Управление логическими томами (LVM) — это способ абстрагировать физическое управление томами в системе в высокоуровневую и, как правило, в более простую парадигму. В рамках LVM все физические диски и разделы вне зависимости от их размера и разбиения могут абстрагироваться и рассматриваться как единое хранилище данных. Например, как в схеме отображения томов физического уровня на логический, показанной на рисунке 1, пользователь мог бы создать файловую систему размером, скажем, 150 ГБ, в то время как наибольший диск имеет объем всего 80 ГБ?
Собирая разделы и целые диски в виртуальный диск, LVM может суммировать небольшие объемы дисковой памяти в больший объединенный диск. Этот виртуальный диск в терминах LVM называется логической группой (volume group).
Возможность иметь файловую систему, которая превышает размер наибольшего диска, не является единственной “волшебной” особенностью этой высокоуровневой парадигмы управления ресурсами хранения данных. LVM также позволяет:
* Добавлять диски/разделы в дисковую группу и расширять существующие файловые системы «на лету»
* Заменить два жестких диска размером 80 ГБ одним диском на 160 ГБ без необходимости выключения компьютера для переноса системы или ручного перемещения данных между дисками
* Уменьшить размеры файловых систем и удалить диски из дисковой группы, когда их емкость больше не требуется
* Создавать внутренне согласованные резервные копии на основе мгновенных копий файловой системы (подробнее об этом будет сказано дальше)
LVM2 — это новый набор пользовательских инструментов, который предоставляет возможности управления логическими томами в Linux. Он полностью обратно совместим с исходным инструментарием LVM. В этой статье вы познакомитесь с наиболее полезными свойствами LVM2, а также другими возможностями, применимыми для упрощения задач по системному администрированию. (Если вы ищете более простой справочник по LVM, попробуйте LVM HowTo, ссылка на который имеется ниже в разделе Ресурсы).
Посмотрим на организацию LVM.
Организация LVM
LVM состоит из трех элементов:
- Тома (Volume): физические и логические тома и группы томов
- Диапазоны (Extent): физические и логические диапазоны
- Модуль отображения устройств (Device-mapper): модуль ядра Linux
Тома
В Linux LVM используются физические тома (physical volume – PV), группы томов (volume groups – VG) и логические тома (logical volume – LV). Физические тома являются физическими дисками или разделами физических дисков (как в /dev/hda или /dev/hdb1). Группы томов объединяют физические тома. Группа томов может быть логически разделена на логические тома.
На рисунке 2 показана конфигурация с тремя дисками.
Рисунок 2. Отображение физической структуры томов в логическую
Все 4 раздела физического диска 0 (/dev/hda[1-4]), а также все разделы физического диска 1 (/dev/hdb) и физического диска 2 (/dev/hdd) добавлены как физические тома в группу томов VG0.
В группе томов производится “волшебное” отображение из n в m (т.е. n физических томов представляются как m логических). Так, после назначения физических томов группе вы можете создать логический том любого размера (вплоть до суммарного объема группы томов). В примере на рисунке 2 была создана группа томов LV0 и оставлено свободное место для других логических томов (или для последующего роста LV0).
Логические тома являются LVM-эквивалентом физических дисковых разделов—для всех практических целей они являются физическими дисковыми разделами.
Итак, после создания логического тома вы можете использовать его с любой файловой системой, которую вы предпочитаете, и смонтировать его в некоторую точку монтирования для дальнейшего использования. На рисунке 3 показан форматированный логический том LV0, который примонтирован к /var.
Рисунок 3. Соответствие физических томов файловой системе
Диапазоны
Чтобы можно было отобразить n физических томов в m логических, физические тома и группы томов должны состоять из базовых блоков одинакового размера; они называются физическими диапазонами (physical extents — PE) и логическими диапазонами (logical extents — LE). Даже если n физических томов отображается в m логических, PE и LE всегда находятся в соотношении 1 к 1.
В LVM2 нет ограничения на максимальное количество диапазонов в физических и логических томах. По умолчанию размер диапазона составляет 4 МБ, и для большинства конфигураций его нет необходимости изменять, поскольку производительность ввода/вывода не меняется при меньшем или большем размере диапазона. Однако средства LVM могут хуже работать при большом числе диапазонов, а использование диапазонов больших размеров позволяет сохранить количество диапазонов небольшим. С другой стороны, необходимо помнить, что диапазоны различных размеров нельзя объединить в одной группе томов, а изменение размера диапазона является единственной небезопасной операцией с LVM: такая операция может повредить данные. Наилучшее решение — работать всегда с размером диапазона, выбранным в начале установки.
