Руководство по lvm

From Wikipedia:Logical Volume Manager (Linux):

Logical Volume Manager (LVM) is a device mapper framework that provides logical volume management for the Linux kernel.

Background

LVM building blocks

Logical Volume Management utilizes the kernel’s device-mapper feature to provide a system of partitions independent of underlying disk layout. With LVM you abstract your storage and have «virtual partitions», making extending/shrinking easier (subject to potential filesystem limitations).

Virtual partitions allow addition and removal without worry of whether you have enough contiguous space on a particular disk, getting caught up fdisking a disk in use (and wondering whether the kernel is using the old or new partition table), or, having to move other partitions out of the way.

Basic building blocks of LVM:

Physical volume (PV)

Unix block device node, usable for storage by LVM. Examples: a hard disk, an MBR or GPT partition, a loopback file, a device mapper device (e.g. dm-crypt). It hosts an LVM header.

Volume group (VG)

Group of PVs that serves as a container for LVs. PEs are allocated from a VG for a LV.

Logical volume (LV)

«Virtual/logical partition» that resides in a VG and is composed of PEs. LVs are Unix block devices analogous to physical partitions, e.g. they can be directly formatted with a file system.

Physical extent (PE)

The smallest contiguous extent (default 4 MiB) in the PV that can be assigned to a LV. Think of PEs as parts of PVs that can be allocated to any LV.

Example:

Physical disks

  Disk1 (/dev/sda):
    ┌──────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
    │ Partition1  50 GiB (Physical volume) │ Partition2 80 GiB (Physical volume) │
    │ /dev/sda1                            │ /dev/sda2                           │
    └──────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

  Disk2 (/dev/sdb):
    ┌──────────────────────────────────────┐
    │ Partition1 120 GiB (Physical volume) │
    │ /dev/sdb1                            │
    └──────────────────────────────────────┘

LVM logical volumes

  Volume Group1 (/dev/MyVolGroup/ = /dev/sda1 + /dev/sda2 + /dev/sdb1):
    ┌─────────────────────────┬─────────────────────────┬──────────────────────────┐
    │ Logical volume1 15 GiB  │ Logical volume2 35 GiB  │ Logical volume3 200 GiB  │
    │ /dev/MyVolGroup/rootvol │ /dev/MyVolGroup/homevol │ /dev/MyVolGroup/mediavol │
    └─────────────────────────┴─────────────────────────┴──────────────────────────┘

Note: Logical volumes are accessible at both /dev/VolumeGroupName/LogicalVolumeName and /dev/mapper/VolumeGroupName-LogicalVolumeName. However, lvm(8) § VALID NAMES recommends the former format for «software and scripts» (e.g. fstab) since the latter is intended for «internal use» and subject to possible «change between releases and distributions».

Advantages

LVM gives you more flexibility than just using normal hard drive partitions:

• Use any number of disks as one big disk.
• Have logical volumes stretched over several disks.
• Create small logical volumes and resize them «dynamically» as they get filled up.
• Resize logical volumes regardless of their order on disk. It does not depend on the position of the LV within VG, there is no need to ensure surrounding available space.
• Resize/create/delete logical and physical volumes online. File systems on them still need to be resized, but some (such as ext4) support online resizing.
• Online/live migration of LV being used by services to different disks without having to restart services.
• Snapshots allow you to backup a frozen copy of the file system, while keeping service downtime to a minimum.
• Support for unlocking separate volumes without having to enter a key multiple times on boot (make LVM on top of LUKS).
• Built-in support for caching of frequently used data (lvmcache(7)).

Disadvantages

• Additional steps in setting up the system, more complicated. Requires (multiple) daemons to constantly run.
• If dual-booting, note that Windows does not support LVM; you will be unable to access any LVM partitions from Windows. 3rd Party software may allow to mount certain kinds of LVM setups. [1]
• If your physical volumes are not on a RAID-1, RAID-5 or RAID-6 losing one disk can lose one or more logical volumes if you span (or extend) your logical volumes across multiple non-redundant disks.
• You cannot (easily) shrink the space used by the logical volume manager, meaning the physical volumes used for the logical volumes. If the physical extents are scattered across the physical volume until the end, it is not possible to shrink the physical volume with the scripts provided on the Arch Wiki. If you want to dual-boot with other operating systems (e.g. with Microsoft Windows), the only space left on the device for Microsoft Windows is the space not used by LVM / not used as physical volume.

Installation

Make sure the lvm2 package is installed.

If you have LVM volumes not activated via the initramfs, enable lvm2-monitor.service, which is provided by the lvm2 package.

Volume operations

Physical volumes

Creating

To create a PV on /dev/sda1, run:

# pvcreate /dev/sda1

You can check the PV is created using the following command:

# pvs

Growing

After extending or prior to reducing the size of a device that has a physical volume on it, you need to grow or shrink the PV using pvresize(8).

To expand the PV on /dev/sda1 after enlarging the partition, run:

# pvresize /dev/sda1

This will automatically detect the new size of the device and extend the PV to its maximum.

Note: This command can be done while the volume is online.

Shrinking

To shrink a physical volume prior to reducing its underlying device, add the --setphysicalvolumesize size parameters to the command, e.g.:

# pvresize --setphysicalvolumesize 40G /dev/sda1

The above command may leave you with this error:

/dev/sda1: cannot resize to 25599 extents as later ones are allocated.
0 physical volume(s) resized / 1 physical volume(s) not resized

Indeed pvresize will refuse to shrink a PV if it has allocated extents after where its new end would be. One needs to run pvmove beforehand to relocate these elsewhere in the volume group if there is sufficient free space.

Move physical extents

Before moving free extents to the end of the volume, one must run pvdisplay -v -m to see physical segments. In the below example, there is one physical volume on /dev/sdd1, one volume group vg1 and one logical volume backup.

# pvdisplay -v -m

    Finding all volume groups.
    Using physical volume(s) on command line.
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdd1
  VG Name               vg1
  PV Size               1.52 TiB / not usable 1.97 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              399669
  Free PE               153600
  Allocated PE          246069
  PV UUID               MR9J0X-zQB4-wi3k-EnaV-5ksf-hN1P-Jkm5mW
   
  --- Physical Segments ---
  Physical extent 0 to 153600:
    FREE
  Physical extent 153601 to 307199:
    Logical volume	/dev/vg1/backup
    Logical extents	1 to 153599
  Physical extent 307200 to 307200:
    FREE
  Physical extent 307201 to 399668:
    Logical volume	/dev/vg1/backup
    Logical extents	153601 to 246068

One can observe FREE space are split across the volume. To shrink the physical volume, we must first move all used segments to the beginning.

Here, the first free segment is from 0 to 153600 and leaves us with 153601 free extents. We can now move this segment number from the last physical extent to the first extent. The command will thus be:

# pvmove --alloc anywhere /dev/sdd1:307201-399668 /dev/sdd1:0-92467

/dev/sdd1: Moved: 0.1 %
/dev/sdd1: Moved: 0.2 %
...
/dev/sdd1: Moved: 99.9 %
/dev/sdd1: Moved: 100.0 %

Resize physical volume

Once all your free physical segments are on the last physical extents, run vgdisplay with root privileges and see your free PE.

Then you can now run again the command:

# pvresize --setphysicalvolumesize size PhysicalVolume

See the result:

# pvs

  PV         VG   Fmt  Attr PSize    PFree 
  /dev/sdd1  vg1  lvm2 a--     1t     500g

Resize partition

Last, you need to shrink the partition with your favorite partitioning tool.

Volume groups

Creating a volume group

To create a VG MyVolGroup with an associated PV /dev/sdb1, run:

# vgcreate MyVolGroup /dev/sdb1

You can check the VG MyVolGroup is created using the following command:

# vgs

You can bind multiple PVs when creating a VG like this:

# vgcreate MyVolGroup /dev/sdb1 /dev/sdb2

Activating a volume group

Note: You can restrict the volumes that are activated automatically by setting the auto_activation_volume_list in /etc/lvm/lvm.conf. If in doubt, leave this option commented out.

# vgchange -a y MyVolGroup

By default, this will reactivate the volume group when applicable. For example, if you had a drive failure in a mirror and you swapped the drive; and ran (1) pvcreate, (2) vgextend and (3) vgreduce --removemissing --force.

Repairing a volume group

To start the rebuilding process of the degraded mirror array in this example, you would run:

# lvconvert --repair /dev/MyVolGroup/mirror

You can monitor the rebuilding process (Cpy%Sync Column output) with:

# lvs -a -o +devices

Deactivating a volume group

Just invoke

# vgchange -a n MyVolGroup

This will deactivate the volume group and allow you to unmount the container it is stored in.

Renaming a volume group

Use the vgrename(8) command to rename an existing volume group.

Either of the following commands renames the existing volume group MyVolGroup to my_volume_group

# vgrename /dev/MyVolGroup /dev/my_volume_group

# vgrename MyVolGroup my_volume_group

Make sure to update all configuration files (e.g. /etc/fstab or /etc/crypttab) that reference the renamed volume group.

Add physical volume to a volume group

You first create a new physical volume on the block device you wish to use, then extend your volume group

# pvcreate /dev/sdb1
# vgextend MyVolGroup /dev/sdb1

This of course will increase the total number of physical extents on your volume group, which can be allocated by logical volumes as you see fit.

Note: It is considered good form to have a partition table on your storage medium below LVM. Use the appropriate partition type: 8e for MBR, and E6D6D379-F507-44C2-A23C-238F2A3DF928 for GPT partitions.

Remove partition from a volume group

If you created a logical volume on the partition, remove it first.

All of the data on that partition needs to be moved to another partition. Fortunately, LVM makes this easy:

# pvmove /dev/sdb1

If you want to have the data on a specific physical volume, specify that as the second argument to pvmove:

# pvmove /dev/sdb1 /dev/sdf1

Then the physical volume needs to be removed from the volume group:

# vgreduce MyVolGroup /dev/sdb1

Or remove all empty physical volumes:

# vgreduce --all MyVolGroup

For example: if you have a bad disk in a group that cannot be found because it has been removed or failed:

# vgreduce --removemissing --force MyVolGroup

And lastly, if you want to use the partition for something else, and want to avoid LVM thinking that the partition is a physical volume:

# pvremove /dev/sdb1

Logical volumes

Note: lvresize(8) provides more or less the same options as the specialized lvextend(8) and lvreduce(8) commands, while allowing to do both types of operation. Notwithstanding this, all those utilities offer a -r/--resizefs option which allows to resize the file system together with the LV using fsadm(8) (ext2, ext3, ext4, ReiserFS and XFS supported). Therefore it may be easier to simply use lvresize for both operations and use --resizefs to simplify things a bit, except if you have specific needs or want full control over the process.

Warning: While enlarging a file system can often be done on-line (i.e. while it is mounted), even for the root partition, shrinking will nearly always require to first unmount the file system so as to prevent data loss. Make sure your file system supports what you are trying to do.

Tip: If a logical volume will be formatted with ext4, leave at least 256 MiB free space in the volume group to allow using e2scrub(8). After creating the last volume with -l 100%FREE, this can be accomplished by reducing its size with lvreduce -L -256M volume_group/logical_volume.

Creating a logical volume

To create a LV homevol in a VG MyVolGroup with 300 GiB of capacity, run:

# lvcreate -L 300G MyVolGroup -n homevol

or, to create a LV homevol in a VG MyVolGroup with the rest of capacity, run:

# lvcreate -l 100%FREE MyVolGroup -n homevol

The new LV will appear as /dev/MyVolGroup/homevol. Now you can format the LV with an appropriate file system.

You can check the LV is created using the following command:

# lvs

Renaming a logical volume

To rename an existing logical volume, use the lvrename(8) command.

Either of the following commands renames logical volume old_vol in volume group MyVolGroup to new_vol.

# lvrename /dev/MyVolGroup/old_vol /dev/MyVolGroup/new_vol

# lvrename MyVolGroup old_vol new_vol

Make sure to update all configuration files (e.g. /etc/fstab or /etc/crypttab) that reference the renamed logical volume.

Resizing the logical volume and file system in one go

Note: Only ext2, ext3, ext4, ReiserFS and XFS file systems are supported. For a different type of file system see #Resizing the logical volume and file system separately.

Extend the logical volume mediavol in MyVolGroup by 10 GiB and resize its file system all at once:

# lvresize -L +10G --resizefs MyVolGroup/mediavol

Set the size of logical volume mediavol in MyVolGroup to 15 GiB and resize its file system all at once:

# lvresize -L 15G --resizefs MyVolGroup/mediavol

If you want to fill all the free space on a volume group, use the following command:

# lvresize -l +100%FREE --resizefs MyVolGroup/mediavol

See lvresize(8) for more detailed options.

Resizing the logical volume and file system separately

For file systems not supported by fsadm(8) will need to use the appropriate utility to resize the file system before shrinking the logical volume or after expanding it.

To extend logical volume mediavol within volume group MyVolGroup by 2 GiB without touching its file system:

# lvresize -L +2G MyVolGroup/mediavol

Now expand the file system (ext4 in this example) to the maximum size of the underlying logical volume:

# resize2fs /dev/MyVolGroup/mediavol

To reduce the size of logical volume mediavol in MyVolGroup by 500 MiB, first calculate the resulting file system size and shrink the file system (ext4 in this example) to the new size:

# resize2fs /dev/MyVolGroup/mediavol NewSize

When the file system is shrunk, reduce the size of logical volume:

# lvresize -L -500M MyVolGroup/mediavol

To calculate the exact logical volume size for ext2, ext3, ext4 file systems, use a simple formula: LVM_EXTENTS = FS_BLOCKS × FS_BLOCKSIZE ÷ LVM_EXTENTSIZE.

# tune2fs -l /dev/MyVolGroup/mediavol | grep Block

Block count:              102400000
Block size:               4096
Blocks per group:         32768

# vgdisplay MyVolGroup | grep "PE Size"

PE Size               4.00 MiB

Note: The file system block size is in bytes. Make sure to use the same units for both block and extent size.

102400000 blocks × 4096 bytes/block ÷ 4 MiB/extent = 100000 extents

Passing --resizefs will confirm that the correctness.

# lvreduce -l 100000 --resizefs /dev/MyVolGroup/mediavol

...
The filesystem is already 102400000 (4k) blocks long.  Nothing to do!
...
Logical volume sysvg/root successfully resized.

See lvresize(8) for more detailed options.

Removing a logical volume

Warning: Before you remove a logical volume, make sure to move all data that you want to keep somewhere else; otherwise, it will be lost!

First, find out the name of the logical volume you want to remove. You can get a list of all logical volumes with:

# lvs

Next, look up the mountpoint of the chosen logical volume:

$ lsblk

Then unmount the filesystem on the logical volume:

# umount /mountpoint

Finally, remove the logical volume:

# lvremove volume_group/logical_volume

For example:

# lvremove MyVolGroup/homevol

Confirm by typing in y.

Make sure to update all configuration files (e.g. /etc/fstab or /etc/crypttab) that reference the removed logical volume.

You can verify the removal of the logical volume by typing lvs as root again (see first step of this section).

Snapshots

LVM supports CoW (Copy-on-Write) snapshots. A CoW snapshot initially points to the original data. When data blocks are overwritten, the original copy is left intact and the new blocks are written elsewhere on-disk. This has several desirable properties:

• Creating snapshots is fast, because it does not copy data (just the much shorter list of pointers to the on-disk locations).
• Snapshots require just enough free space to hold the new data blocks (plus a negligible amount for the pointers to the new blocks). For example, a snapshot of 35 GiB of data, where you write only 2 GiB (on both the original and snapshot), only requires 2 GiB of free space.

LVM snapshots are at the block level. They make a new block device, with no apparent relationship to the original except when dealing with the LVM tools. Therefore, deleting files in the original copy does not free space in the snapshots. If you need filesystem-level snapshots, you rather need btrfs, ZFS or bcache.

Configuration

You create snapshot logical volumes just like normal ones.

# lvcreate --size 100M --snapshot --name snap01vol /dev/MyVolGroup/lvol

With that volume, you may modify less than 100 MiB of data, before the snapshot volume fills up.

Reverting the modified lvol logical volume to the state when the snap01vol snapshot was taken can be done with

# lvconvert --merge /dev/MyVolGroup/snap01vol

In case the origin logical volume is active, merging will occur on the next reboot (merging can be done even from a LiveCD).

Note: The snapshot will no longer exist after merging.

Also multiple snapshots can be taken and each one can be merged with the origin logical volume at will.

Backups

A snapshot provides a frozen copy of a file system to make backups. For example, a backup taking two hours provides a more consistent image of the file system than directly backing up the partition.

The snapshot can be mounted and backed up with dd or tar. The size of the backup file done with dd will be the size of the files residing on the snapshot volume.
To restore just create a snapshot, mount it, and write or extract the backup to it. And then merge it with the origin.

See Create root filesystem snapshots with LVM for automating the creation of clean root file system snapshots during system startup for backup and rollback.

Encryption

See dm-crypt/Encrypting an entire system#LUKS on LVM and dm-crypt/Encrypting an entire system#LVM on LUKS for the possible schemes of combining LUKS with LVM.

Cache

From lvmcache(7):

The cache logical volume type uses a small and fast LV to improve the performance of a large and slow LV. It does this by storing the frequently used blocks on the faster LV. LVM refers to the small fast LV as a cache pool LV. The large slow LV is called the origin LV. Due to requirements from dm-cache (the kernel driver), LVM further splits the cache pool LV into two devices — the cache data LV and cache metadata LV. The cache data LV is where copies of data blocks are kept from the origin LV to increase speed. The cache metadata LV holds the accounting information that specifies where data blocks are stored (e.g. on the origin LV or on the cache data LV). Users should be familiar with these LVs if they wish to create the best and most robust cached logical volumes. All of these associated LVs must be in the same VG.

Create cache

Convert your fast disk (/dev/fastdisk) to PV and add to your existing VG (MyVolGroup):

# vgextend MyVolGroup /dev/fastdisk

Create a cache pool with automatic meta data on /dev/fastdisk and convert the existing LV MyVolGroup/rootvol to a cached volume, all in one step:

# lvcreate --type cache --cachemode writethrough -l 100%FREE -n root_cachepool MyVolGroup/rootvol /dev/fastdisk

Tip: Instead of using -l 100%FREE to allocate 100% of available space from PV /dev/fastdisk, you can use -L 20G instead to allocate only 20 GiB for cachepool.

Cachemode has two possible options:

• writethrough ensures that any data written will be stored both in the cache pool LV and on the origin LV. The loss of a device associated with the cache pool LV in this case would not mean the loss of any data;
• writeback ensures better performance, but at the cost of a higher risk of data loss in case the drive used for cache fails.

If a specific --cachemode is not indicated, the system will assume writethrough as default.

Remove cache

If you ever need to undo the one step creation operation above:

# lvconvert --uncache MyVolGroup/rootvol

This commits any pending writes still in the cache back to the origin LV, then deletes the cache. Other options are available and described in lvmcache(7).

RAID

LVM may be used to create a software RAID. It is a good choice if the user does not have hardware RAID and was planning on using LVM anyway. From lvmraid(7):

lvm(8) RAID is a way to create a Logical Volume (LV) that uses multiple physical devices to improve performance or tolerate device failures. In LVM, the physical devices are Physical Volumes (PVs) in a single Volume Group (VG).

LVM RAID supports RAID 0, RAID 1, RAID 4, RAID 5, RAID 6 and RAID 10. See Wikipedia:Standard RAID levels for details on each level.

Warning: When using the lvm2 mkinitcpio hook, make sure to include the RAID kernel modules in the initramfs. This must be done regardless whether the root volume is on LVM RAID or not, as after boot pvscan will not retry activating devices it could not activate in the initramfs phase. See FS#71385.

Tip: mdadm may also be used to create a software RAID. It is arguably simpler, more popular, and easier to setup.

Setup RAID

Create physical volumes:

# pvcreate /dev/sda2 /dev/sdb2

Create volume group on the physical volumes:

# vgcreate MyVolGroup /dev/sda2 /dev/sdb2

Create logical volumes using lvcreate --type raidlevel, see lvmraid(7) and lvcreate(8) for more options.

