многими другими функциями, которые подробно описаны в официальной документации.

Заглядывая в будущее, очень вероятно, что LVM будет свернут, поскольку новое поколение файловых систем, таких как zfs и btrfs, станет зрелым. На данный момент это все еще очень мощный и гибкий инструмент, который остается лучшим выбором во многих ситуациях.