Различные размеры диапазонов означают различную степень детализации размера логических групп. Например, если вы выбрали размер диапазона, равный 4 ГБ, то вы можете уменьшить или увеличить логический том только на величину, кратную 4 ГБ.
На рисунке 4 показана схема, похожая на использованную в предыдущем примере, с отмеченными PE и LE (свободное место в VG0 также состоит из свободных LE, даже если они не показаны).
Рисунок 4. Соответствие физических и логических диапазонов
Обратите внимание на политику выделения диапазонов в примере на рисунке 4. LVM2 не всегда распределяет PE непрерывно; более подробную информацию можно получить из страниц man Linux, посвященных lvm (см. ссылку ниже в разделе Ресурсы). Системный администратор может устанавливать различные правила выделения диапазонов, но обычно в этом нет необходимости, так как политика по умолчанию (называемая «нормальной политикой выделения») использует вполне разумные правила, такие как «не устанавливать параллельные слои на один физический том».
Если вы решите создать второй логический том (LV1), окончательное распределение PE может выглядеть так, как показано на Рисунке 5.
Рисунок 5. Соответствие физических и логических диапазонов
Модуль отображения устройств
Модуль отображения устройств (также известный как dm_mod) является модулем ядра Linux (он может быть встроен в ядро), начиная с версии ядра 2.6.9. Его работа (как следует из названия) состоит в отображении устройств — это требование LVM2.
В большинстве основных дистрибутивов модуль отображения устройств установлен по умолчанию и обычно запускается автоматически во время загрузки или когда установлены или включены пакеты LVM2/EVMS (EVMS – это альтернативный инструмент управления томами, дополнительную информацию о нем можно найти в разделе Ресурсы). Если этот модуль не запущен, выполните modprobe для dm_mod и прочитайте в документации к вашему дистрибутиву, как включить его во время загрузки: modprobe dm_mod.
При создании групп томов и логических томов вы можете дать им осмысленные имена (в отличие от предыдущих примеров, где в учебных целях использовались имена VG0, LV0 и LV1). Работа модуля отображения устройств заключается в корректном отображении этих имен на физические устройства. Если рассматривать предыдущие примеры, модуль отображения устройств создаст следующие узлы устройств в каталоге /dev файловой системы:
* /dev/mapper/VG0-LV0
o /dev/VG0/LV0 — это ссылка на вышеуказанное устройство
* /dev/mapper/VG0-LV1
o /dev/VG0/LV1 — это ссылка на вышеуказанное устройство
(Обратите внимание на стандартный формат имени: /dev/{vg_name}/{lv_name} -> /dev/mapper/{vg_name}{lv_name}).
В отличие от физических дисков, для группы томов нет возможности прямого доступа (это означает, что нет файла типа /dev/mapper/VG0 и нельзя использовать команду dd if=/dev/VG0 of=dev/VG1). С этим обычно приходится сталкиваться, используя команды lvm(8).
Типичные задачи
К числу типичных задач, которые вам придется выполнять с помощью LVM2,относятся проверка системы (установлен ли LVM2?) , а также создание томов, изменение их размера и управление томами.
Готова ли ваша система к установке LVM2?
Проверьте, установлен ли в вашем дистрибутиве пакет LVM2. Если нет, установите его (всегда отдавайте предпочтение оригинальным пакетам).
Модуль отображения устройств должен быть загружен при запуске системы. Проверьте, загружен ли он на текущий момент, используя команду lsmod | grep dm_mod. Если нет, вам, вероятно, потребуется установить и настроить дополнительные пакеты (в сопроводительной документации должно быть указано, как включить LVM2).
Если вы просто тестируете (или, может быть, восстанавливаете) систему, используйте для начала работы с LVM2 следующие простые команды:
Листинг 1. Простейшие команды запуска LVM2
#загружает модуль отображения устройств
modprobe dm_mod
#находит все физические тома на ваших физических дисках
pvscan
#активирует все группы томов
vgchange -ay
Если вы собираетесь разместить вашу корневую файловую систему внутри логического тома LVM, будьте предельно осторожны с начальным образом загрузки. Конечно, дистрибутивы обычно заботятся об этом—при установке пакета LVM2 они обычно создают заново, либо обновляют образ initrd с соответствующими модулями ядра и скриптами активации. Но вам, возможно, потребуется просмотреть документацию к дистрибутиву, чтобы убедиться, что он поддерживает корневые файловые системы в LVM2.