# lvcreate --type RaidLevel [OPTIONS] -n Name -L Size VG [PVs]

For example:

# lvcreate --type raid1 --mirrors 1 -L 20G -n myraid1vol MyVolGroup /dev/sda2 /dev/sdb2

will create a 20 GiB mirrored logical volume named «myraid1vol» in VolGroup00 on /dev/sda2 and /dev/sdb2.

Thin provisioning

Note: When mounting a thin LV file system, always remember to use the discard option or to use fstrim regularly, to allow the thin LV to shrink as files are deleted.

From lvmthin(7):

Blocks in a standard lvm(8) Logical Volume (LV) are allocated when the LV is created, but blocks in a thin provisioned LV are allocated as they are written. Because of this, a thin provisioned LV is given a virtual size, and can then be much larger than physically available storage. The amount of physical storage provided for thin provisioned LVs can be increased later as the need arises.

Example: implementing virtual private servers

Here is the classic use case. Suppose you want to start your own VPS service, initially hosting about 100 VPSes on a single PC with a 930 GiB hard drive. Hardly any of the VPSes will actually use all of the storage they are allotted, so rather than allocate 9 GiB to each VPS, you could allow each VPS a maximum of 30 GiB and use thin provisioning to only allocate as much hard drive space to each VPS as they are actually using. Suppose the 930 GiB hard drive is /dev/sdb. Here is the setup.

Prepare the volume group, MyVolGroup.

# vgcreate MyVolGroup /dev/sdb

Create the thin pool LV, MyThinPool. This LV provides the blocks for storage.

# lvcreate --type thin-pool -n MyThinPool -l 95%FREE MyVolGroup

The thin pool is composed of two sub-volumes, the data LV and the metadata LV. This command creates both automatically. But the thin pool stops working if either fills completely, and LVM currently does not support the shrinking of either of these volumes. This is why the above command allows for 5% of extra space, in case you ever need to expand the data or metadata sub-volumes of the thin pool.

For each VPS, create a thin LV. This is the block device exposed to the user for their root partition.

# lvcreate -n SomeClientsRoot -V 30G --thinpool MyThinPool MyVolGroup

The block device /dev/MyVolGroup/SomeClientsRoot may then be used by a VirtualBox instance as the root partition.

Use thin snapshots to save more space

Thin snapshots are much more powerful than regular snapshots, because they are themselves thin LVs. See Red Hat’s guide [2] for a complete list of advantages thin snapshots have.

Instead of installing Linux from scratch every time a VPS is created, it is more space-efficient to start with just one thin LV containing a basic installation of Linux:

# lvcreate -n GenericRoot -V 30G --thinpool MyThinPool MyVolGroup
*** install Linux at /dev/MyVolGroup/GenericRoot ***

Then create snapshots of it for each VPS:

# lvcreate -s MyVolGroup/GenericRoot -n SomeClientsRoot

This way, in the thin pool there is only one copy the data common to all VPSes, at least initially. As an added bonus, the creation of a new VPS is instantaneous.

Since these are thin snapshots, a write operation to GenericRoot only causes one COW operation in total, instead of one COW operation per snapshot. This allows you to update GenericRoot more efficiently than if each VPS were a regular snapshot.

Example: zero-downtime storage upgrade

There are applications of thin provisioning outside of VPS hosting. Here is how you may use it to grow the effective capacity of an already-mounted file system without having to unmount it. Suppose, again, that the server has a single 930 GiB hard drive. The setup is the same as for VPS hosting, only there is only one thin LV and the LV’s size is far larger than the thin pool’s size.

# lvcreate -n MyThinLV -V 16T --thinpool MyThinPool MyVolGroup

This extra virtual space can be filled in with actual storage at a later time by extending the thin pool.

Suppose some time later, a storage upgrade is needed, and a new hard drive, /dev/sdc, is plugged into the server. To upgrade the thin pool’s capacity, add the new hard drive to the VG:

# vgextend MyVolGroup /dev/sdc

Now, extend the thin pool:

# lvextend -l +95%FREE MyVolGroup/MyThinPool

Since this thin LV’s size is 16 TiB, you could add another 15.09 TiB of hard drive space before finally having to unmount and resize the file system.

Note: You will probably want to use reserved blocks or a disk quota to prevent applications from attempting to use more physical storage than there actually is.

Troubleshooting

LVM commands do not work

• Load proper module:

# modprobe dm_mod

The dm_mod module should be automatically loaded. In case it does not, explicitly load the module at boot.

• Try preceding commands with lvm like this:

# lvm pvdisplay

Logical Volumes do not show up

If you are trying to mount existing logical volumes, but they do not show up in lvscan, you can use the following commands to activate them:

# vgscan
# vgchange -ay

LVM on removable media

Symptoms:

# vgscan

  Reading all physical volumes.  This may take a while...
  /dev/backupdrive1/backup: read failed after 0 of 4096 at 319836585984: Input/output error
  /dev/backupdrive1/backup: read failed after 0 of 4096 at 319836643328: Input/output error
  /dev/backupdrive1/backup: read failed after 0 of 4096 at 0: Input/output error
  /dev/backupdrive1/backup: read failed after 0 of 4096 at 4096: Input/output error
  Found volume group "backupdrive1" using metadata type lvm2
  Found volume group "networkdrive" using metadata type lvm2

Cause: removing an external LVM drive without deactivating the volume group(s) first. Before you disconnect, make sure to:

# vgchange -an volume group name

Fix: assuming you already tried to activate the volume group with vgchange -ay vg, and are receiving the Input/output errors:

# vgchange -an volume group name

Unplug the external drive and wait a few minutes:

# vgscan
# vgchange -ay volume group name

Suspend/resume with LVM and removable media

In order for LVM to work properly with removable media – like an external USB drive – the volume group of the external drive needs to be deactivated before suspend. If this is not done, you may get buffer I/O errors on the dm device (after resume). For this reason, it is not recommended to mix external and internal drives in the same volume group.

To automatically deactivate the volume groups with external USB drives, tag each volume group with the sleep_umount tag in this way:

# vgchange --addtag sleep_umount vg_external

Once the tag is set, use the following unit file for systemd to properly deactivate the volumes before suspend. On resume, they will be automatically activated by LVM.

/etc/systemd/system/ext_usb_vg_deactivate.service

[Unit]
Description=Deactivate external USB volume groups on suspend
Before=sleep.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=-/etc/systemd/system/deactivate_sleep_vgs.sh

[Install]
WantedBy=sleep.target

and this script:

/etc/systemd/system/deactivate_sleep_vgs.sh

#!/bin/sh

TAG=@sleep_umount
vgs=$(vgs --noheadings -o vg_name $TAG)

echo "Deactivating volume groups with $TAG tag: $vgs"

# Unmount logical volumes belonging to all the volume groups with tag $TAG
for vg in $vgs; do
    for lv_dev_path in $(lvs --noheadings  -o lv_path -S lv_active=active,vg_name=$vg); do
        echo "Unmounting logical volume $lv_dev_path"
        umount $lv_dev_path
    done
done

# Deactivate volume groups tagged with sleep_umount
for vg in $vgs; do
    echo "Deactivating volume group $vg"
    vgchange -an $vg
done

Finally, enable the unit.

Resizing a contiguous logical volume fails

If trying to extend a logical volume errors with:

" Insufficient suitable contiguous allocatable extents for logical volume "

The reason is that the logical volume was created with an explicit contiguous allocation policy (options -C y or --alloc contiguous) and no further adjacent contiguous extents are available.[3]

To fix this, prior to extending the logical volume, change its allocation policy with lvchange --alloc inherit logical_volume. If you need to keep the contiguous allocation policy, an alternative approach is to move the volume to a disk area with sufficient free extents. See [4].

Command «grub-mkconfig» reports «unknown filesystem» errors

Make sure to remove snapshot volumes before generating grub.cfg.

Thinly-provisioned root volume device times out

With a large number of snapshots, thin_check runs for a long enough time so that waiting for the root device times out. To compensate, add the rootdelay=60 kernel boot parameter to your boot loader configuration. Or, make thin_check skip checking block mappings (see [5]) and regenerate the initramfs:

/etc/lvm/lvm.conf

thin_check_options = [ "-q", "--clear-needs-check-flag", "--skip-mappings" ]

Delay on shutdown

If you use RAID, snapshots or thin provisioning and experience a delay on shutdown, make sure lvm2-monitor.service is started. See FS#50420.

Hibernating into a thinly-provisioned swap volume

See Power management/Suspend and hibernate#Hibernation into a thinly-provisioned LVM volume.

See also

• LVM2 Resource Page on SourceWare.org
• Gentoo:LVM
• Red Hat Enterprise 9: Configuring and managing logical volumes
• Ubuntu LVM Guide Part 1Part 2 details snapshots

Обновлено: 29.04.2021
Опубликовано: 23.03.2019

Тематические термины: LVM, Linux.

В статье описаны основные моменты использования LVM для организации дисковой системы в Linux. Она поможет как чайникам разобраться с принципами ее работы, так и уже знающим LVM в качестве шпаргалки.

Используемые команды одинаково подойдут как для систем Red Hat / CentOS, так и Debian / Ubuntu.

Уровни абстракции

Работа с томами с помощью LVM происходит на 3-х уровнях абстракции:

1. Физический уровень (PV). Сначала диск инициализируется командой pvcreate — в начале диска создается дескриптор группы томов. При этом важно заметить, что диск не обязательно должен быть физическим — мы можно отметить на использование обычный раздел диска.
2. Группа томов (VG). С помощью команды vgcreate создается группа томов из инициализированных на предыдущем этапе дисков.
3. Логический том (LV). Группы томов нарезаются на логические тома командой lvcreate.

Схематично, уровни можно представить так:

Установка

Для работы с LVM необходима установка одноименной утилиты. В системе Linux  она может быть установлена по умолчанию. Но если ее нет, выполняем инструкцию ниже.

Если используем системы на безе deb (Ubuntu, Debian, Mint):

apt-get install lvm2

Если используем системы на безе RPM (Red Hat, CentOS, Fedora):

yum install lvm2

Создание разделов

Рассмотрим пример создания томов из дисков sdb и sdc с помощью LVM.

1. Инициализация

Помечаем диски, что они будут использоваться для LVM:

pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

* напомним, что в качестве примера нами используются диски sdb и sdc.

Посмотреть, что диск может использоваться LMV можно командой:

pvdisplay

В нашем случае мы должны увидеть что-то на подобие:

* где 

• PV Name — имя диска. 
• VG Name — группа томов, в которую входит данный диск (в нашем случае пусто, так как мы еще не добавили его в группу).
• PV Size — размер диска.
• Allocatable — распределение по группам. Если NO, то диск еще не задействован и его необходимо для использования включить в группу.
• PE Size — размер физического фрагмента (экстента). Пока диск не добавлен в группу, значение будет 0.
• Total PE — количество физических экстентов.
• Free PE — количество свободных физических экстентов.
• Allocated PE — распределенные экстенты.
• PV UUID — идентификатор физического раздела.

2. Создание групп томов

Инициализированные на первом этапе диски должны быть объединены в группы.

Группа может быть создана:

vgcreate vg01 /dev/sdb /dev/sdc

* где vg01 — произвольное имя создаваемой группы; /dev/sdb, /dev/sdc — наши диски.

Просмотреть информацию о созданных группах можно командой:

vgdisplay

На что мы получим, примерно, следующее:

  — Volume group —
  VG Name               vg01
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               1,99 GiB
  PE Size               4,00 MiB
  Total PE              510
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       510 / 1,99 GiB
  VG UUID               b0FAUz-wlXt-Hzqz-Sxs4-oEgZ-aquZ-jLzfKz

* где:

• VG Name — имя группы.
• Format — версия подсистемы, используемая для создания группы.
• Metadata Areas — область размещения метаданных. Увеличивается на единицу с созданием каждой группы.
• VG Access — уровень доступа к группе томов.
• VG Size — суммарный объем всех дисков, которые входят в группу.
• PE Size — размер физического фрагмента (экстента).
• Total PE — количество физических экстентов.
• Alloc PE / Size — распределенное пространство: колическтво экстентов / объем.
• Free  PE / Size — свободное пространство: колическтво экстентов / объем.
• VG UUID — идентификатор группы.

3. Создание логических томов

Последний этап — создание логического раздела их группы томов командой lvcreate. Ее синтаксис:

lvcreate [опции] <имя группы томов>

Примеры создания логических томов:

lvcreate -L 1G vg01

* создание тома на 1 Гб из группы vg01.

lvcreate -L50 -n lv01 vg01

* создание тома с именем lv01 на 50 Мб из группы vg01.

lvcreate -l 40%VG vg01

* при создании тома используется 40% от дискового пространства группы vg01.

lvcreate -l 100%FREE -n lv01 vg01

* использовать все свободное пространство группы vg01 при создании логического тома.
* также можно использовать %PVS — процент места от физического тома (PV); %ORIGIN — размер оригинального тома (применяется для снапшотов).

Посмотрим информацию о созданном томе:

lvdisplay

  — Logical volume —
  LV Path                /dev/vg01/lv01
  LV Name                lv01
  VG Name                vg01
  LV UUID                4nQ2rp-7AcZ-ePEQ-AdUr-qcR7-i4rq-vDISfD
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time vln.dmosk.local, 2019-03-18 20:01:14 +0300
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                52,00 MiB
  Current LE             13
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  — currently set to     8192
  Block device           253:2

* где:

• LV Path — путь к устройству логического тома.
• LV Name — имя логического тома.
• VG Name — имя группы томов.
• LV UUID — идентификатор.
• LV Write Access — уровень доступа.
• LV Creation host, time — имя компьютера и дата, когда был создан том.
• LV Size — объем дискового пространства, доступный для использования.
• Current LE — количество логических экстентов.

Создание файловой системы и монтирование тома

Чтобы начать использовать созданный том, необходимо его отформатировать, создав файловую систему и примонтировать раздел в каталог.

Файловая система

Процесс создания файловой системы на томах LVM ничем не отличается от работы с любыми другими разделами.

Например, для создания файловой системы ext4 вводим:

mkfs.ext4 /dev/vg01/lv01

* vg01 — наша группа томов; lv01 — логический том.

Для создания, например, файловой системы xfs вводим:

mkfs.xfs /dev/vg01/lv01

Монтирование

Как и в случае с файловой системой, процесс монтирования не сильно отличается от разделов, созданных другими методами.

Для разового монтирования пользуемся командой:

mount /dev/vg01/lv01 /mnt

* где /dev/vg01/lv01 — созданный нами логический том, /mnt — раздел, в который мы хотим примонтировать раздел.

Для постоянного монтирования раздела добавляем строку в fstab:

vi /etc/fstab

/dev/vg01/lv01  /mnt    ext4    defaults        1 2

* в данном примере мы монтируем при загрузке системы том /dev/vg01/lv01 в каталог /mnt; используется файловая система ext4.

Проверяем настройку fstab, смонтировав раздел:

mount -a

Проверяем, что диск примонтирован:

df -hT

Просмотр информации

Разберемся, как получить информацию о дисковых накопителях в системе.

1. Для общего представления дисков, разделов и томов вводим:

lsblk

Мы получим что-то на подобие:

NAME             MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda                8:0    0   30G  0 disk 
  sda1             8:1    0    1G  0 part /boot
  sda2             8:2    0   29G  0 part 
    sys-root     253:0    0   27G  0 lvm  /
    sys-swap     253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb                8:16   0    1G  0 disk 
  vg01-lv01-real 253:3    0    1G  0 lvm  
    vg01-lv01    253:2    0    1G  0 lvm  /mnt
    vg01-sn01    253:5    0    1G  0 lvm  
sdc                8:32   0    1G  0 disk 
  vg01-lv01-real 253:3    0    1G  0 lvm  
    vg01-lv01    253:2    0    1G  0 lvm  /mnt
    vg01-sn01    253:5    0    1G  0 lvm  
  vg01-sn01-cow  253:4    0  500M  0 lvm  
    vg01-sn01    253:5    0    1G  0 lvm  
sdd                8:48   0    1G  0 disk

* как видим, команда отображает корневое блочное устройство, какие разделы из него сделаны и в какие логические тома организованы из некоторых из разделов.

2. Получить информацию о проинициализированных для LVM дисков:

Кратко:

pvs

Подробно:

pvdisplay

pvdisplay /dev/sdb

3. Посмотреть информацию о группах LVM.

Кратко:

vgs

Подробно:

vgdisplay

vgdisplay vg01

4. Посмотреть информацию о логических томах можно также двумя способами — краткая информация:

lvs

* команда покажет все логические разделы.

Для более подробной информации о логических томах вводим:

lvdisplay

lvdisplay /dev/vg01/lv01

5. Для поиска всех устройств, имеющих отношение к LVM, вводим:

lvmdiskscan

Увеличение томов

Увеличение размера тома может выполняться с помощью добавления еще одного диска или при увеличении имеющихся дисков (например, увеличение диска виртуальной машины). Итак, процедура выполняется в 4 этапа:

1. Расширение физического тома

Расширение физического раздела можно сделать за счет добавление нового диска или увеличение дискового пространства имеющегося (например, если диск виртуальный).

а) Если добавляем еще один диск.

Инициализируем новый диск:

pvcreate /dev/sdd

* в данном примере мы инициализировали диск sdd.

Проверяем объем физического тома:

pvdisplay

б) Если увеличиваем дисковое пространство имеющегося диска.

Увеличиваем размер физического диска командой:

pvresize /dev/sda

* где /dev/sda — диск, который был увеличен.

Проверяем объем физического тома:

pvdisplay

2. Добавление нового диска к группе томов

Независимо от способа увеличения физического тома, расширяем группу томов командой:

vgextend vg01 /dev/sdd

* данная команда расширит группу vg01 за счет добавленого или расширенного диска sdd.

Результат можно увидеть командой:

vgdisplay

3. Увеличение логического раздела

Выполняется одной командой.

а) все свободное пространство:

lvextend -l +100%FREE /dev/vg01/lv01

* данной командой мы выделяем все свободное пространство группы томов vg01 разделу lv01.

б) определенный объем:

lvextend -L+30G /dev/vg01/lv01

* данной командой мы добавляем 30 Гб от группы томов vg01 разделу lv01.

в) до нужного объема:

lvextend -L500G /dev/vg01/lv01

* данной командой мы доводим наш раздел до объема в 500 Гб.

Результат можно увидеть командой:

lvdisplay

Обратить внимание нужно на опцию LV Size:

  …
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                <2,99 GiB
  Current LE             765
  …

4. Увеличение размера файловой системы

Чтобы сама система увидела больший объем дискового пространства, необходимо увеличить размер файловой системы.

Посмотреть используемую файловую систему:

df -T

Для каждой файловой системы существуют свои инструменты.

ext2/ext3/ext4:

resize2fs /dev/vg01/lv01

XFS:

xfs_growfs /dev/vg01/lv01

Reiserfs:

resize_reiserfs /dev/vg01/lv01

Уменьшение томов

Размер некоторый файловых систем, например, XFS уменьшить нельзя. Из положения можно выйти, создав новый уменьшенный том с переносом на него данных и последующим удалением.

LVM также позволяет уменьшить размер тома. Для этого необходимо выполнить его отмонтирование, поэтому для уменьшения системного раздела безопаснее всего загрузиться с Linux LiveCD. Далее выполняем инструкцию ниже.

Отмонтируем раздел, который нужно уменьшить:

umount /mnt

Выполняем проверку диска:

e2fsck -fy /dev/vg01/lv01

Уменьшаем размер файловой системы:

resize2fs /dev/vg01/lv01 500M

Уменьшаем размер тома:

lvreduce -L-500 /dev/vg01/lv01

На предупреждение системы отвечаем y:

  WARNING: Reducing active logical volume to 524,00 MiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce vg01/lv01? [y/n]: y

Готово.

Очень важно, чтобы сначала был уменьшен размер файловой системы, затем тома. Также важно не уменьшить размер тома больше, чем файловой системы. В противном случае данные могут быть уничтожены. Перед выполнением операции, обязательно создаем копию важных данных.

Удаление томов

Если необходимо полностью разобрать LVM тома, выполняем следующие действия.

Отмонтируем разделы:

umount /mnt

* где /mnt — точка монтирования для раздела.

Удаляем соответствующую запись из fstab (в противном случае наша система может не загрузиться после перезагрузки):

vi /etc/fstab

#/dev/vg01/lv01  /mnt    ext4    defaults        1 2

* в данном примере мы не удалили, а закомментировали строку монтирования диска.

Смотрим информацию о логичеких томах:

lvdisplay

Теперь удаляем логический том:

lvremove /dev/vg01/lv01

На вопрос системы, действительно ли мы хотим удалить логических том, отвечаем да (y):

Do you really want to remove active logical volume vg01/lv01? [y/n]: y

* если система вернет ошибку Logical volume contains a filesystem in use, необходимо убедиться, что мы отмонтировали том.

Смотрим информацию о группах томов:

vgdisplay

Удаляем группу томов:

vgremove vg01

Убираем пометку с дисков на использование их для LVM:

pvremove /dev/sd{b,c,d}

* в данном примере мы деинициализируем диски /dev/sdb, /dev/sdc, /dev/sdd.

В итоге мы получим:

  Labels on physical volume «/dev/sdb» successfully wiped.
  Labels on physical volume «/dev/sdc» successfully wiped.
  Labels on physical volume «/dev/sdd» successfully wiped.

Создание зеркала

С помощью LVM мы может создать зеркальный том — данные, которые мы будем на нем сохранять, будут отправляться на 2 диска. Таким образом, если один из дисков выходит из строя, мы не потеряем свои данные.

Зеркалирование томов выполняется из группы, где есть, минимум, 2 диска.

1. Сначала инициализируем диски:

pvcreate /dev/sd{d,e}

* в данном примере sdd и sde.

2. Создаем группу:

vgcreate vg02 /dev/sd{d,e}

3. Создаем зеркальный том: 

lvcreate -L200 -m1 -n lv-mir vg02

* мы создали том lv-mir на 200 Мб из группы vg02.

В итоге:

lsblk

… мы увидим что-то на подобие:

sdd                       8:16   0    1G  0 disk
  vg02-lv—mir_rmeta_0  253:2    0    4M  0 lvm
    vg02-lv—mir        253:6    0  200M  0 lvm
  vg02-lv—mir_rimage_0 253:3    0  200M  0 lvm
    vg02-lv—mir        253:6    0  200M  0 lvm
sde                       8:32   0    1G  0 disk
  vg02-lv—mir_rmeta_1  253:4    0    4M  0 lvm
    vg02-lv—mir        253:6    0  200M  0 lvm
  vg02-lv—mir_rimage_1 253:5    0  200M  0 lvm
    vg02-lv—mir        253:6    0  200M  0 lvm

* как видим, на двух дисках у нас появились разделы по 200 Мб.

Работа со снапшотами

Снимки диска позволят нам откатить состояние на определенный момент. Это может послужить быстрым вариантом резервного копирования. Однако нужно понимать, что данные хранятся на одном и том же физическом носителе, а значит, данный способ не является полноценным резервным копированием.

Создание снапшотов для тома, где уже используется файловая система XFS, имеет некоторые нюансы, поэтому разберем разные примеры.

Создание для не XFS:

lvcreate -L500 -s -n sn01 /dev/vg01/lv01

* данная команда помечает, что 500 Мб дискового пространства устройства /dev/vg01/lv01 (тома lv01 группы vg01) будет использоваться для snapshot (опция -s).

Создание для XFS:

xfs_freeze -f /mnt; lvcreate -L500 -s -n sn01 /dev/vg01/lv01; xfs_freeze -u /mnt

* команда xfs_freeze замораживает операции в файловой системе XFS.

Посмотрим список логических томов:

lvs

Получим что-то на подобие:

LV   VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
lv01 vg01 owi-aos—   1,00g
sn01 vg01 swi-a-s— 500,00m      lv01   2,07

* поле Origin показывает, к какому оригинальному логическому тому относится LV, например, в данной ситуации наш раздел для снапшотов относится к lv01.

Также можно посмотреть изменения в томах командой:

lsblk

Мы должны увидеть что-то подобное:

sdc                8:32   0    1G  0 disk 
  vg01-lv01-real 253:3    0    1G  0 lvm  
    vg01-lv01    253:2    0    1G  0 lvm  /mnt
    vg01-sn01    253:5    0    1G  0 lvm  
  vg01-sn01-cow  253:4    0  500M  0 lvm  
    vg01-sn01    253:5    0    1G  0 lvm 

С этого момента все изменения пишутся в vg01-sn01-cow, а vg01-lv01-real фиксируется только для чтения и мы может откатиться к данному состоянию диска в любой момент.

Содержимое снапшота можно смонтировать и посмотреть, как обычный раздел:

mkdir /tmp/snp

Монтирование не XFS:

mount /dev/vg01/sn01 /tmp/snp

Монтирование XFS:

mount -o nouuid,ro /dev/vg01/sn01 /tmp/snp

Для выполнения отката до снапшота, выполняем команду:

lvconvert —merge /dev/vg01/sn01

Импорт диска из другой системы

Если мы перенесли LVM-диск с другого компьютера или виртуальной машины и хотим подключить его без потери данных, то нужно импортировать том.

Если есть возможность, сначала нужно на старом компьютере отмонтировать том и сделать его экспорт:

umount /mnt

* предположим, что диск примонтирован в /mnt.

Деактивируем группу томов:

vgchange -an vg_test

* в данном примере наша группа называется vg_test.

Делаем экспорт:

vgexport vg_test

После переносим диск на новый компьютер.

На новой системе сканируем группы LVM следующей командой:

pvscan

… система отобразит все LVM-тома (подключенные и нет), например:

  PV /dev/sdb    VG vg_test         lvm2 [1020,00 MiB / 0    free]
  PV /dev/sda5   VG ubuntu-vg       lvm2 [11,52 GiB / 0    free]
  Total: 2 [12,52 GiB] / in use: 2 [12,52 GiB] / in no VG: 0 [0   ]

* в данном примере найдено два диска с томами LVM — /dev/sdb (группа vg_test) и /dev/sda5 (группа ubuntu-vg).

В моем примере новый диск с группой vg_test — будум импортировать его. Вводим команду:

vgimport vg_test

Возможны два варианта ответа:

1) если мы экспортировали том:

Volume group «vg_test» successfully imported

2) если не экспортировали:

Volume group «vg_test» is not exported

Так или иначе, группа томов должна появиться в нашей системе — проверяем командой:

vgdisplay

… мы должны увидеть что-то на подобие:

  — Volume group —
  VG Name               vg_test
  System ID             
  Format                lvm2
  …

Активируем его:

vgchange -ay vg_test

Готово. Для монтирования раздела, смотрим его командой:

lvdisplay

… и монтируем в нужный каталог, например:

mount /dev/vg_test/lvol0 /mnt

* в данном примере мы примонтируем раздел lvol0 в группе томов vg_test к каталогу /mnt.

Работа с LVM из под Windows

По умолчанию, система Windows не умеет работать с томами LVM. Для реализации такой возможности, необходимо установить утилиту Virtual Volumes.

На данный момент на сайте разработчика имеется предупреждение, что программное обеспечение на тестировании и его не следует применять для разделов, где есть важные данные без резервных копий. В противном случае, данные можно потерять.

Возможные ошибки

Рассмотрим ошибки, с которыми можно столкнуться при работе с LVM.

Device /dev/sdX excluded by a filter 

Данную ошибку можно встретить при попытке инициализировать диск командой pvcreate.

Причина: либо диск не полностью чист, либо раздел не имеет нужный тип.

Решение: в зависимости от типа проблемы, рассмотрим 2 варианта.

а) если добавляем целый диск.

Удаляем все метаданные с диска командой:

wipefs -a /dev/sdX

* где вместо X (или sdX) подсталвляем имя диска.

б) если добавляем раздел.

Открываем диск с помощью команды fdisk:

fdisk /dev/sdX

* где вместо X (или sdX) подсталвляем имя диска.

Смотрим список созданных на диске разделов:

: p

Задаем тип раздела:

: t

Выбираем номер раздела (например, раздел номер 3):

: 3

Командой L можно посмотреть список всех типов, но нас интересует конкретный — LVM (8e):

: 8e

Сохраняем настройки:

: w

Материал из Xgu.ru

Перейти к: навигация, поиск

Повесть о Linux и LVM (Logical Volume Manager).
+ дополнения

Автор: Иван Песин

Автор: Игорь Чубин (автор дополнений)

В основу этой страницы положена работа «Повесть о Linux и LVM» Ивана Песина, которая, в свою очередь, написана на основе Linux LVM HOWTO.
Она дополнена новыми ссылками и небольшими уточнениями, а также углублённым рассмотрением нескольких дополнительных вопросов.

Один из вопросов это использование kpartx из пакета multipath-tools для построения карты устройства (device map) и рекурсивного доступа к томам LVM (когда LVM развёрнут на разделах, созданных внутри логического тома LVM более низкого уровня). Это может быть полезно при использовании LVM совместно с системами виртуализации.

Второй вопрос — это использование постоянных снимков (persistent snapshot) для быстрого клонирования разделов. Эта возможность может быть полезна как при выполнении резервного копирования, так и при быстром создании виртуальных машин в системах виртуализации (вопрос создания снимков затрагивался и в повести, но здесь он рассмотрен более детально).

Третий вопрос — это сравнение LVM и файловой системой ZFS, набирающей в последнее время большую популярность. На первый взгляд такое сравнение может показаться странным, ведь ZFS — это файловая система, а LVM — система управления томами, то есть нечто, что находится на уровень ниже файловой системы. В действительности, сравнение вполне имеет право на существование, поскольку ZFS это не просто файловая система, а нечто большее. В ней присутствует уровень «storage pool», который берёт на себя те же задачи, что и LVM.

[править] Введение

Цель статьи — описать процесс установки и использования менеджера логических томов на Linux-системе. LVM (Logical Volume Manager), менеджер логических томов — это система управления дисковым пространством, абстрагирующаяся от физических устройств. Она позволяет эффективно использовать и легко управлять дисковым пространством. LVM обладает хорошей масштабируемостью, уменьшает общую сложность системы. У логических томов, созданных с помощью LVM, можно легко изменить размер, а их названия могут нести большую смысловую нагрузку, в отличие от традиционных /dev/sda, /dev/hda …

Реализации менеджеров логических томов существуют практически во всех UNIX-подобных операционных системах. Зачастую они сильно отличаются в реализации, но все они основаны на одинаковой идее и преследуют аналогичные цели. Одна из основных реализаций была выполнена Open Software Foundation (OSF) и сейчас входит в состав многих систем, например IBM AIX, DEC Tru64, HP/UX. Она же послужила и основой для Linux-реализации LVM.

Данная статья является переработкой и дополнением LVM-HOWTO.

[править] Терминология

Поскольку система управления логическими томами использует собственную модель представления дискового пространства, нам необходимо определиться с терминами и взаимосвязями понятий. Рассмотрим схему, основанную на диаграмме Эрика Бегфорса (Erik Bеgfors), приведенную им в списке рассылки linux-lvm. Она демонстрирует взаимосвязь понятий системы LVM:

sda1     sda2     sdb     sdc       <-- PV
 |        |        |       |
 |        |        |       |
 +--------+- VG00 -+-------+        <-- VG
              |
 +-------+-------+---------+
 |       |       |         |
root    usr     home      var       <-- LV
 |       |       |         | 
ext3 reiserfs reiserfs    xfs       <-- Файловые системы

Обозначения и понятия:

• PV, Physical volume, физический том. Обычно это раздел на диске или весь диск. В том числе, устройства программного и аппаратного RAID (которые уже могут включать в себя несколько физических дисков). Физические тома входят в состав группы томов.
• VG, Volume group, группа томов. Это самый верхний уровень абстрактной модели, используемой системой LVM. С одной стороны группа томов состоит из физических томов, с другой — из логических и представляет собой единую административную единицу.
• LV, Logical volume, логический том. Раздел группы томов, эквивалентен разделу диска в не-LVM системе. Представляет собой блочное устройство и, как следствие, может содержать файловую систему.
• PE, Physical extent, физический экстент. Каждый физический том делится на порции данных, называющиеся физическими экстентами. Их размеры те же, что и у логических экстентов.
• LE, Logical extent, логический экстент. Каждый логический том делится на порции данных, называющиеся логическими экстентами. Размер логических экстентов не меняется в пределах группы томов.

Давайте теперь соединим все эти понятия в общую картину. Пусть у нас имеется группа томов VG00 с размером физического экстента 4Мб. В эту группу мы добавляем два раздела, /dev/hda1 и /dev/hdb1. Эти разделы становятся физическими томами, например PV1 и PV2 (символьные имена присваивает администратор, так что они могут быть более осмысленными). Физические тома делятся на 4-х мегабайтные порции данных, т.к. это размер физического экстента. Диски имеют разный размер: PV1 получается размером в 99 экстентов, а PV2 — размером в 248 экстентов. Теперь можно приступать к созданию логических томов, размером от 1 до 347 (248+99) экстентов. При создании логического тома, определяется отображение между логическими и физическими экстентами. Например, логический экстент 1 может отображаться в физический экстент 51 тома PV1. В этом случае, данные, записанные в первые 4Мб логического экстента 1, будут в действительности записаны в 51-й экстент тома PV1.

Администратор может выбрать алгоритм отображения логических экстентов в физические. На данный момент доступны два алгоритма:

1. Линейное отображение последовательно назначает набор физических экстентов области логического тома, т.е. LE 1 — 99 отображаются на PV1, а LE 100 — 347 — на PV2.

2. «Расслоенное» (striped) отображение разделяет порции данных логических экстентов на определенное количество физических томов. То есть:

     1-я порция данных LE[1] -> PV1[1],

     2-я порция данных LE[1] -> PV2[1],

     3-я порция данных LE[1] -> PV3[1],

     4-я порция данных LE[1] -> PV1[2], и т.д.

Похожая схема используется в работе RAID нулевого уровня. В некоторых ситуациях этот алгоритм отображения позволяет увеличить производительность логического тома. Однако он имеет значительное ограничение: логический том с данным отображением не может быть расширен за пределы физических томов, на которых он изначально и создавался.

Великолепная возможность, предоставляемая системой LVM — это «снапшоты». Они позволяют администратору создавать новые блочные устройства с точной копией логического тома, «замороженного» в какой-то момент времени. Обычно это используется в пакетных режимах. Например, при создании резервной копии системы. Однако при этом вам не будет нужно останавливать работающие задачи, меняющие данные на файловой системе. Когда необходимые процедуры будут выполнены, системный администратор может просто удалить устройство-«снапшот». Ниже мы рассмотрим работу с таким устройством.

[править] Работа с LVM

Давайте теперь рассмотрим задачи, стоящие перед администратором LVM системы. Помните, что для работы с системой LVM ее нужно инициализировать командами:

%# vgscan
%# vgchange -ay

Первая команда сканирует диски на предмет наличия групп томов, вторая активирует все найденные группы томов. Аналогично для завершения всех работ, связанных с LVM, нужно выполнить деактивацию групп:

%# vgchange -an

Первые две строки нужно будет поместить в скрипты автозагрузки (если их там нет), а последнюю можно дописать в скрипт shutdown.

[править] Инициализация дисков и разделов

Перед использованием диска или раздела в качестве физического тома необходимо его инициализировать:

Для целого диска:

%# pvcreate /dev/hdb

Эта команда создает в начале диска дескриптор группы томов.

Если вы получили ошибку инициализации диска с таблицей разделов — проверьте, что работаете именно с нужным диском, и когда полностью будете уверены в том, что делаете, выполните следующие команды

%# dd if=/dev/zero of=/dev/diskname bs=1k count=1
%# blockdev --rereadpt /dev/diskname

Эти команды уничтожат таблицу разделов на целевом диске.

Для разделов:

Установите программой fdisk тип раздела в 0x8e.

%# pvcreate /dev/hdb1

Команда создаст в начале раздела /dev/hdb1 дескриптор группы томов.

[править] Создание группы томов

Для создания группы томов используется команда ‘vgcreate’

%# vgcreate vg00  /dev/hda1 /dev/hdb1 

# vgcreate vg00  /dev/ide/host0/bus0/target0/lun0/part1 /dev/ide/host0/bus0/target1/lun0/part1

Кроме того, вы можете задать размер экстента при помощи ключа «-s», если значение по умолчанию в 4Мб вас не устраивает. Можно, также, указать ограничения возможного количества физических и логических томов.

[править] Активация группы томов

После перезагрузки системы или выполнения команды vgchange -an, ваши группы томов и логические тома находятся в неактивном состоянии. Для их активации необходимо выполнить команду

%# vgchange -a y vg00

[править] Удаление группы томов

Убедитесь, что группа томов не содержит логических томов. Как это сделать, показано в следующих разделах.

Деактивируйте группу томов:

%# vgchange -a n vg00

Теперь можно удалить группу томов командой:

%# vgremove vg00

[править] Добавление физических томов в группу томов

Для добавления предварительно инициализированного физического тома в существующую группу томов используется команда ‘vgextend’:

%# vgextend vg00 /dev/hdc1
                 ^^^^^^^^^ новый физический том

[править] Удаление физических томов из группы томов

Убедитесь, что физический том не используется никакими логическими томами. Для этого используйте команду ‘pvdisplay’:

%# pvdisplay /dev/hda1

--- Physical volume ---
   PV Name            /dev/hda1
   VG Name            vg00
   PV Size            1.95 GB / NOT usable 4 MB [LVM: 122 KB]
   PV#                1
   PV Status          available
   Allocatable        yes (but full)
   Cur LV             1
   PE Size (KByte)    4096
   Total PE           499
   Free PE            0
   Allocated PE       499
   PV UUID            Sd44tK-9IRw-SrMC-MOkn-76iP-iftz-OVSen7

Если же физический том используется, вам нужно будет перенести данные на другой физический том при помощи команды pvmove.

%# pvmove /dev/hda1

Затем можно использовать ‘vgreduce’ для удаления физических томов:

%# vgreduce vg00 /dev/hda1

После этого используя pvremove можно удалить устройство, в котором больше нет необходимости, заполняя его метаданные нулями.

Эта процедура будет описана в следующих разделах.

[править] Создание логического тома

Для того, чтобы создать логический том «lv00», размером 1500Мб, выполните команду:

 %# lvcreate -L1500 -n lv00 vg00

Без указания суффикса размеру раздела используется множитель «мегабайт» (в системе СИ равный 10⁶ байт), что и продемонстрировано в примере выше. Суффиксы в верхнем регистре (KMGTPE) соответствуют единицам в системе СИ (с основанием 10), например, G — гигабайт равен 10⁹ байт, а суффиксы в нижнем регистре (kmgtpe) соответствуют единицам в системе IEC (с основанием 2), например g — гибибайт равен 2³⁰ байт.

Для создания логического тома размером в 100 логических экстентов с расслоением по двум физическим томам и размером блока данных 4 KB:

 %# lvcreate -i2 -I4 -l100 -n lv01 vg00

Если вы хотите создать логический том, полностью занимающий группу томов, выполните команду vgdisplay, чтобы узнать полный размер группы томов, после чего используйте команду lvcreate.

 %# vgdisplay vg00 | grep "Total PE"
 Total PE        10230
 %# lvcreate -l 10230 vg00 -n lv02

Эти команды создают логический том lv02, полностью заполняющий группу томов.
Тоже самое можно реализовать командой

 %# lvcreate -l100%FREE vg00 -n lv02

[править] Удаление логических томов

Логический том должен быть размонтирован перед удалением:

%# umount /dev/vg00/home
%# lvremove /dev/vg00/home
lvremove -- do you really want to remove "/dev/vg00/home"? [y/n]:    y
lvremove -- doing automatic backup of volume group "vg00"
lvremove -- logical volume "/dev/vg00/home" successfully removed

[править] Увеличение логических томов

Для увеличения логического тома вам нужно просто указать команде lvextend до какого размера вы хотите увеличить том:

%# lvextend -L12G /dev/vg00/home
lvextend -- extending logical volume "/dev/vg00/home" to 12 GB
lvextend -- doing automatic backup of volume group "vg00"
lvextend -- logical volume "/dev/vg00/home" successfully extended

В результате /dev/vg00/home увеличится до 12Гбайт.

%# lvextend -L+1G /dev/vg00/home
lvextend -- extending logical volume "/dev/vg00/home" to 13 GB
lvextend -- doing automatic backup of volume group "vg00"
lvextend -- logical volume "/dev/vg00/home" successfully extended

Эта команда увеличивает размер логического тома на 1Гб.

%# lvextend -l +100%FREE /dev/vg00/home
lvextend -- extending logical volume "/dev/vg00/home" to 68.59 GB
lvextend -- doing automatic backup of volume group "vg00"
lvextend -- logical volume "/dev/vg00/home" successfully extended

А эта команда увеличивает размер логического тома до максимально доступного.

После того как вы увеличили логический том, необходимо соответственно увеличить размер файловой системы. Как это сделать зависит от типа используемой файловой системы.

По умолчанию большинство утилит изменения размера файловой системы увеличивают ее размер до размера соответствующего логического тома. Так что вам не нужно беспокоится об указании одинаковых размеров для всех команд.

[править] ext2/ext3/ext4

Если вы не пропатчили ваше ядро патчем ext2online, вам будет необходимо размонтировать файловую систему перед изменением размера:

    %# umount /dev/vg00/home
    %# resize2fs /dev/vg00/home
    %# mount /dev/vg00/home /home

Если у вас нет пакета e2fsprogs 1.19 его можно загрузить с сайта ext2resize.sourceforge.net.

Для файловой системы ext2 есть и другой путь. В состав LVM входит утилита e2fsadm, которая выполняет и lvextend, и resize2fs (она также выполняет и уменьшение размера файловой системы, это описано в следующем разделе). Так что можно использовать одну команду:

    %# e2fsadm -L+1G /dev/vg00/home

что эквивалентно двум следующим:

    %# lvextend -L+1G /dev/vg00/home
    %# resize2fs /dev/vg00/home

[править] jfs

mount -o remount,resize /home

[править] reiserfs

Увеличивать размер файловых систем Reiserfs можно как в смонтированном, так и в размонтированном состоянии.

Увеличить размер смонтированной файловой системы:

    %# resize_reiserfs -f /dev/vg00/home

Увеличить размер размонтированной файловой системы:

    %# umount /dev/vg00/homevol
    %# resize_reiserfs /dev/vg00/homevol
    %# mount -treiserfs /dev/vg00/homevol /home

[править] xfs

Размер файловой системы XFS можно увеличить только в смонтированном состоянии. Кроме того, утилите в качестве параметра нужно передать точку монтирования, а не имя устройства:

    %# xfs_growfs /home

[править] Уменьшение размера логического тома

Логические тома могут быть уменьшены в размере, точно также как и увеличены. Однако очень важно помнить, что нужно в первую очередь уменьшить размер файловой системы, и только после этого уменьшать размер логического тома. Если вы нарушите последовательность, вы можете потерять данные.

[править] ext2

При использовании файловой системы ext2, как уже указывалось ранее, можно использовать команду e2fsadm:

   # umount /home
   # e2fsadm -L-1G /dev/vg00/home
   # mount /home

Если вы хотите выполнить операцию по уменьшению логического тома вручную, вам нужно знать размер тома в блоках:

   # umount /home
   # resize2fs /dev/vg00/home 524288
   # lvreduce -L-1G /dev/vg00/home
   # mount /home

[править] ext2/ext3/ext4

Способ применимый в более современных системах.

   $ sudo umount /home
   $ sudo e2fsck -f /dev/vg00/home
   $ sudo resize2fs /dev/vg00/home 11G

Указываем размер явно и с некоторым с запасом:

   $ sudo lvreduce -L 12G /dev/vg00/home
   $ sudo e2fsck -f /dev/vg00/home
   $ sudo mount /home

[править] reiserfs

При уменьшении размера файловой системы Reiserfs, ее нужно размонтировать:

   # umount /home
   # resize_reiserfs -s-1G /dev/vg00/home
   # lvreduce -L-1G /dev/vg00/home
   # mount -treiserfs /dev/vg00/home /home

[править] xfs

Уменьшить размер файловой системы XFS нельзя.

Примечание: обратите внимание на то, что для уменьшения размера файловых систем, необходимо их размонтировать. Это вносит определенные трудности, если вы желаете уменьшить размер корневой файловой системы. В этом случае можно применить следующий метод: загрузится с CD дистрибутива, поддерживающего LVM. Перейти в командный режим (обычно это делается нажатием клавиш Alt+F2) и выполнить команды сканирования и активации группы томов:

%# vgscan
%# vgchange -a y

Теперь вы имеете доступ к логическим томам и можете изменять их размеры:

%# resize_reiserfs -s-500M /dev/vg00/root
%# lvreduce -L-500M /dev/vg00/root
%# reboot

[править] Перенос данных с физического тома

Для того, чтобы можно было удалить физический том из группы томов, необходимо освободить все занятые на нем физические экстенты. Это делается путем перераспределения занятых физических экстентов на другие физические тома. Следовательно, в группе томов должно быть достаточно свободных физических экстентов. Описание операции удаления физического тома приведено в разделе примеров.

[править] Примеры

[править] Настройка LVM на трех SCSI дисках

В первом примере мы настроим логический том из трех SCSI дисков. Устройства дисков: /dev/sda, /dev/sdb и /dev/sdc.

Перед добавлением в группу томов диски нужно инициализировать:

%# pvcreate /dev/sda
%# pvcreate /dev/sdb
%# pvcreate /dev/sdc

После выполнения этих команд в начале каждого диска создастся область дескрипторов группы томов.

Теперь создадим группу томов vg01, состоящую из этих дисков:

%# vgcreate vg01 /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc

Проверим статус группы томов командой vgdisplay:

%# vgdisplay
--- Volume Group ---
VG Name            vg01
VG Access          read/write
VG Status          available/resizable
VG #               1
MAX LV             256
Cur LV             0
Open LV            0
MAX LV Size        255.99 GB
Max PV             256
Cur PV             3
Act PV             3
VG Size            1.45 GB
PE Size            4 MB
Total PE           372
Alloc PE / Size    0 / 0
Free PE / Size     372/ 1.45 GB
VG UUID            nP2PY5-5TOS-hLx0-FDu0-2a6N-f37x-0BME0Y

Обратите внимание на первые три строки и строку с общим размером группы томов. Она должна соответствовать сумме всех трех дисков. Если всё в порядке, можно переходить к следующей задаче.

[править] Создание логического тома

После успешного создания группы томов, можно начать создавать логические тома в этой группе. Размер тома может быть любым, но, естественно, не более всего размера группы томов. В этом примере мы создадим один логический том размером 1 Гб. Мы не будем использовать «расслоение», поскольку при этом невозможно добавить диск в группу томов после создания логического тома, использующего данный алгоритм.

%# lvcreate -L1G -nusrlv vg01
lvcreate -- doing automatic backup of "vg01"
lvcreate -- logical volume "/dev/vg01/usrlv" successfully created

[править] Создание файловой системы

Создадим на логическом томе файловую систему ext2:

%# mke2fs /dev/vg01/usrlv
mke2fs 1.19, 13-Jul-2000 for EXT2 FS 0.5b, 95/08/09
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
131072 inodes, 262144 blocks
13107 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
9 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
16384 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376

Writing inode tables: done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

[править] Тестирование файловой системы

Смонтируйте логический том и проверьте все ли в порядке:

%# mount /dev/vg01/usrlv /mnt
%# df
Filesystem       1k-blocks   Used Available Use% Mounted on
/dev/hda1          1311552 628824    616104  51% /
/dev/vg01/usrlv    1040132     20    987276   0% /mnt

Если вы все сделали правильно, у вас должен появиться логический том с файловой системой ext2, смонтированный в точке /mnt.

[править] Создание логического тома с «расслоением»

Рассмотрим теперь вариант логического тома, использующего алгоритм «расслоения». Как уже указывалось выше, минусом этого решения является невозможность добавления дополнительного диска.

Процедура создания данного типа логического тома также требует инициализации устройств и добавления их в группу томов, как это уже было показано.

Для создания логического тома с «расслоением» на три физических тома с блоком данных 4Кб выполните команду:

%# lvcreate -i3 -I4 -L1G -nvarlv vg01
lvcreate -- rounding 1048576 KB to stripe boundary size 1056768 KB / 258 PE
lvcreate -- doing automatic backup of "vg01"
lvcreate -- logical volume "/dev/vg01/varlv"    successfully created

После чего можно создавать файловую систему на логическом томе.

[править] Добавление нового диска

Рассмотрим систему со следующей конфигурацией:

%# pvscan
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sda"  of VG "dev"   [1.95 GB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdb"  of VG "sales" [1.95 GB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdc"  of VG "ops"   [1.95 GB / 44 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdd"  of VG "dev"   [1.95 GB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sde1" of VG "ops"   [996 MB / 52 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sde2" of VG "sales" [996 MB / 944 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdf1" of VG "ops"   [996 MB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdf2" of VG "dev"   [996 MB / 72 MB free]
pvscan -- total: 8 [11.72 GB] / in use: 8 [11.72 GB] / in no VG: 0 [0]

%# df
Filesystem           1k-blocks      Used Available Use% Mounted on
/dev/dev/cvs           1342492    516468    757828  41% /mnt/dev/cvs
/dev/dev/users         2064208   2060036      4172 100% /mnt/dev/users
/dev/dev/build         1548144   1023041    525103  66% /mnt/dev/build
/dev/ops/databases     2890692   2302417    588275  79% /mnt/ops/databases
/dev/sales/users       2064208    871214   1192994  42% /mnt/sales/users
/dev/ops/batch         1032088    897122    134966  86% /mnt/ops/batch

Как видно из листинга, группы томов «dev» и «ops» практически заполнены. В систему добавили новый диск /dev/sdg. Его необходимо разделить между группами «ops» и «dev», поэтому разобьем его на разделы:

%# fdisk /dev/sdg
Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun or SGI
disklabel Building a new DOS disklabel. Changes will remain in memory
only, until you decide to write them. After that, of course, the
previous content won't be recoverable.

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-1000, default 1):
Using default value 1
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-1000, default 1000): 500

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 2
First cylinder (501-1000, default 501): 
Using default value 501
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (501-1000, default 1000): 
Using default value 1000

Command (m for help): t
Partition number (1-4): 1
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 1 to 8e (Unknown)

Command (m for help): t
Partition number (1-4): 2
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 2 to 8e (Unknown)

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: If you have created or modified any DOS 6.x partitions,
please see the fdisk manual page for additional information.

Перед тем как добавить разделы в группу томов, их необходимо инициализировать:

%# pvcreate /dev/sdg1
pvcreate -- physical volume "/dev/sdg1" successfully created

# pvcreate /dev/sdg2
pvcreate -- physical volume "/dev/sdg2" successfully created

Теперь можно добавлять физические тома в группы томов:

%# vgextend ops /dev/sdg1
vgextend -- INFO: maximum logical volume size is 255.99 Gigabyte
vgextend -- doing automatic backup of volume group "ops"
vgextend -- volume group "ops" successfully extended

# vgextend dev /dev/sdg2
vgextend -- INFO: maximum logical volume size is 255.99 Gigabyte
vgextend -- doing automatic backup of volume group "dev"
vgextend -- volume group "dev" successfully extended

# pvscan
pvscan -- reading all physical volumes (this may take a while...)
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sda"  of VG "dev"   [1.95 GB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdb"  of VG "sales" [1.95 GB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdc"  of VG "ops"   [1.95 GB / 44 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdd"  of VG "dev"   [1.95 GB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sde1" of VG "ops"   [996 MB / 52 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sde2" of VG "sales" [996 MB / 944 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdf1" of VG "ops"   [996 MB / 0 free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdf2" of VG "dev"   [996 MB / 72 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdg1" of VG "ops"   [996 MB / 996 MB free]
pvscan -- ACTIVE   PV "/dev/sdg2" of VG "dev"   [996 MB / 996 MB free]
pvscan -- total: 10 [13.67 GB] / in use: 10 [13.67 GB] / in no VG: 0 [0]

Наконец, увеличим размеры логических томов и расширим файловые системы до размеров логических томов:

%# umount /mnt/ops/batch
%# umount /mnt/dev/users

# export E2FSADM_RESIZE_CMD=ext2resize
# e2fsadm /dev/ops/batch -L+500M
e2fsck 1.18, 11-Nov-1999 for EXT2 FS 0.5b, 95/08/09
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/ops/batch: 11/131072 files (0.0<!--  non-contiguous), 4127/262144 blocks
lvextend -- extending logical volume "/dev/ops/batch" to 1.49 GB
lvextend -- doing automatic backup of volume group "ops"
lvextend -- logical volume "/dev/ops/batch" successfully extended

ext2resize v1.1.15 - 2000/08/08 for EXT2FS 0.5b
e2fsadm -- ext2fs in logical volume "/dev/ops/batch" successfully extended to 1.49 GB


# e2fsadm /dev/dev/users -L+900M
e2fsck 1.18, 11-Nov-1999 for EXT2 FS 0.5b, 95/08/09
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/dev/users: 12/262144 files (0.0% non-contiguous), 275245/524288 blocks
lvextend -- extending logical volume "/dev/dev/users" to 2.88 GB
lvextend -- doing automatic backup of volume group "dev"
lvextend -- logical volume "/dev/dev/users" successfully extended

ext2resize v1.1.15 - 2000/08/08 for EXT2FS 0.5b
e2fsadm -- ext2fs in logical volume "/dev/dev/users" successfully extended to 2.88 GB

Нам осталось смонтировать системы и посмотреть их размеры:

%# mount /dev/ops/batch
%# mount /dev/dev/users
%# df
Filesystem           1k-blocks      Used Available Use% Mounted on
/dev/dev/cvs           1342492    516468    757828  41% /mnt/dev/cvs
/dev/dev/users         2969360   2060036    909324  69% /mnt/dev/users
/dev/dev/build         1548144   1023041    525103  66% /mnt/dev/build
/dev/ops/databases     2890692   2302417    588275  79% /mnt/ops/databases
/dev/sales/users       2064208    871214   1192994  42% /mnt/sales/users
/dev/ops/batch         1535856    897122    638734  58% /mnt/ops/batch

[править] Резервное копирование при помощи «снапшотов»

Развивая приведенный пример, предположим, что нам нужно выполнить резервирование базы данных. Для этой задачи мы будем использовать устройство-«снапшот».

Этот тип устройства представляет собой доступную только на чтение (при использовании опции —permission r) копию другого тома на момент выполнения процедуры «снапшот». Это дает возможность продолжать работу не заботясь о том, что данные могут измениться в момент резервного копирования. Следовательно, нам не нужно останавливать работу базы данных на время выполнения резервного копирования. Остановка нужна только на момент создания устройства-«снапшот», который значительно короче самого копирования.

В группе томов ops у нас осталось около 600Мб свободного места, его мы и задействуем для «снапшот»-устройства. Размер «снапшот»-устройства не регламентируется, но должен быть достаточен для сохранения всех изменений, которые могут произойти с томом, с которого он сделан, за время жизни снапшота. 600Мб должно хватить для наших целей:

%# lvcreate -L592M -s -n dbbackup -p r /dev/ops/databases 
lvcreate -- WARNING: the snapshot must be disabled if it gets full
lvcreate -- INFO: using default snapshot chunk size of 64 KB for "/dev/ops/dbbackup"
lvcreate -- doing automatic backup of "ops"
lvcreate -- logical volume "/dev/ops/dbbackup" successfully create

Если вы делаете «снапшот» файловой системы XFS, нужно выполнить на смонтированной файловой системе команду xfs_freeze, и лишь после этого создавать «снапшот»:

%# xfs_freeze -f /mnt/point; lvcreate -L592M -s -n dbbackup /dev/ops/databases; xfs_freeze -u /mnt/point

После того как мы создали «снапшот», его нужно смонтировать:

%# mkdir /mnt/ops/dbbackup
%# mount /dev/ops/dbbackup /mnt/ops/dbbackup
mount: block device /dev/ops/dbbackup is write-protected, mounting read-only

Если вы работаете с файловой системой XFS, вам будет нужно при монтировании указать опцию nouuid:

%# mount -o nouuid,ro /dev/ops/dbbackup /mnt/ops/dbbackup

Выполним резервное копирование раздела:

%# tar -cf /dev/rmt0 /mnt/ops/dbbackup
tar: Removing leading `/' from member names

После выполнения необходимых процедур, нужно удалить устройство-«снапшот»:

%# umount /mnt/ops/dbbackup
%# lvremove /dev/ops/dbbackup 
lvremove -- do you really want to remove "/dev/ops/dbbackup"? [y/n]: y
lvremove -- doing automatic backup of volume group "ops"
lvremove -- logical volume "/dev/ops/dbbackup" successfully removed

Элементарное сравнение производительности, наглядно демонстрирующее разницу
между скоростью работы с томом, у которого нет снапшотов (смонтирован в /data/lv3/xxxx),
и с томом, на котором есть снапшот (смонтирован в /data/lv4/qqqq).

%# dd if=/dev/zero of=/data/lv3/xxxx count=100 bs=1024k
100+0 records in
100+0 records out
104857600 bytes (105 MB) copied, 0.827104 s, 127 MB/s

%# dd if=/dev/zero of=/data/lv4/qqqq count=100 bs=1024k
100+0 records in
100+0 records out
104857600 bytes (105 MB) copied, 5.77779 s, 18.1 MB/s

Подробнее о снапшотах:

• Consistent backup with Linux Logical Volume Manager (LVM) snapshots (англ.)
• Back Up (And Restore) LVM Partitions With LVM Snapshots (англ.)
• Linux Kernel Documentation: device-mapper/snapshot.txt (англ.)

Резервное копирование MySQL и LVM:

• Using LVM for MySQL Backup and Replication Setup (англ.)
• MySQL Backups using LVM Snapshots (англ.)
• mylvmbackup (англ.)

[править] Удаление диска из группы томов

Скажем, вы хотите освободить один диск из группы томов. Для этого необходимо выполнить процедуру переноса использующихся физических экстентов. Естественно, что на других физических томах должно быть достаточно свободных физических экстентов.

Выполните команду:

%# pvmove /dev/hdb
pvmove -- moving physical extents in active volume group "vg00"
pvmove -- WARNING: moving of active logical volumes may cause data loss!
pvmove -- do you want to continue? [y/n] y
pvmove -- 249 extents of physical volume "/dev/hdb" successfully moved

Учтите, что операция переноса физических экстентов занимает много времени. Если вы хотите наблюдать за процессом переноса экстентов, укажите в команде ключ -v .

После окончания процедуры переноса, удалите физический том из группы томов:

%# vgreduce vg00 /dev/hdb
vgreduce -- doing automatic backup of volume group "vg00"
vgreduce -- volume group "vg00" successfully reduced by physical volume:
vgreduce -- /dev/hdb

Теперь данный диск может быть физически удален из системы или использован в других целях. Например, добавлен в другую группу томов.

[править] Перенос группы томов на другую систему

Физический перенос группы томов на другую систему организовывается при помощи команд vgexport и vgimport.

Сперва необходимо размонтировать все логические тома группы томов и деактивировать группу:

%# unmount /mnt/design/users
%# vgchange -an design
vgchange -- volume group "design" successfully deactivated

После этого экспортируем группу томов. Процедура экспорта запрещает доступ к группе на данной системе и готовит ее к удалению:

%# vgexport design
vgexport -- volume group "design" sucessfully exported

Теперь можно выключить машину, отсоединить диски, составляющие группу томов и подключить их к новой системе. Остается импортировать группу томов на новой машине и смонтировать логические тома:

%# pvscan
pvscan -- reading all physical volumes (this may take a while...)
pvscan -- inactive PV "/dev/sdb1"  is in EXPORTED VG "design" [996 MB / 996 MB free]
pvscan -- inactive PV "/dev/sdb2"  is in EXPORTED VG "design" [996 MB / 244 MB free]
pvscan -- total: 2 [1.95 GB] / in use: 2 [1.95 GB] / in no VG: 0 [0]
# vgimport design /dev/sdb1 /dev/sdb2
vgimport -- doing automatic backup of volume group "design"
vgimport -- volume group "design" successfully imported and activated

%# mkdir -p /mnt/design/users
%# mount /dev/design/users /mnt/design/users

Все! Группа томов готова к использованию на новой системе.

[править] Конвертация корневой файловой системы в LVM

В данном примере имеется установленная система на двух разделах: корневом и /boot. Диск размером 2Гб разбит на разделы следующим образом:

/dev/hda1  /boot 
/dev/hda2  swap
/dev/hda3  /

Корневой раздел занимает все пространство, оставшееся после выделения swap и /boot разделов. Главное требование, предъявляемое к корневому разделу в нашем примере: он должен быть более чем на половину пуст. Это нужно, чтобы мы могли создать его копию. Если это не так, нужно будет использовать дополнительный диск. Процесс при этом останется тот же, но уменьшать корневой раздел будет не нужно.

Для изменения размера файловой системы мы будем использовать утилиту GNU parted.

Загрузитесь в однопользовательском режиме, это важно. Запустите программу parted для уменьшения размера корневого раздела. Ниже приведен пример диалога с утилитой parted:

# parted /dev/hda
(parted) p
.
.
.

Изменим размер раздела:

(parted) resize 3 145 999

Первое число — это номер раздела (hda3), второе — начало раздела hda3, не меняйте его. Последнее число — это конец раздела. Укажите приблизительно половину текущего размера раздела.

Создадим новый раздел:

(parted) mkpart primary ext2 1000 1999

Этот раздел будет содержать LVM. Он должен начинаться после раздела hda3 и заканчиваться в конце диска.

Выйдите из утилиты parted:

(parted) q

Перезагрузите систему. Убедитесь, что ваше ядро содержит необходимые установки. Для поддержки LVM должны быть включены параметры CONFIG_BLK_DEV_RAM и CONFIG_BLK_DEV_INITRD.

Для созданного раздела необходимо изменить тип на LVM (8e). Поскольку parted не знает такого типа, воспользуемся утилитой fdisk:

%# fdisk /dev/hda
Command (m for help): t
Partition number (1-4): 4
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 4 to 8e (Unknown)
Command (m for help): w

Инициализируем LVM, физический том; создаем группу томов и логический том для корневого раздела:

%# vgscan
%# pvcreate /dev/hda4
%# vgcreate vg /dev/hda4
%# lvcreate -L250M -n root vg

Создадим теперь файловую систему на логическом томе и перенесем туда содержимое корневого каталога:

%# mke2fs /dev/vg/root
%# mount /dev/vg/root /mnt/
%# find / -xdev | cpio -pvmd /mnt

Отредактируйте файл /mnt/etc/fstab на логическом томе соответствующем образом. Например, строку:

/dev/hda3       /    ext2       defaults 1 1

замените на:

/dev/vg/root    /    ext2       defaults 1 1

Создаем образ initrd, поддерживающий LVM:

%# lvmcreate_initrd
Logical Volume Manager 1.0.6 by Heinz Mauelshagen  25/10/2002
lvmcreate_initrd -- make LVM initial ram disk /boot/initrd-lvm-2.4.20-inp1-up-rootlvm.gz

lvmcreate_initrd -- finding required shared libraries
lvmcreate_initrd -- stripping shared libraries
lvmcreate_initrd -- calculating initrd filesystem parameters
lvmcreate_initrd -- calculating loopback file size
lvmcreate_initrd -- making loopback file (6491 kB)
lvmcreate_initrd -- making ram disk filesystem (19125 inodes)
lvmcreate_initrd -- mounting ram disk filesystem
lvmcreate_initrd -- creating new /etc/modules.conf
lvmcreate_initrd -- creating new modules.dep
lvmcreate_initrd -- copying device files to ram disk
lvmcreate_initrd -- copying initrd files to ram disk
lvmcreate_initrd -- copying shared libraries to ram disk
lvmcreate_initrd -- creating new /linuxrc
lvmcreate_initrd -- creating new /etc/fstab
lvmcreate_initrd -- ummounting ram disk
lvmcreate_initrd -- creating compressed initrd /boot/initrd-lvm-2.4.20-inp1-up-rootlvm.gz

Внимательно изучите вывод команды. Обратите внимание на имя
нового образа и его размер. Отредактируйте файл /etc/lilo.conf. Он
должен выглядеть приблизительно следующим образом:

image   = /boot/KERNEL_IMAGE_NAME
label   = lvm
root    = /dev/vg/root
initrd  = /boot/INITRD_IMAGE_NAME
ramdisk = 8192

KERNEL_IMAGE_NAME — имя ядра, поддерживающего LVM. INITRD_IMAGE_NAME — имя образа initrd, созданного командой lvmcreate_initrd. Возможно, вам будет нужно увеличить значение ramdisk, если у вас достаточно большая конфигурация LVM, но значения 8192 должно хватить в большинстве случаев. Значение по умолчанию параметра ramdisk равно 4096. Если сомневаетесь, проверьте вывод команды lvmcreate_initrd в строке lvmcreate_initrd — making loopback file (6189 kB).

После этого файл lilo.conf нужно скопировать и на логический том:

%# cp /etc/lilo.conf /mnt/etc/

Выполните команду lilo:

%# lilo

Перезагрузитесь и выберите образ lvm. Для этого введите «lvm» в ответ на приглашение LILO. Система должна загрузится, а корневой раздел будет находиться на логическом томе.

После того как вы убедитесь, что все работает нормально, образ lvm нужно сделать загружаемым по умолчанию. Для этого укажите в конфигурационном файле LILO строку default=lvm, и выполните команду lilo.

Наконец, добавьте оставшийся старый корневой раздел в группу томов. Для этого измените тип раздела утилитой fdisk на 8е, и выполните команды:

%# pvcreate /dev/hda3
%# vgextend vg /dev/hda3

[править] Организация корневой файловой системы в LVM для дистрибутива ALT Master 2.2

При установке данного дистрибутива оказалось невозможным разместить корневой раздел в системе LVM. Связано это с тем, как выяснилось позже, что в ядре, поставляемом с данным дистрибутивом, поддержка файловой системы ext2 организована в виде загружаемого модуля. Образ же initrd использует файловую систему romfs, поддержка которой вкомпилирована в ядро. При выполнении команды lvmcreate_initrd генерируется файл-образ initrd с системой ext2. Если после этого вы попытаетесь загрузиться, то получите примерно следующее:

Kernel panic: VFS: Unable to mount root fs on 3a:00

Первое, что вам нужно будет сделать — это скомпилировать ядро со встроенной поддержкой файловой системы ext2, установить его и проверить. После этого снова выполните команду lvmcreate_initrd. Дальнейшие действия зависят от вашей конфигурации. Смонтируйте созданный образ:

%# gzip -d /boot/initrd-lvm-2.4.20-inp1-up-rootlvm.gz
%# mount -o loop /boot/initrd-lvm-2.4.20-inp1-up-rootlvm /mnt/initrd

И копируйте туда модули, необходимые для работы с вашими дисковыми накопителями и файловыми системами (если они не вкомпилированы в ядро). Так, для системы с RAID-контроллером ICP-Vortex и корневой файловой системой reiserfs нужны модули: gdth.o mod_scsi.o sd_mod.o reiserfs.o. Добавьте их загрузку в файл /mnt/initrd/linuxrc.

Обратите внимание на оставшееся свободное место на образе:

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
…
/boot/initrd-lvm-2.4.20-inp1-up-rootlvm

                     4.0M  3.9M  0.1M  100% /mnt/initrd

В файловой системе должно быть свободно еще 200-300Кб, в зависимости от вашей LVM-конфигурации. Если же у вас ситуация похожа на приведенную в листинге, будет необходимо создать новый образ, с большим размером файловой системы и повторить операции добавления модулей.

Наконец, отмонтируйте образ, сожмите его, запустите программу lilo и перезагрузитесь:

%# umount /mnt/initrd
%# gzip /boot/initrd-lvm-2.4.20-inp1-up-rootlvm
%# lilo
%# reboot

[править] Заключение

Система управления логическими томами особенно полезна в работе с серверами, поскольку обеспечивает масштабируемость и удобное управление дисковым пространством. Она упрощает планирование дискового пространства и предотвращает проблемы, возникающие при неожиданно быстром росте занятого места в разделах. LVM не предназначен для обеспечения отказоустойчивости или высокой производительности. Потому он часто используется в сочетании с системами RAID.

Использованные источники:

1. LVM-HOWTO
2. http://www.gweep.net/~sfoskett/linux/lvmlinux.html

[править] Дополнительные вопросы по LVM

[править] Дисковые разделы и LVM внутри LVM

LVM может находиться рекурсивно внутри логического
тома LVM.

Например, пусть есть три логических тома: LV1, LV2 и LV3.
Один из которых, LV2 разбит на разделы,
каждый из которых является физическим томом LVM,
который в свою очередь объединены в группу томов,
на которых созданы логические тома и так далее.

  LV1                LV2                LV3
 ...--++----------------------------+ +--....
      ||+-------------------------+ | |
      |||            LVM          | | |
      ||+-------------------------+ | |
 ...--++----------------------------+ +--.....

Такая ситуация очень легко может возникнуть
при использовании виртуальных машин,
например в том случае, если том LV2
выдан как диск виртуальной машине Xen или эмулятору QEMU.

Может возникнуть необходимость залезть
внутрь системы томов, которые установлены внутрь логического тома.
Например, это может произойти в случае, когда
виртуальная машина (в результате сбоя или по какой-то другой причине),
не загружается, а нужно добраться до её данных
(напомним, что всё это при условии, что LVM используется не только
снаружи, то есть в домене 0, но и внутри, то есть в домене U).

Решение, если говорить кратко, заключается в том,
чтобы использовать kpartx из пакета multipath-tools,
которая даёт возможность строить карты устройств
(device maps) для разделов.

Далее процедура использования kpartx
описывается подробно.

Блочное устройство, внутри которого находятся
тома LVM может быть любым, в частности,
это может быть том LVM, том EVMS, простой дисковый раздел или физическое устройство.

Убедитесь что пакет multipath-tools установлен:

%# apt-get install multipath-tools 

Посмотрите как выполнено разбинение на разделы:

dom0:~ # fdisk -l /dev/evms/san2/vm3
Disk /dev/evms/san2/vm3: 5368 MB, 5368708096 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

              Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/evms/san2/vm3p1   *           1           9       72261   83  Linux
/dev/evms/san2/vm3p2              10         652     5164897+   f  W95 Ext'd (LBA)
/dev/evms/san2/vm3p5              10          75      530113+  82  Linux swap / Solaris
/dev/evms/san2/vm3p6              76         493     3357553+  83  Linux
/dev/evms/san2/vm3p7             494         652     1277136   83  Linux

Создайте карту устройств для блочного устройства:

dom0:~ # kpartx -a /dev/evms/san2/vm3 

Карты находятся здесь:

%# ls -l /dev/mapper
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root      16 Aug 26 16:28 control -> ../device-mapper
brw------- 1 root root 253,  1 Aug 26 16:28 mpath1
brw------- 1 root root 253,  0 Aug 26 16:28 mpath2
brw------- 1 root root 253, 13 Aug 29 08:55 san2|vm3p1
brw------- 1 root root 253, 14 Aug 29 08:55 san2|vm3p2
brw------- 1 root root 253, 15 Aug 29 08:55 san2|vm3p5
brw------- 1 root root 253, 16 Aug 29 08:55 san2|vm3p6
brw------- 1 root root 253, 17 Aug 29 08:55 san2|vm3p7

Имена выглядят несколько странно, но вообще это нормально.

Можно попробовать смонтировать раздел:

%# mount -o rw /dev/mapper/san2|vm3p6 /mnt

В данном случае была смонтирована корневая файловая система
виртуальной машины:

%# ls -l /mnt
total 96
dr-xr-xr-x  3 root root  4096 Aug 28 10:12 automount
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Aug 25 16:51 bin
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Aug 25 16:45 boot
drwxr-xr-x  5 root root  4096 Aug 25 16:45 dev
drwxr-xr-x 69 root root  8192 Aug 29 08:53 etc
drwxr-xr-x  2 root root  4096 May  4 01:43 home
drwxr-xr-x 11 root root  4096 Aug 25 17:10 lib
drwx------  2 root root 16384 Aug 25 16:45 lost+found
drwxr-xr-x  2 root root  4096 May  4 01:43 media
drwxr-xr-x  3 root root  4096 Aug 28 15:08 mnt
drwxr-xr-x  4 root root  4096 Aug 25 16:49 opt
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Aug 25 16:45 proc
drwx------ 10 root root  4096 Aug 28 14:56 root
drwxr-xr-x  3 root root  8192 Aug 25 16:52 sbin
drwxr-xr-x  4 root root  4096 Aug 25 16:45 srv
-rw-r--r--  1 root root     0 Aug 29 08:53 success
drwxr-xr-x  3 root root  4096 Aug 25 16:45 sys
drwxrwxrwt  6 root root  4096 Aug 29 08:49 tmp
drwxr-xr-x 12 root root  4096 Aug 25 16:50 usr
drwxr-xr-x  3 root root  4096 Aug 25 16:54 var

Аналогичным образом монтируем остальные разделы:

%# mount -o rw /dev/mapper/san2|vm3p1 /mnt/boot
%# mount -o rw /dev/mapper/san2|vm3p7 /mnt/var

С разделами можно работать как обычно.

По завершению работы нужно

• размонтировать разделы;
• удалить карты устройств.

%# umount /mnt/var
%# umount /mnt/boot
%# umount /mnt
%# kpartx -d /dev/evms/san2/vm3 

%# ls -l /dev/mapper
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root     16 Aug 26 16:28 control > ../device-mapper
brw------- 1 root root 253, 1 Aug 26 16:28 mpath1
brw------- 1 root root 253, 0 Aug 26 16:28 mpath2

При условии что разделы находятся не на блочном устройстве,
а в обычно файле, сначала нужно воспользоваться
программой losetup.

В данном примере loop0 это первое свободное loopback-устройство,
но возможно, что оно будет занято, и тогда вместо loop0 нужно будет использовать loopX с более выскоим номерм X:

%# cd /etc/xen/images
%# losetup /dev/loop0 /xen/images/vm1.img 
%# losetup -a
/dev/loop0: [6806]:318859 (vm1.img)

%# fdisk -l /dev/loop0 
Disk /dev/loop0: 1638 MB, 1638400000 bytes 
255 heads, 63 sectors/track, 199 cylinders 
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes 
      Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System 
/dev/loop0p1   *           1           9       72261   83  Linux 
/dev/loop0p2              10         199     1526175    5  Extended 
/dev/loop0p5              10          26      136521   82  Linux swap / Solaris 
/dev/loop0p6              27         151     1004031   83  Linux 
/dev/loop0p7             152         199      385528+  83  Linux 

%# kpartx -a /dev/loop0 
%# ls -l /dev/mapper/ 
total 0 
lrwxrwxrwx 1 root root      16 Sep 12 15:38 control -> ../device-mapper 
brw------- 1 root root 253, 15 Sep 30 13:19 loop0p1 
brw------- 1 root root 253, 16 Sep 30 13:19 loop0p2 
brw------- 1 root root 253, 17 Sep 30 13:19 loop0p5 
brw------- 1 root root 253, 18 Sep 30 13:19 loop0p6 
brw------- 1 root root 253, 19 Sep 30 13:19 loop0p7 

Можно монтировать, копировать, восстанавливать, форматировать
эти разделы, короче, делать с ними всё, что делается с обычными дисковыми разделами.

%# mount /dev/mapper/loop0p6 /mnt
%# mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/boot
%# mount /dev/mapper/loop0p7 /mnt/var
%# mount 
-snip-
/dev/mapper/loop0p6 on /mnt type ext3 (rw) 
/dev/mapper/loop0p1 on /mnt/boot type ext2 (rw) 
/dev/mapper/loop0p7 on /mnt/var type ext3 (rw) 

Другое решение:

%# lomount -diskimage vm1.img -partition 1  /mnt
%# mount 
-snip-
/xen/images/vm1.img on /mnt type ext2 (rw,loop=/dev/loop0,offset=32256) 

С одной стороны при таком подходе:

• не нужно вручную подключать loopback-устройства;
• не нужно использовать kpartx;

Но с другой стороны:

• это решение позволяет смонтировать только простые разделы, размещённые внутри тома LVM.

Если внутри логического тома выполнено другое разбиение,
такой подход не поможет.

Если внутри тома находится расширенный раздел, подход работает,
но требует дополнительных манипуляций:

%# fdisk -l -u /xen/images/vm1.img 
You must set cylinders. 
You can do this from the extra functions menu. 
Disk vm1.img: 0 MB, 0 bytes 
255 heads, 63 sectors/track, 0 cylinders, total 0 sectors 
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes 
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System 
vm1.img1   *          63      144584       72261   83  Linux 
vm1.img2          144585     3196934     1526175    5  Extended 
vm1.img5          144648      417689      136521   83  Linux 
vm1.img6          417753     2425814     1004031   83  Linux 
vm1.img7         2425878     3196934      385528+  83  Linux 

Найти начало интересующего раздела можно путём
умножения значения поля Start (показанного fdiks) на 512.

417753*512=213889536

Если мы хотим смонтировать корневой раздел:

%# mount -o loop,offset=213889536 /xen/images/vm1.img /mnt
%# mount 
-snip-
/xen/images/vm1.img on /mnt type ext3 (rw,loop=/dev/loop0,offset=213889536) 

[править] Создание зашифрованных томов LVM

Пример создания зашифрованного тома:

%# cryptsetup -y -s 256 -c aes-cbc-essiv:sha256 luksFormat /dev/hda3
%# cryptsetup luksOpen /dev/hda3 lukspace
%# pvcreate /dev/mapper/lukspace
%# vgcreate vg /dev/mapper/lukspace
%# lvcreate -L10G -n root vg
%# lvcreate -l 100%FREE -n myspace vg

Подробнее:

• How to set up an encrypted filesystem in several easy steps (англ.)
• Resizing Encrypted Filesystems (англ.)
• How To Migrate to a full encrypted LVM system (англ.)

[править] Сравнение LVM и ZFS

Основная страница: ZFSvsLVM

На первый взгляд такое сравнение может показаться странным,
ведь ZFS ­— это файловая система, а LVM ­— система для управления томами,
то есть нечто, что находится на уровень ниже файловой системы.

В действительности, сравнение вполне имеет право на существование,
поскольку ZFS это не просто файловая система, а нечто большее.
В ней присутствует уровень «storage pool»,
который берёт на себя те же задачи, что и LVM.

В таком случае возникает вопрос,
а какую функциональность ZFS может дать сама,
без применения LVM, и если что-то она делает лучше,
то что именно?

[править] Восстановления LVM после сбоя

• Recover Data From RAID1 LVM Partitions With Knoppix Linux LiveCD (англ.)
• LVM Recovery Tale (англ.)
• Recovery of RAID and LVM2 Volumes (англ.)

[править] Слияние LVM

В августе 2008 появился патч для ядра Linux,
который позволяет делать слияние снимка и тома:
изменения, которые делаются на снимке,
при желании можно перенести на том.
Снимок при этом перестаёт существовать.

Начиная с ядра 2.6.33 [1]
необходимый код присутствует в составе ядра Linux. Для того чтобы использовать его, необходим пакет LVM версии не менее
2.02.58 [2].

Пример использования:

 %# lvconvert --merge /dev/VG0/lv1_snap

После выполнения этой команды изменения, сделанные в снимке lv1_snap будут перенесены в родительский том
/dev/VG0/lv1, а снимок перестанет существовать.

Подробнее:

• http://kerneltrap.org/Linux/LVM_Snapshot_Merging
• Merging Snapshot Volumes (англ.)

[править] Thin Provisioning

Начиная с 2012 года (полноценно с ядра Linux 3.4; май 2012)
LVM поддерживает такую возможность как thin provisioning. Это возможность использовать какое-либо внешнее блочное устройство в режиме только для чтения как основу для создания новых логических томов LVM.
Такие разделы при создании уже будут выглядеть так будто они
заполнены данными исходного блочного устройства. Операции с томами изменяются налету таким образом, что чтение данных выполняется с исходного блочного устройства (или с тома если данные уже отличаются), а запись — на том.

Такая возможность может быть полезна, например, при создании множества однотипых виртуальных машин или для решения других аналогичных задач, т.е. задач где нужно получить несколько изменяемых копий одних и тех же исходных данных.

Подробнее:

• New LVM2 release 2.02.89: Thinly-provisioned logical volumes (англ.)
• https://github.com/jthornber/linux-2.6/blob/thin-stable/Documentation/device-mapper/thin-provisioning.txt (англ.)

[править] Поддержка LVM в NetBSD

В 2008 году в NetBSD появилась^[1] начальная поддержка LVM.

Та часть, которая интегрируется в ядро,
была написана с нуля и распространяется по лицензии BSD.
Другая (большая) часть, которая работает в пространстве пользователя (userland),
взята из Linux и осталась под лицензией GPL.

Пока что не работают такие вещи как создание снимков (snapshots),
не работает pvmove и нет возможности совместной работы с LVM
в кластере, как это можно делать с помощью CLVM (однако, использовать независимые логические тома в кластере, конечно же, можно).

Подробнее:

• How to use lvm on NetBSD (англ.)
• The NetBSD Logical Volume Manager (англ.)
• LVM Volume Manager on NetBSD (англ.) — пример использования LVM в NetBSD

[править] Работа с LVM в FreeBSD

Автор: Владимир Чижиков (Skif), [3]

Для монтирования LVM с EXT2/EXT3 файловой системой необходимо скомпилировать
ядро с поддержкой EXT2FS:

  options EXT2FS

либо добавить /boot/loader.conf строку:

  ext2fs_load="YES"

Если после перезагрузки сервера необходимости в подключении данного диска не
будет, тогда достаточно просто подгрузить модуль ядра
kldload ext2fs

Для подключения LVM разделов необходимо перекомпилировать ядро с опцией:

  option GEOM_LINUX_LVM

либо добавить /boot/loader.conf

  geom_linux_lvm_load="YES"

вручную можно произвести загрузку следующим образом

  geom linux_lvm load

посмотреть результат (пример):

  # geom linux_lvm list
  Geom name: skdeb5-home.bsd
  Providers:
  1. Name: linux_lvm/skdeb5-home.bsd-swap_1
     Mediasize: 1551892480 (1.4G)
     Sectorsize: 512
     Mode: r0w0e0
  2. Name: linux_lvm/skdeb5-home.bsd-root
     Mediasize: 38205915136 (36G)
     Sectorsize: 512
     Mode: r1w1e1
  Consumers:
  1. Name: ad2s2
     Mediasize: 39761003520 (37G)
     Sectorsize: 512
     Mode: r1w1e2

в /etc/fstab прописать следующим образом:

  cat /etc/fstab | grep linux_lvm

  /dev/linux_lvm/skdeb5-home.bsd-root /mnt/ad2s2.ext2 ext2fs rw   0       0

PS: Для монтирования LVM-раздела с другой FS, отличной от EXT2/EXT3 необходимо
перекомпилировать ядро или загрузить соответствующие данной ФС модули ядра.

[править] Работа с LVM в Windows

LVM это чуждая для Windows система, и её поддержка в Windows отсутствует.
Не предполагается, что вы будете работать с LVM из-под Windows.
Однако, в некоторых случаях такая потребность всё же может возникнуть:

• В случае, когда у вас на компьютере установлено две системы (dual boot), одна из которых Linux, а вторая Windows;
• В случае, когда на переносном диске у вас LVM, внутри ценные файлы, а рядом только Windows-машины.

Программа Virtual Volumes
позволяет обращаться к логическому тому LVM изнутри Windows-машины.
Программа находится в процессе разработки. Пока она имеет некоторые ограничения.

Подробнее:

• http://www.chrysocome.net/virtualvolumes (англ.)

[править] Альтернативы LVM

LVM сегодня — это главная система управления томами, существующая в Linux.
Раньше главным её конкурентом считалась система EVMS,
но затем, после того как LVM была включена в ядро, а EVMS нет,
конкуренция закончилась в пользу LVM.

Сейчас главными конкурентами LVM можно считать файловые системы с возможностями
систем управления томами, такие как btrfs и ZFS^[2].

Кроме этого существует система Zumastor, которая отличается от LVM
лучшей поддержкой управления снимками (snapshotting) и удалённой репликацией.
Особенно печальным для LVM создатели Zumastor считают следующий факт:
если в LVM сделать много снимков с одного тома, а потом в оригинальном томе изменить какой-то блок,
то оригинальная информация будет копироваться теперь для каждого снимка^[3].
Можно представить, какая будет производительность и расточительность при записи в оригинальный том,
особенно в случае большого количества снимков с него. Большим недостатком Zumastor является то, что его развитие приостановлено несколько лет назад^[4].

Проблема неэффективных снапшотов в LVM считается одной из важнейших проблем LVM на сегодняшний день
и работа по её устранению относится к одной из наиболее приоритетных^[5]. Другой приоритетной задачей является поддержка снапшотов бесконечной глубины, то есть, возможность создания снапшотов со снапшотов^[6].
Другие попытки решить эту задачу: [4], [5].

[править] Графические инструменты администрирования LVM

Есть несколько графических инструментов, помогающих использовать LVM.
В частности:

1. LVM GUI Project^[7];
2. system-config-lvm.

Первый уже давно не развивается.
Второй является основным графическим инструментом для администрирования LVM в Redhat-подобных дистрибутивах.
Он может быть установлен и в других.
Например, в Debian^[8]:

%# apt-get install system-config-lvm

Вызвать его можно командой:

%# system-config-lvm

Дополнительная информация:

• Using the LVM utility system-config-lvm (англ.) — подробно об использовании system-config-lvm

[править] Ограничение скорости доступа к LVM-томам

Ограничение делается на уровне cgroup:

mount -t tmpfs cgroup_root /sys/fs/cgroup
mkdir -p /sys/fs/cgroup/blkio
mount -t cgroup -o blkio none /sys/fs/cgroup/blkio

После этого:

mkdir -p /sys/fs/cgroup/blkio/limit1M/
echo "X:Y  1048576" > /sys/fs/cgroup/blkio/limit1M/blkio.throttle.write_bps_device 

В качестве X:Y используются мажорный и минорный номер соответствующего тома.

Подробнее:

• How to Throttle per process I/O to a max limit? (англ.)
• Throttling IO with Linux (англ.)
• Which I/O controller is the fairest of them all? (англ.) — немного о blkio-cgroup, io-band и других механизмах регулирования скорости доступа к дисковой подсистеме
• blkio-cgroup: Introduction (англ.)

[править] Приложения

[править] Список команд для работы с LVM

lvchange

Изменить атрибуты логического тома

lvcreate

Создать логический том

lvdisplay

Показать информацию о логическом томе

lvextend

Добавить места в логический том

lvmchange

(команда устарела, её лучше не использовать)

lvmdiskscan

Показать список устройств, которые могут быть использованы как физический том

lvmsadc

Собрать данные об активности использования LVM

lvmsar

Создать отчёт об активности использования LVM

lvreduce

Уменьшить размер логического тома

lvremove

Удалить логический том из системы

lvrename

Переименовать логический том

 lvrename vg00 lv_old lv_new

lvresize

Изменить размер логического тома

lvs

Показать информацию о логическом томе

lvscan

Показать список логических томов во всех группах томов

pvchange

Изменить атрибуты физического тома

pvcreate

Инициализировать физический том для использования в LVM

pvdata

Показать информацию (из метаданных на диске) о физическом томе

pvdisplay

Показать информацию о физическом томе

pvmove

Переместить эстенты с одного физического тома на другой.

1. Переместить все эстенты находящиеся на устройстве /dev/hd_source:

 pvmove /dev/hd_source 

2. Переместить эстенты тома lv_name находящиеся на устройстве /dev/hd_source на /dev/hd_target:

 pvmove -n lv_name /dev/hd_source /dev/hd_target

pvremove

Удалить метку LVM с физического тома

pvresize

Изменить размер физического тома, использующегося в группе томов

pvs

Показать информацию о физическом томе

pvscan

Показать список всех физических томов

vgcfgbackup

Сделать резервную копию конфигурации группы томов

vgcfgrestore

Восстановить из резервной копии конфигурацию группы томов

vgchange

Изменить атрибуты группы томов

vgck

Проверить целостность группы томов

vgconvert

Изменить формат метаданных группы томов

vgcreate

Создать группу томов

vgdisplay

Показать информацию о группе томов

vgexport

Разрегистрировать группу томов в системе

vgextend

Добавить физический том в группу томов

vgimport

Зарегистрировать эскпортированную группу томов в системе

vgmerge

Объединить группы томов

 vgmerge -v vg_target vg_source

vgmknodes

Создать файлы устройств для групп томов в каталоге /dev/

vgreduce

Удалить физический том из группы томов

vgremove

Удалить группу томов

vgrename

Переименовать группу томов

vgs

Показать информацию о группах томов

vgscan

Выполнить поиск групп томов

vgsplit

Переместить физический том в новую группу томов

[править] Дополнительная информация

• LVM-HOWTO (англ.)
• LVM2 Resource Page (англ.)
• Повесть о Linux и LVM (Logical Volume Manager), Иван Песин
• LVM в Википедии
• LVM в Wikipedia (англ.)
• «Руководство администратора LVM» на docs.redhat.com

Xen и LVM:

• (Xen-users) Xen with LVM (англ.)
• Mount/access Files Residing on Xen Virtual Machines (англ.)

[править] Примечания

1. ↑ http://mail-index.netbsd.org/tech-kern/2008/08/28/msg002554.html
2. ↑ Только вот btrfs пока находится в процессе разработки, а ZFS не поддерживается толком в Linux, поэтому конкуренция здесь
   получается не более чем умозрительная
3. ↑ Zumastor HOWTO, Snapshots
4. ↑ http://groups.google.com/group/zumastor/browse_thread/thread/72846703af4ef5d3
5. ↑ http://www.redhat.com/archives/linux-lvm/2010-January/msg00012.html
6. ↑ http://osdir.com/ml/linux-lvm/2011-01/msg00010.html
7. ↑ http://www.xs4all.nl/~mmj/lvm/
8. ↑ Или в Ubuntu: http://ubuntuforums.org/showthread.php?t=216117

Дисковая подсистема Linux | FreeBSD Диски и разделы Файлы устройств: Блочное устройство | Символьное устройство | Raw-устройство | loop-устройство Диски: IDE | SATA (SATA hotplug) | SCSI | USB RAID-массивы: Аппаратный RAID | Linux RAID | FreeBSD RAID Дисковые разделы: Раздел | MBR | fdisk | parted | disklabel | GPT Управление томами Логический том | Физический том | Группа томов | Снимок | Клон device-mapper | dm-ioband | dm-crypt | dm-userspace | multipath Системы управления томами: LVM | CLVM | EVMS | Btrfs* | ZFS* | AdvFS* | Zumastor Сетевые хранилища и репликация Отказоустойчивость: DRBD | Xen + DRBD | ggate + gmirror | HAST Сетевые хранилища: AoE | iSCSI | FCoE | GNBD Файловые системы Монтирование | Проверка целостности | Дефрагментация | Суперблок | inode | Журнал | Кэш | VFS | UUID | FUSE Локальные: ext3 | ext3cow | ext4 | JFS | Reiser4 | XFS | ZFS | Btrfs | AdvFS | ISO | aufs Сетевые: NFS | CIFS | AFS | POHMELFS Кластерные: GFS | OCFS2 | CXFS | VMFS | GPFS Распределенные: Lustre | PVFS | Ceph | Coda * Btrfs, ZFS и AdvFS — это файловые системы с возможностями управления томами e

Что такое диспетчер логических томов LVM?

LVM аккумулирует пространство, взятое из разделов или целых дисков, чтобы сформировать логический контейнер (Группа томов). Группа томов далее делится на логические разделы, называемые логическими томами.

Проще говоря, LVM группирует все ваше пространство хранения в пул и позволяет вам создавать тома (логические тома) из этого пула.

Преимущество использования LVM перед стандартным разделом заключается в том, что LVM предлагает вам больше гибкости и возможностей. Он позволяет онлайн изменять размеры логических групп и логических томов. Поэтому, если в каком-либо из ваших логических разделов закончилось место, вы можете легко увеличить размер раздела, используя свободное место в пуле.

Вы также можете экспортировать и импортировать разделы. LVM также поддерживает зеркалирование и создание моментальных снимков логических томов.

Слои абстракции в LVM

LVM обеспечивает абстракцию между физическим хранилищем и файловой системой, позволяя изменять размер файловой системы, охватывать несколько физических дисков и использовать произвольное дисковое пространство.

LVM использует три уровня абстракции для создания разделов.

• Физический том,
• Группа томов,
• Логический том.

Физический том

Все начинается с физического диска. Физический том – это первый уровень абстракции, который LVM использует для идентификации диска, помеченного для операций LVM. Проще говоря, если вы хотите работать с LVM, ваш диск должен быть инициализирован как физический том. Это может быть целый диск или стандартные разделы, созданные на этом диске.

Группа томов

Группа томов – это комбинация всех физических томов. Допустим, у вас есть пять отдельных дисков размером 1 ТБ каждый. Сначала вы инициализируете пять дисков как физический том, а затем добавите их в группу томов.

Группа томов будет содержать 5 ТБ пространства, которое является пространством, доступным для всех физических томов. Из группы томов можно создать логические разделы.

Логические тома

Из пула пространства (группа томов) можно создать логические тома. Считайте, что это эквивалентно стандартному разделу диска.

Я использую сервер Ubuntu, запущенный в virtualbox для демонстрации. Если вы изучаете LVM впервые, проведите тестирование на любой виртуальной машине.

Внимание: Команды LVM требуют привилегий root. Выполняйте все команды либо от имени пользователя root, либо с привилегией sudo.

Шаг 1 – Инициализация физического тома

Я добавил три диска разного размера, в общей сложности 10G.

sudo lsblk /dev/sd[b-e]
  NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
  sdb 8:16 0 2G 0 disk
  sdc 8:32 0 3G 0 disk
  sdd 8:48 0 5G 0 disk

Для инициализации любого диска как физического тома используйте команду pvcreate с именем устройства в качестве аргумента.

sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.

Чтобы проверить список физических томов, вы можете выполнить любую из следующих команд. Каждая команда даст разные результаты.

PVDISPLAY – Команда pvdisplay даст вам подробную информацию о каждом физическом томе, под какой группой томов он находится, уникальный ID и доступный размер.

sudo pvdisplay

PVS & PVSCAN – Эти две команды показывают информацию, как физический объем, группа томов, выделенный и свободный размер.

sudo pvs

sudo pvscan

Шаг 2 – Создание группы томов

Теперь у меня есть три диска, инициализированные как физический том общим размером 10 ГБ. Эти физические тома должны быть добавлены в пул хранения, известный как группа томов.

Выполните команду vgcreate для создания группы томов. Вы должны передать имя для группы томов. Здесь я использую «myDisk» в качестве имени группы томов.

sudo vgcreate myDisk /dev/sd[b-d]
Volume group "myDisk" successfully created

Выполните любую из следующих команд для проверки сведений о группе томов.

sudo vgdisplay

или

sudo vgdisplay <имя группы томов>

Шаг 3 – Отображение сведений о группе томов

Команды vgs и vgscan предоставят вам информацию обо всех доступных группах томов, количестве физических томов и количестве логических томов, выделенных и свободных размерах группы томов.

sudo vgs
sudo vgscan

Шаг 4 – Создание логических томов

Как я уже говорил, логический том похож на разделы диска. Теперь у нас есть почти 10 ГБ свободного места в пуле «myDisk» (группа томов). На основе этой группы томов мы создадим логические тома, отформатируем том с файловой системой ext4, смонтируем и будем использовать том.

Для создания логического тома можно использовать команду lvcreate. Общий синтаксис команды lvcreate приведен ниже.

sudo lvcreate -L <volume-size> -n <logical-volume-name> <volume-group>

Здесь,

• -L => размер в KB, MB, GB
• -n => Имя для вашего тома
• => Какая группа томов будет использоваться Сейчас я создаю логический том размером 3GB. Я назвал логический том «guides «.

sudo lvcreate -L 3GB -n guides myDisk
Logical volume "guides" created.

Шаг 5 – Просмотр информации о логических томах

Для просмотра информации о логических томах можно использовать любую из следующих команд.

Команда *lvdisplay* предоставляет подробную информацию о логическом томе, связанной с ним группе томов, размере тома, пути к логическому тому и т.д.

lvdisplay

Или укажите имя логического тома явно:

lvdisplay guides

Команды lvscan и lvs также предоставят некоторую базовую информацию о логических томах.

lvscan
lvs

Шаг 6 – Форматирование и монтирование логических томов

Вам нужно отформатировать логический том с файловой системой и смонтировать его. Здесь я форматирую том с файловой системой ext4 и монтирую его в каталог /mnt/.

Вы должны увидеть файл устройства для логического тома под /dev/volume-group/logical-volume. В моем случае файл устройства будет /dev/myDisk/guides.

sudo mkfs.ext4 /dev/myDisk/guides
Creating filesystem with 786432 4k blocks and 196608 inodes
Filesystem UUID: a477d1b6-e806-451f-ab34-4be9978c1328
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

Для монтирования каталога выполните следующую команду. Вы можете смонтировать каталог в любое место по своему усмотрению.

sudo mount /dev/ostechnix_files/guides /mnt/

Для просмотра смонтированных томов выполните:

mount | grep -i guides
  /dev/mapper/myDisk-guides on /mnt type ext4 (rw,relatime)

Вы также можете выполнить команду df, чтобы проверить информацию о смонтированной файловой системе. Вы можете увидеть, что файловая система названа именем тома. Вам будет довольно легко понять, что это за том и его группа с таким названием.

df -h /mnt/
  Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
  /dev/mapper/myDisk-guides 2.9G 9.0M 2.8G 1% /mnt

Чтобы сделать монтирование постоянным при перезагрузках, вы должны добавить запись в fstab. Если вы не имеете представления о fstab, я советую вам ознакомиться с нашей подробной статьей о fstab.

Что такое Fstab в Linux

Похожие статьи

1. Понимание файла /etc/mtab в системе Linux

Not to be confused with LLVM.

LVM (Logical Volume Manager) allows administrators to create meta devices that provide an abstraction layer between a file system and the physical storage that is used underneath. The meta devices (on which file systems are placed) are logical volumes, which use storage from storage pools called volume groups. A volume group is provisioned with one or more physical volumes which are the true devices on which the data is stored.

Physical volumes can be partitions, whole hard drives grouped as JBOD (Just a Bunch Of Disks), RAID systems, iSCSI, Fibre Channel, eSATA etc.

Installation

LVM is handled by both kernel-level drivers and user space applications to manage the LVM configuration.

Kernel

Activate the following kernel options:

KERNEL linux-4.9 Enabling LVM

Device Drivers  --->
   Multiple devices driver support (RAID and LVM)  --->
       <*> Device mapper support
           <*> Crypt target support
           <*> Snapshot target
           <*> Mirror target
           <*> Multipath target
               <*> I/O Path Selector based on the number of in-flight I/Os
               <*> I/O Path Selector based on the service time

USE flags

Important
For all instructions requiring the use of the lvm, pv*, vg*, or lv* commands in this article as well as access of LVM volumes, the lvm USE flag is required to be enabled.

Emerge

Make sure to enable USE=lvm for sys-fs/lvm2:

FILE /etc/portage/package.use

# Enable support for the LVM daemon and related tools
sys-fs/lvm2 lvm


After reviewing the USE flags, ask Portage to install the sys-fs/lvm2 package:


root #emerge --ask sys-fs/lvm2

Configuration
Configuring LVM is done on several levels:


LV, PV and VG management through the management utilities;
LVM subsystem fine-tuning through the configuration file;
Service management at the distribution level;
Setup through an initial ram file system (initramfs).

Management of the logical and physical volumes as well as the volume groups is handled through the Usage chapter.

LVM configuration file
LVM has an extensive configuration file at /etc/lvm/lvm.conf. Most users will not need to modify settings in this file in order to start using LVM.

Service management
Gentoo provides the LVM service to automatically detect and activate the volume groups and logical volumes.

The service can be managed through the init system.

openrc
To start LVM manually:


root #/etc/init.d/lvm start

To start LVM at boot time:


root #rc-update add lvm boot

systemd
To start lvm manually:


root #systemctl start lvm2-monitor.service

To start LVM at boot time:


root #systemctl enable lvm2-monitor.service

Using LVM in an initramfs
Most bootloaders cannot boot from LVM directly — neither GRUB Legacy nor LILO can. GRUB2 can boot from an LVM linear logical volume, mirrored logical volume and possibly some kinds of RAID logical volumes. No bootloader currently supports thin logical volumes.

For that reason, it is recommended to use a non-LVM /boot partition and mount the LVM root from an initramfs. An initramfs can be generated automatically through Genkernel, Dracut or manually as Custom Initramfs:


genkernel can boot from all types except thin volumes (as it neither builds nor copies the sys-block/thin-provisioning-tools binaries from the build host) and maybe RAID10 (RAID10 support requires LVM2 2.02.98, but genkernel builds 2.02.89, however if static binaries are available it can copy those);
dracut should boot all types, but only includes thin support in the initramfs if the host being run on has a thin root.

Genkernel
Emerge sys-kernel/genkernel. The static USE flag may also be enabled on the package sys-fs/lvm2 so that genkernel will use the system binaries (otherwise it will build its own private copy). The following example will build only an initramfs (not an entire kernel) and enable support for LVM.


root #genkernel --lvm initramfs

The genkernel manpage outlines other options depending on system requirements.

The initrd will require parameters to tell it how to start LVM, and they are supplied the same way as other kernel parameters. For example:

FILE /etc/default/grubAdding dolvm as a kernel boot parameter
GRUB_CMDLINE_LINUX="dolvm"


Dracut
The sys-kernel/dracut package was ported from the RedHat project and serves a similar tool for generating an initramfs.  For details, please refer to Dracut page. Generally, the following command will generate a usable default initramfs.

The initrd will require parameters to tell it how to start LVM, and they are supplied the same way as other kernel parameters. For example:

FILE /etc/default/grubAdding LVM support to the kernel boot parameters
GRUB_CMDLINE_LINUX="rd.lvm.vg=vol00"


For a comprehensive list of LVM options within dracut please see the section in the Dracut Manual.

Usage
LVM organizes storage in three different levels as follows:


hard drives, partitions, RAID systems or other means of storage are initialized as physical volumes (PVs)
Physical Volumes (PV) are grouped together in Volume Groups (VG)
Logical Volumes (LV) are managed in Volume Groups (VG)

PV (Physical Volume)
Physical Volumes are the actual hardware or storage system LVM builds up upon.

Partitioning
 Note
Using separate partitions for provisioning storage to volume groups is only needed if it is not desired to use the entire disk for a single LVM volume group. If the entire disk can be used, then skip this and initialize the entire hard drive as a physical volume.
The partition type for LVM is 8e (Linux LVM).

For instance, to set the type through fdisk for a partition on /dev/sda:

In fdisk, create partitions using the n key and then change the partition type with the t key to 8e.

Create PV
Physical volumes can be created / initialized with the pvcreate command.

For instance, the following command creates a physical volume on the first primary partition of /dev/sda and /dev/sdb:


root #pvcreate /dev/sd[ab]1

List PV
With the pvdisplay command, an overview of all active physical volumes on the system can be obtained.


root #pvdisplay
 --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda1
  VG Name               volgrp
  PV Size               160.01 GiB / not usable 2.31 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              40962
  Free PE               4098
  Allocated PE          36864
  PV UUID               3WHAz3-dh4r-RJ0E-5o6T-9Dbs-4xLe-inVwcV
  
 --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               volgrp
  PV Size               160.01 GiB / not usable 2.31 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              40962
  Free PE               40962
  Allocated PE          0
  PV UUID               b031x0-6rej-BcBu-bE2C-eCXG-jObu-0Boo0x


If more physical volumes should be displayed, then pvscan can detect inactive physical volumes and activate those.


root #pvscan
  PV /dev/sda1  VG volgrp        lvm2 [160.01 GiB / 16.01 GiB free]
  PV /dev/sdb1  VG volgrp        lvm2 [160.01 GiB / 160.01 GiB free]
  Total: 2 [320.02 GB] / in use: 2 [320.02 GiB] / in no VG: 0 [0]


Remove PV
LVM automatically distributes the data onto all available physical volumes (unless told otherwise) but in a linear approach. If a requested logical volume (within a volume group) is smaller than the amount of free space on a single physical volume, then all space for the logical volume is claimed on that (single) physical volume in a contiguous manner. This is done for performance reasons.

If a physical volume needs to be removed from a volume group, the data first needs to be moved away from the physical volume. With the pvmove command, all data on a physical volume is moved to other physical volumes within the same volume group.


root #pvmove -v /dev/sda1

Such an operation can take a while depending on the amount of data that needs to be moved. Once finished, there should be no data left on the device. Verify with pvdisplay that the physical volume is no longer used by any logical volume.

The next step is to remove the physical volume from the volume group using vgreduce after which the device can be «deselected» as a physical volume using pvremove:


root #vgreduce vg0 /dev/sda1 && pvremove /dev/sda1

VG (Volume Group)
A volume group (VG) groups a number of physical volumes and show up as /dev/VG_NAME in the device file system. The name of a volume group is chosen by the administrator.

Create VG
The following command creates a volume group called vg0 with two physical volumes assigned to it: /dev/sda1 and /dev/sdb1.


root #vgcreate vg0 /dev/sd[ab]1

List VG
To list all active volume groups, use the vgdisplay command:


root #vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               vg0
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  8
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                6
  Open LV               6
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               320.02 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              81924
  Alloc PE / Size       36864 / 144.00 GiB
  Free  PE / Size       45056 /176.01 GiB
  VG UUID               mFPXj3-DdPi-7YJ5-9WKy-KA5Y-Vd4S-Lycxq3


If volume groups are missing, use the vgscan command to locate volume groups:


root #vgscan
  Reading all physical volumes.  This may take a while...
  Found volume group "vg0" using metadata type lvm2


Extend VG
Volume groups group physical volumes, allowing administrators to use a pool of storage resources to allocate to file systems. When a volume group does not hold enough storage resources, it is necessary to extend the volume group with additional physical volumes.

The next example extends the volume group vg0 with a physical volume at /dev/sdc1:


root #vgextend vg0 /dev/sdc1

Remember that the physical volume first needs to be initialized as such!

Reduce VG
If physical volumes need to be removed from the volume group, all data still in use on the physical volume needs to be moved to other physical volumes in the volume group. As seen before, this is handled through the pvmove command, after which the physical volume can be removed from the volume group using vgreduce:


root #pvmove -v /dev/sdc1


root #vgreduce vg0 /dev/sdc1

Remove VG
If a volume group is no longer necessary (or, in other words, the storage pool that it represents is no longer used and the physical volumes in it need to be freed for other purposes) then the volume group can be removed with vgremove. This only works if no logical volume is defined for the volume group, and all but one physical volume have already been removed from the pool.

LV (Logical Volume)
Logical volumes are the final meta devices which are made available to the system, usually to create file systems on. They are created and managed in volume groups and show up as /dev/VG_NAME/LV_NAME. Like with volume groups, the name used for a logical volume is decided by the administrator.

Create LV
To create a logical volume, the lvcreate command is used. The parameters to the command consist out of the requested size for the logical volume (which cannot be larger than the amount of free space in the volume group), the volume group from which the space is to be claimed and the name of the logical volume to be created.

In the next example, a logical volume named lvol1 is created from the volume group named vg0 and with a size of 150MB:


root #lvcreate -L 150M -n lvol1 vg0

It is possible to tell lvcreate to use all free space inside a volume group. This is done through the -l option which selects the amount of extents rather than a (human readable) size. Logical volumes are split into logical extents which are data chunks inside a volume group. All extents in a volume group have the same size. With the -l option lvcreate can be asked to allocate all free extents:


root #lvcreate -l 100%FREE -n lvol1 vg0

Next to FREE the VG key can be used to denote the entire size of a volume group.

List LV
To list all logical volumes, use the lvdisplay command:

If logical volumes are missing, then the lvscan command can be used to scan for logical volumes on all available volume groups.

Extend LV
When a logical volume needs to be expanded, then the lvextend command can be used to grow the allocated space for the logical volume.

For instance, to extend the logical volume lvol1 to a total of 500 MB:


root #lvextend -L500M /dev/vg0/lvol1

It is also possible to use the size to be added rather than the total size:


root #lvextend -L+350MB /dev/vg0/lvol1

An extended volume group does not immediately provide the additional storage to the end users. For that, the file system on top of the volume group needs to be increased in size as well. Not all file systems allow online resizing, so check the documentation for the file system in question for more information.

For instance, to resize an ext4 file system to become 500MB in size:


root #resize2fs /dev/vg0/lvol1 500M

For certain file systems, lvresize extends the logical volume and the file system in one step. For instance, to extend the logical volume lvol1 and resize the ext4 file system:


root #lvresize --resizefs --size +350GB /dev/vg0/lvol1

Reduce LV
If a logical volume needs to be reduced in size, first shrink the file system itself. Not all file systems support online shrinking.

For instance, ext4 does not support online shrinking so the file system needs to be unmounted first. It is also recommended to do a file system check to make sure there are no inconsistencies:


root #umount /mnt/data


root #e2fsck -f /dev/vg0/lvol1


root #resize2fs /dev/vg0/lvol1 150M

With a reduced file system, it is now possible to reduce the logical volume as well:


root #lvreduce -L150M /dev/vg0/lvol1

LV Permissions
LVM supports permission states on the logical volumes.

For instance, a logical volume can be set to read only using the lvchange command:


root #lvchange -p r /dev/vg0/lvol1


root #mount -o remount /dev/vg0/lvol1

The remount is needed as the change is not enforced immediately.

To mark the logical volume as writable again, use the rw permission bit:


root #lvchange -p rw /dev/vg0/lvol1 && mount -o remount /dev/vg0/lvol1

Remove LV
Before removing a logical volume, make sure it is no longer mounted:


root #umount /dev/vg0/lvol1

Deactivate the logical volume so that no further write activity can take place:


root #lvchange -a n /dev/vg0/lvol1

With the volume unmounted and deactivated, it can now be removed, freeing the extents allocated to it for use by other logical volumes in the volume group:


root #lvremove /dev/vg0/lvol1

Features
LVM provides quite a few interesting features for storage administrators, including (but not limited to)


thin provisioning (over-committing storage)
snapshot support
volume types with different storage allocation methods

Thin provisioning
Make sure to enable USE=thin for sys-fs/lvm2:

FILE /etc/portage/package.use
# Enable support for the LVM daemon and related tools
sys-fs/lvm2 lvm
# Enable thin support
sys-fs/lvm2 thin


Recent versions of LVM2 (2.02.89) support «thin» volumes. Thin volumes are to block devices what sparse files are to file systems. Thus, a thin logical volume within a pool can be «over-committed»: its presented size can be larger than the allocated size — it can even be larger than the pool itself. Just like a sparse file, the extents are allocated as the block device gets populated. If the file system has discard support extents are freed again as files are removed, reducing space utilization of the pool.

Within LVM, such a thin pool is a special type of logical volume, which itself can host logical volumes.

Creating a thin pool
 Warning
If an overflow occurs within the thin pool metadata, then the pool will be corrupted. LVM cannot recover from this.
 Note
If the thin pool gets exhausted, any process that would cause the thin pool to allocate more (unavailable) extents will be stuck in «killable sleep» state until either the thin pool is extended or the process receives SIGKILL.
Each thin pool has metadata associated with it, which is added to the thin pool size. LVM will compute the size of the metadata based on the size of the thin pool as the minimum of pool_chunks * 64 bytes or 2 MiB, whichever is larger. The administrator can select a different metadata size as well.

To create a thin pool, add the --type thin-pool --thinpool thin_pool options to lvcreate:


root #lvcreate -L 150M --type thin-pool --thinpool thin_pool vg0

The above example creates a thin pool called thin_pool with a total size of 150 MB. This is the real allocated size for the thin pool (and thus the total amount of actual storage that can be used).

To explicitly ask for a certain metadata size, use the --metadatasize option:


root #lvcreate -L 150M --poolmetadatasize 2M --type thin-pool --thinpool thin_pool vg0

Due to the metadata that is added to the thin pool, the intuitive way of using all available size in a volume group for a logical volume does not work (see LVM bug 812726):


root #lvcreate -l 100%FREE --type thin-pool --thinpool thin_pool vg0
Insufficient suitable allocatable extents for logical volume thin_pool: 549 more required


Note the thin pool does not have an associated device node like other LV’s.

Creating a thin logical volume
A thin logical volume is a logical volume inside the thin pool (which itself is a logical volume). As thin logical volumes are sparse, a virtual size instead of a physical size is specified using the -V option:


root #lvcreate -T vg0/thin_pool -V 300M -n lvol1

In this example, the (thin) logical volume lvol1 is exposed as a 300MB-sized device, even though the underlying pool only holds 150MB of real allocated storage.

It is also possible to create both the thin pool as well as the logical volume inside the thin pool in one command:


root #lvcreate -T vg0/thin_pool -V 300M -L150M -n lvol1

Listing thin pools and thin logical volumes
Thin pools and thin logical volumes are special types of logical volumes, and as such as displayed through the lvdisplay command. The lvscan command will also detect these logical volumes.

Extending a thin pool
 Warning
As of LVM2 2.02.89, the metadata size of the thin pool cannot be expanded, it is fixed at creation
The thin pool is expanded like a non-thin logical volume using lvextend. For instance:


root #lvextend -L500M vg0/thin_pool

Extending a thin logical volume
A thin logical volume is expanded just like a regular one:


root #lvextend -L1G vg0/lvol1

Note that the lvextend command uses the -L option (or -l if extent counts are used) and not a «virtual size» option as was used during the creation.

Reducing a thin pool
Currently, LVM cannot reduce the size of the thin pool. See LVM bug 812731.

Reducing a thin logical volume
Thin logical volumes are reduced just like regular logical volumes.

For instance:


root #lvreduce -L300M vg0/lvol1l

Note that the lvreduce command uses the -L option (or -l if extent counts are used) and not a «virtual size» option as was used during the creation.

Removing thin pools
Thin pools cannot be removed until all the thin logical volumes inside it are removed.

When a thin pool no longer services any thin logical volume, it can be removed through the lvremove command:


root #lvremove vg0/thin_pool

 LVM2 snapshots and thin snapshots
A snapshot is a logical volume that acts as copy of another logical volume. It displays the state of the original logical volume at the time of snapshot creation.

 Warning
Since the logical snapshot volume also gets the same filesystem LABEL and UUID, be sure the /etc/fstab file or initramfs does not contain entries for these filesystems using the LABEL= or UUID= syntax. Otherwise the system might end up with the snapshot being mounted instead of the (intended) original logical volume.
Creating a snapshot logical volume
A snapshot logical volume is created using the -s option to lvcreate. Snapshot logical volumes are still given allocated storage as LVM «registers» all changes made to the original logical volume and stores these changes in the allocated storage for the snapshot. When querying the snapshot state, LVM will start from the original logical volume and then check all changes registered, «undoing» the changes before showing the result to the user.

A snapshot logical volume henceforth «growths» at the rate that changes are made on the original logical volume. When the allocated storage for the snapshot is completely used, then the snapshot will be removed automatically from the system.


root #lvcreate -l 10%VG -s -n 20140412_lvol1 /dev/vg0/lvol1

The above example creates a snapshot logical volume called 20140412_lvol1, based on the logical volume lvol1 in volume group vg0. It uses 10% of the space (extents actually) allocated to the volume group.

Accessing a snapshot logical volume
Snapshot logical volumes can be mounted like regular logical volumes. They are even not restricted to read-only operations — it is possible to modify snapshots and thus use it for things such as testing changes before doing these on a «production» file system.

As long as snapshot logical volumes exist, the regular/original logical volume cannot be reduced in size or removed.

LVM thin snapshots
 Note
A thin snapshot can only be taken on a thin pool for a thin logical volume. The thin device mapper target supports thin snapshots of read-only non-thin logical volumes, but the LVM2 tooling does not support this. However, it is possible to create a regular (non-thin) snapshot logical volume of a thin logical volume.
To create a thin snapshot, the lvcreate command is used with the -s option. No size declaration needs to be passed on:


root #lvcreate -s -n 20140413_lvol1 /dev/vg0/lvol1

Thin logical volume snapshots have the same size as their original thin logical volume, and use a physical allocation of 0 just like all other thin logical volumes.

 Important
If -l or -L is specified, a snapshot will still be created, but the resulting snapshot will be a regular snapshot, not a thin snapshot.
It is also possible to take snapshots of snapshots:


root #lvcreate -s -n 1_20140413_lvol1 /dev/vg0/20140413_lvol1

Thin snapshots have several advantages over regular snapshots. First, thin snapshots are independent of their original logical volume once created. The original logical volume can be shrunk or deleted without affecting the snapshot. Second, thin snapshots can be efficiently created recursively (snapshots of snapshots) without the «chaining» overhead of regular recursive LVM snapshots.

Rolling back to snapshot state
To rollback the logical volume to the version of the snapshot, use the following command:


root #lvconvert --merge /dev/vg0/20140413_lvol1

This might take a couple of minutes, depending on the size of the volume. Please note that the rollback will only happen once the parent logical volume is offline. Hence a reboot might be required.

 Important
The snapshot will disappear and this change is not revertible
Rolling back thin snapshots
For thin volumes, lvconvert —merge does not work. Instead, delete the original logical volume and rename the snapshot:


root #umount /dev/vg0/lvol1


root #lvremove /dev/vg0/lvol1


root #lvrename vg0/20140413_lvol1 lvol1

Different storage allocation methods
LVM supports different allocation methods for storage:


Linear volumes (which is the default);
Mirrored volumes (in a more-or-less active/standby setup);
Striping (RAID0);
Mirrored volumes (RAID1 — which is more an active/active setup);
Striping with parity (RAID4 and RAID5);
Striping with double parity (RAID6);
Striping and mirroring (RAID10).

Linear volumes
Linear volumes are the most common kind of LVM volumes. LVM will attempt to allocate the logical volume to be as physically contiguous as possible. If there is a physical volume large enough to hold the entire logical volume, then LVM will allocate it there, otherwise it will split it up into as few pieces as possible.

The commands introduced earlier on to create volume groups and logical volumes create linear volumes.

Because linear volumes have no special requirements, they are the easiest to manipulate and can be resized and relocated at will. If a logical volume is allocated across multiple physical volumes, and any of the physical volumes become unavailable, then that logical volume cannot be started anymore and will be unusable.

Mirrored volumes
LVM supports mirrored volumes, which provide fault tolerance in the event of drive failure. Unlike RAID1, there is no performance benefit — all reads and writes are delivered to a single side of the mirror.

To keep track of the mirror state, LVM requires a log to be kept. It is recommended (and often even mandatory) to position this log on a physical volume that does not contain any of the mirrored logical volumes. There are three kind of logs that can be used for mirrors:


Disk is the default log type. All changes made are logged into extra metadata extents, which LVM manages. If a device fails, then the changes are kept in the log until the mirror can be restored again.
Mirror logs are disk logs that are themselves mirrored.
Core mirror logs record the state of the mirror in memory only. LVM will have to rebuild the mirror every time it is activated. This type is useful for temporary mirrors.

To create a logical volume with a single mirror, pass the -m 1 argument (to select standard mirroring) with optionally --mirrorlog to select a particular log type:


root #lvcreate -m 1 --mirrorlog mirror -l 40%VG --nosync -n lvol1 vg0

The -m 1 tells LVM to create one (additional) mirror, so requiring 2 physical volumes. The --nosync option is an optimization — without it LVM will try synchronize the mirror by copying empty sectors from one logical volume to another.

It is possible to create a mirror of an existing logical volume:


root #lvconvert -m 1 -b vg0/lvol1

The -b option does the conversion in the background as this can take quite a while.

To remove a mirror, set the number of mirrors (back) to 0:


root #lvconvert -m0 vg0/lvol1

If part of the mirror is unavailable (usually because the disk containing the physical volume has failed), the volume group will need to be brought up in degraded mode:


root #vgchange -ay --partial vg0

On the first write, LVM will notice the mirror is broken. The default policy («remove») is to automatically reduce/break the mirror according to the number of pieces available. A 3-way mirror with a missing physical volume will be reduced to 2-way mirror; a 2-way mirror will be reduced to a regular linear volume. If the failure is only transient, and the missing physical volume returns after LVM has broken the mirror, the mirrored logical volume will need to be recreated on it.

To recover the mirror, the failed physical volume needs to be removed from the volume group, and a replacement physical volume needs to be added (or if the volume group has a free physical volume, it can be created on that one). Then the mirror can be recreated with lvconvert at which point the old physical volume can be removed from the volume group:


root #vgextend vg0 /dev/sdc1


root #lvconvert -b -m 1 --mirrorlog disk vg0/lvol1


root #vgreduce --removemissing vg0

It is possible to have LVM recreate the mirror with free extents on a different physical volume if one side fails. To accomplish that, set mirror_image_fault_policy to allocate in lvm.conf.

Thin mirrors
It is not (yet) possible to create a mirrored thin pool or thin volume. It is possible to create a mirrored thin pool by creating a normal mirrored logical volume and then converting the logical volume to a thin pool with lvconvert. 2 logical volumes are required: one for the thin pool and one for the thin metadata; the conversion process will merge them into a single logical volume.

 Warning
LVM 2.02.98 or above is required for this to work properly. Prior versions are either not capable or will segfault and corrupt the volume group. Also, conversion of a mirror into a thin pool destroys all existing data in the mirror!

root #lvcreate -m 1 --mirrorlog mirrored -l40%VG -n thin_pool vg0


root #lvcreate -m 1 --mirrorlog mirrored -L4MB -n thin_meta vg0


root #lvconvert --thinpool vg0/thin_pool --poolmetadata vg0/thin_meta

 Striping (RAID0)
Instead of a linear volume, where multiple contiguous physical volumes are appended, it possible to create a striped or RAID0 volume for better performance. This will alternate storage allocations across the available physical volumes.

To create a striped volume over three physical volumes:


root #lvcreate -i 3 -l 20%VG -n lvol1_stripe vg0
Using default stripesize 64.00 KiB


The -i option indicates over how many physical volumes the striping should be done.

It is possible to mirror a stripe set. The -i and -m options can be combined to create a striped mirror:


root #lvcreate -i 2 -m 1 -l 10%VG vg0

This creates a 2 physical volume stripe set and mirrors it on 2 different physical volumes, for a total of 4 physical volumes. An existing stripe set can be mirrored with lvconvert.

A thin pool can be striped like any other logical volume. All the thin volumes created from the pool inherit that settings — do not specify it manually when creating a thin volume.

It is not possible to stripe an existing volume, nor reshape the stripes across more/less physical volumes, nor to convert to a different RAID level/linear volume. A stripe set can be mirrored. It is possible to extend a stripe set across additional physical volumes, but they must be added in multiples of the original stripe set (which will effectively linearly append a new stripe set).

Mirroring (RAID1)
Unlike RAID0, which is striping, RAID1 is mirroring, but implemented differently than the original LVM mirror. Under RAID1, reads are spread out across physical volumes, improving performance. RAID1 mirror failures do not cause I/O to block because LVM does not need to break it on write.

Any place where an LVM mirror could be used, a RAID1 mirror can be used in its place. It is possible to have LVM create RAID1 mirrors instead of regular mirrors implicitly by setting mirror_segtype_default to raid1 in lvm.conf.

 Warning
LVM RAID1 mirroring is not supported by GRUB before version 2.02. Ensure the latest version is installed with grub-install or the system may become unbootable if the grub files are contained in the LVM RAID1.
To create a logical volume with a single mirror:


root #lvcreate -m 1 --type raid1 -l 40%VG --nosync -n lvm_raid1 vg0

Note the difference for creating a mirror: There is no mirrorlog specified, because RAID1 logical volumes do not have an explicit mirror log — it built-in to the logical volume.

It is possible to convert an existing logical volume to RAID1:


root #lvconvert -m 1 --type raid1 -b vg0/lvol1

To remove a RAID1 mirror, set the number of mirrors to 0:


root #lvconvert -m0 vg0/lvm_raid1

If part of the RAID1 is unavailable (usually because the disk containing the physical volume has failed), the volume group will need to be brought up in degraded mode:


root #vgchange -ay --partial vg0

Unlike an LVM mirror, writing does NOT break the mirroring. If the failure is only transient, and the missing physical volume returns, LVM will resync the mirror by copying cover the out-of-date segments instead of the entire logical volume. If the failure is permanent, then the failed physical volume needs to be removed from the volume group, and a replacement physical volume needs to be added (or if the volume group has a free physical volume, it can be created on a different PV). The mirror can then be repaired with lvconvert, and the old physical volume can be removed from the volume group:


root #vgextend vg0 /dev/sdc1


root #lvconvert --repair -b vg0/lvm_raid1


root #vgreduce --removemissing vg0

Thin RAID1
It is not (yet) possible to create a RAID1 thin pool or thin volume. It is possible to create a RAID1 thin pool by creating a normal mirrored logical volume and then converting the logical volume to a thin pool with lvconvert. 2 logical volumes are required: one for the thin pool and one for the thin metadata; the conversion process will then merge them into a single logical volume.

 Warning
LVM 2.02.98 or above is required for this to work properly. Prior versions are either not capable or will segfault and corrupt the VG. Also, conversion of a RAID1 into a thin pool destroys all existing data in the mirror!

root #lvcreate -m 1 --type raid1 -l40%VG -n thin_pool vg0


root #lvcreate -m 1 --type raid1 -L4MB -n thin_meta vg0


root #lvconvert --thinpool vg0/thin_pool --poolmetadata vg00/thin_meta

Striping with parity (RAID4 and RAID5)
 Note
Striping with parity requires at least 3 physical volumes.
RAID0 is not fault-tolerant — if any of the physical volumes fail then the logical volume is unusable. By adding a parity stripe to RAID0 the logical volume can still function if a physical volume is missing. A new physical volume can then be added to restore fault tolerance.

Stripsets with parity come in 2 flavors: RAID4 and RAID5. Under RAID4, all the parity stripes are stored on the same physical volume. This can become a bottleneck because all writes hit that physical volume, and it gets worse the more physical volumes are in the array. With RAID5, the parity data is distributed evenly across the physical volumes so none of them become a bottleneck. For that reason, RAID4 is rare and is considered obsolete/historical. In practice, all stripesets with parity are RAID5.


root #lvcreate --type raid5 -l 20%VG -i 2 -n lvm_raid5 vg0

Only the data physical volumes are specified with -i, LVM adds one to it automatically for the parity. So for a 3 physical volume RAID5, -i 2 is passed on and not -i 3.

When a physical volume fails, then the volume group will need to be brought up in degraded mode:


root #vgchange -ay --partial vg0

The volume will work normally at this point, however this degrades the array to RAID0 until a replacement physical volume is added. Performance is unlikely to be affected while the array is degraded — although it does need to recompute its missing data via parity, it only requires simple XOR for the parity block with the remaining data. The overhead is negligible compared to the disk I/O.

To repair the RAID5:


root #lvconvert --repair vg0/lvm_raid5


root #vgreduce --removemissing vg0

It is possible to replace a still working physical volume in RAID5 as well:


root #lvconvert --replace /dev/sdb1 vg0/lvm_raid5


root #vgreduce vg0 /dev/sdb1

The same restrictions of stripe sets apply to stripe sets with parity as well: it is not possible to enable striping with parity on an existing volume, nor reshape the stripes with parity across more/less physical volumes, nor to convert to a different RAID level/linear volume. A stripe set with parity can be mirrored. It is possible to extend a stripe set with parity across additional physical volumes, but they must be added in multiples of the original stripe set with parity (which will effectively linearly append a new stripe set with parity).

Thin RAID5 logical volumes
It is not (yet) possible to create stripe set with parity (RAID5) thin pools or thin logical volumes. It is possible to create a RAID5 thin pool by creating a normal RAID5 logical volume and then converting the logical volume into a thin pool with lvconvert. 2 logical volumes are required: one for the thin pool and one for the thin metadata; the conversion process will merge them into a single logical volume.

 Warning
LVM 2.02.98 or above is required for this to work properly. Prior versions are either not capable or will segfault and corrupt the VG. Also, coversion of a RAID5 LV into a thin pool destroys all existing data in the LV!

root #lvcreate --type raid5 -i 2  -l20%VG -n thin_pool vg0


root #lvcreate --type raid5 -i 2 -L4MB -n thin_meta vg0


root #lvconvert --thinpool vg0/thin_pool --poolmetadata vg00/thin_meta

Striping with double parity (RAID6)
 Note
RAID6 requires at least 5 physical volumes.
RAID6 is similar to RAID5, however RAID6 can survive up to two physical volume failures, thus offering more fault tolerance than RAID5 at the expense of extra physical volumes.


root #lvcreate --type raid6 -l 20%VG -i 3 -n lvm_raid6 vg00

Like RAID5, the -i option is used to specify the number of physical volumes to stripe, excluding the 2 physical volumes for parity. So for a 5 physical volume RAID6, pass on -i 3 and not -i 5.

Recovery for RAID6 is the same as RAID5.

 Note
Unlike RAID5 where parity block is cheap to recompute vs disk I/O, this is only half true in RAID6. RAID6 uses 2 parity stripes: One stripe is computed the same way as RAID5 (simple XOR). The second parity stripe is much harder to compute — see [https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/people/hpa/raid6.pdf
Thin RAID6 logical volumes
It is not (yet) possible to create a RAID6 thin pool or thin volumes. It is possible to create a RAID6 thin pool by creating a normal RAID6 logical volume and then converting the logical volume into a thin pool with lvconvert. 2 logical volumes are required: one for the thin pool and one for the thin metadata; the conversion process will merge them into a single logical volume.

 Warning
LVM 2.02.98 or above is required for this to work properly. Prior versions are either not capable or will segfault and corrupt the VG. Also, conversion of a RAID6 LV into a thin pool destroys all existing data in the LV!

root #lvcreate --type raid6 -i 2  -l20%VG -n thin_pool vg0


root #lvcreate --type raid6 -i 2 -L4MB -n thin_meta vg0


root #lvconvert --thinpool vg0/thin_pool --poolmetadata vg0/thin_meta

LVM RAID10
 Note
RAID10 requires at least 4 physical volumes. Also LVM syntax requires the number of physical volumes be multiple of the numbers stripes and mirror, even though RAID10 format does not
RAID10 is a combination of RAID0 and RAID1. It is more powerful than RAID0+RAID1 as the mirroring is done at the stripe level instead of the logical volume level, and therefore the layout doesn’t need to be symmetric. A RAID10 volume can tolerate at least a single missing physical volume, and possibly more.

 Note
LVM currently limits RAID10 to a single mirror.

root #lvcreate --type raid10 -l 1020 -i 2 -m 1 --nosync -n lvm_raid10 vg0

Both the -i and -m options are specified: -i is the number of stripes and -m is the number of mirrors. Two stripes and 1 mirror requires 4 physical volumes.

Thin RAID10
It is not (yet) possible to create a RAID10 thin pool or thin volumes. It is possible to create a RAID10 thin pool by creating a normal RAID10 logical volume and then converting the logical volume into a thin pool with lvconvert. 2 logical volumes are required: one for the thin pool and one for the thin metadata; the conversion process will merge them into a single logical volume.

 Warning
Conversion of a RAID10 logical volume into a thin pool destroys all existing data in the logical volume!

root #lvcreate -i 2 -m 1 --type raid10 -l 1012 -n thin_pool vg0


root #lvcreate -i 2 -m 1 --type raid10 -l 6 -n thin_meta vg0


root #lvconvert --thinpool vg0/thin_pool --poolmetadata vg0/thin_meta

Experimenting with LVM
It is possible to experiment with LVM without using real storage devices. To accomplish this, loopback devices are created.

First make sure to have the loopback module loaded.


root #modprobe -r loop && modprobe loop max_part=63

 Note
If loopback support is built into the kernel, then use loop.max_part=63 as boot option.
Next configure LVM to not use udev to scan for devices:

FILE /etc/lvm/lvm.confDisabling udev in LVM config
obtain_device_list_from_udev = 0


 Important
This is for testing only, make sure to change the setting back when dealing with real devices since it is much faster to use udev!
Create some image files which will become the storage devices. The next example uses five files for a total of about ~10GB of real hard drive space:


root #mkdir /var/lib/lvm_img


root #dd if=/dev/null of=/var/lib/lvm_img/lvm0.img bs=1024 seek=2097152


root #dd if=/dev/null of=/var/lib/lvm_img/lvm1.img bs=1024 seek=2097152


root #dd if=/dev/null of=/var/lib/lvm_img/lvm2.img bs=1024 seek=2097152


root #dd if=/dev/null of=/var/lib/lvm_img/lvm3.img bs=1024 seek=2097152


root #dd if=/dev/null of=/var/lib/lvm_img/lvm4.img bs=1024 seek=2097152

Check which loopback devices are available:

Assuming all loopback devices are available, next create the devices:


root #losetup /dev/loop0 /var/lib/lvm_img/lvm0.img


root #losetup /dev/loop1 /var/lib/lvm_img/lvm1.img


root #losetup /dev/loop2 /var/lib/lvm_img/lvm2.img


root #losetup /dev/loop3 /var/lib/lvm_img/lvm3.img


root #losetup /dev/loop4 /var/lib/lvm_img/lvm4.img

The /dev/loop[0-4] devices are now available to use as any other hard drive in the system (and thus be perfect for physical volumes).

 Note
On the next reboot, all the loopback devices will be released and the folder /var/lib/lvm_img can be deleted.
Troubleshooting
LVM has a few features that already provide some level of redundancy. However, there are situations where it is possible to restore lost physical volumes or logical volumes.

vgcfgrestore utility
By default, on any change to a LVM physical volume, volume group, or logical volume, LVM2 create a backup file of the metadata in /etc/lvm/archive. These files can be used to recover from an accidental change (like deleting the wrong logical volume). LVM also keeps a backup copy of the most recent metadata in /etc/lvm/backup. These can be used to restore metadata to a replacement disk, or repair corrupted metadata.

To see what states of the volume group are available to be restored (partial output to improve readability):


root #vgcfgrestore --list vg00
  File:		/etc/lvm/archive/vg0_00042-302371184.vg
  VG name:    	vg0
  Description:	Created *before* executing 'lvremove vg0/lvm_raid1'
  Backup Time:	Sat Jul 13 01:41:32 201


Recovering an accidentally deleted logical volume
Assuming the logical volume lvm_raid1 was accidentally removed from volume group vg0, it is possible to recover it as follows:


root #vgcfgrestore -f /etc/lvm/archive/vg0_00042-302371184.vg vg0

 Important
vgcfgrestore only restores LVM metadata, not the data inside the logical volume. However pvremove, vgremove, and lvremove only wipe metadata, leaving any data intact. If issue_discards is set in /etc/lvm/lvm.conf though, then these command are destructive to data.
Replacing a failed physical volume
It possible to do a true «replace» and recreate the metadata on the new physical volume to be the same as the old physical volume:


root #vgdisplay --partial --verbose
  --- Physical volumes ---
  PV Name               /dev/loop0     
  PV UUID               iLdp2U-GX3X-W2PY-aSlX-AVE9-7zVC-Cjr5VU
  PV Status             allocatable
  Total PE / Free PE    511 / 102
  
  PV Name               unknown device     
  PV UUID               T7bUjc-PYoO-bMqI-53vh-uxOV-xHYv-0VejBY
  PV Status             allocatable
  Total PE / Free PE    511 / 102


The important line here is the UUID «unknown device».


root #pvcreate --uuid T7bUjc-PYoO-bMqI-53vh-uxOV-xHYv-0VejBY --restorefile /etc/lvm/backup/vg0 /dev/loop1
  Couldn't find device with uuid T7bUjc-PYoO-bMqI-53vh-uxOV-xHYv-0VejBY.
  Physical volume "/dev/loop1" successfully created

This recreates the physical volume metadata, but not the missing logical volume or volume group data on the physical volume.


root #vgcfgrestore -f /etc/lvm/backup/vg0 vg0
  Restored volume group vg0


This now reconstructs all the missing metadata on the physical volume, including the logical volume and volume group data. However it doesn’t restore the data, so the mirror is out of sync.


root #vgchange -ay vg0
  device-mapper: reload ioctl on  failed: Invalid argument
  1 logical volume(s) in volume group "vg0" now active



root #lvchange --resync vg0/lvm_raid1
Do you really want to deactivate logical volume lvm_raid1 to resync it? [y/n]: y


This will resync the mirror. This works with RAID 4,5 and 6 as well.

Deactivating a logical volume
It is possible to deactivate a logical volume with the following command:


root #umount /dev/vg0/lvol1


root #lvchange -a n /dev/vg0/lvol1

It is not possible to mount the logical volume anywhere before it gets reactivated:


root #lvchange -a y /dev/vg0/lvol1

See also

Device-mapper
Raid1 with LVM from scratch

External resources

LVM2 sourceware.org
LVM tldp.org
LVM2 Wiki redhat.com
Shrinking root logical volume on-line

Создание и удаление

pvcreate /dev/sda
pvcreate /dev/sdb2

vgcreate -s 32M vg1 /dev/sda /dev/sdb2

vgdisplay vg1

lvcreate -n lv1 -L 20G vg1
lvcreate -n lv2 -L 30G vg1

mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1
mkfs.reiserfs /dev/vg1/lv2

Добавление физических томов

pvcreate /dev/sdc

vgextend vg1 /dev/sdc

Удаление физических томов

pvmove /dev/sda

vgreduce vg1 /dev/sda

pvremove /dev/sda

Изменение размеров

lvresize -L 40G vg1/lv2

resize2fs /dev/vg1/lv2
resize_reiserfs /dev/vg1/lv2

Как просто попробовать

mkdir /mnt/sdc1/lvm
cd /mnt/sdc1/lvm
dd if=/dev/zero of=./d01 count=1 bs=1G
dd if=/dev/zero of=./d02 count=1 bs=1G
dd if=/dev/zero of=./d03 count=1 bs=1G
dd if=/dev/zero of=./d04 count=1 bs=1G

losetup -f --show ./d01
losetup -f --show ./d02
losetup -f --show ./d03
losetup -f --show ./d04

pvcreate /dev/loop0
pvcreate /dev/loop1
pvcreate /dev/loop2
pvcreate /dev/loop3
vgcreate -s 32M vg /dev/loop0 /dev/loop1 /dev/loop2 /dev/loop3
lvcreate -n first -L 2G vg
lvcreate -n second -L 400M vg
...

Снапшоты

Одна из важнейших особенностей LVM — это поддержка механизма снапшотов. Снапшоты позволяют сделать мгновенный снимок логического тома и использовать его в дальнейшем для работы с данными.

Примеры использования

LVM с LiveCD

sudo apt-get install lvm2

sudo vgscan
sudo vgdisplay YOUR_VGNAME

sudo vgchange -a y

Ссылки