Заметим, что начальный образ загрузки обычно активирует LVM только тогда, когда обнаруживает, что корневая файловая система находится в группе томов. Обычно это делается просмотром параметра ядра root=. Различные дистрибутивы используют различные способы определения того, находится или нет корневая файловая система в группе томов. За подробной информацией по этому вопросу обратитесь к документации дистрибутива. Если вы не уверены, то проверьте настройки initrd или initramdisk.
Создание новых томов
Используя свой любимый инструмент разметки (fdisk, parted, gparted), создайте новый раздел для использования LVM. Хотя это и поддерживается LVM, применение LVM на всем диске целиком не рекомендуется: другие операционные системы могут посчитать этот диск неинициализированным и стереть его! Лучше создать раздел, занимающий весь диск.
Большинство таких инструментов разметки обычно по умолчанию создают новые разделы с идентификатором раздела 0×83 (Linux). Вы можете использовать установки по умолчанию, но лучше изменить их на 0x8e (Linux LVM).
После создания раздела вы должны увидеть один (или более) разделов Linux LVM в таблице разделов:
root@klausk:/tmp/a# fdisk -lDisk /dev/hda: 80.0 GB, 80026361856 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 9729 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/hda1 * 1 1623 13036716 7 HPFS/NTFS /dev/hda2 1624 2103 3855600 8e Linux LVM /dev/hda3 2104 2740 5116702+ 83 Linux /dev/hda4 3000 9729 54058725 5 Extended /dev/hda5 9569 9729 1293232+ 82 Linux swap / Solaris /dev/hda6 3000 4274 10241374+ 83 Linux /dev/hda7 4275 5549 10241406 83 Linux /dev/hda8 5550 6824 10241406 83 Linux /dev/hda9 6825 8099 10241406 83 Linux /dev/hda10 8100 9568 11799711 8e Linux LVM Partition table entries are not in disk order root@klausk:/tmp/a#
Теперь инициализируем каждый раздел с помощью pvcreate:
Листинг 2. Инициализация разделов
root@klausk:/tmp/a# pvcreate /dev/hda2 /dev/hda10
Physical volume "/dev/hda2" successfully created
Physical volume "/dev/hda10" successfully created
root@klausk:/tmp/a#
Физические тома и группы томов создаются за один шаг: vgcreate:
Листинг 3. Создание физических томов и групп томов
root@klausk:~# vgcreate test-volume /dev/hda2 /dev/hda10
Volume group "test-volume" successfully created
root@klausk:~#
Команда листинга 3 создает логический том с именем test-volume, используя в качестве исходных физических томов /dev/hda2 и /dev/hda10.
После создания группы томов test-volume ведите команду vgdisplay для просмотра общей информации о вновь созданной группе томов:
Листинг 4. Просмотр общей информации о новой группе томов
root@klausk:/dev# vgdisplay -v test-volume Using volume group(s) on command line Finding volume group "test-volume" --- Volume group --- VG Name test-volume 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 14.93 GB PE Size 4.00 MB Total PE 3821 Alloc PE / Size 0 / 0 Free PE / Size 3821 / 14.93 GB VG UUID lk8oco-ndQA-yIMZ-ZWhu-LtYX-T2D7-7sGKaV --- Physical volumes --- PV Name /dev/hda2 PV UUID 8LTWlw-p1OJ-dF6w-ZfMI-PCuo-8CiU-CT4Oc6 PV Status allocatable Total PE / Free PE 941 / 941 PV Name /dev/hda10 PV UUID vC9Lwb-wvgU-UZnF-0YcE-KMBb-rCmU-x1G3hw PV Status allocatable Total PE / Free PE 2880 / 2880 root@klausk:/dev#
В листинге 4 показано, что этой группе томов назначены два физических тома суммарным размером 14,93 ГБ (т.е. 3821 физических диапазона размером 4 МБ каждый)—не забудьте удостовериться, что все они свободны для использования!
Теперь, когда группа томов готова к использованию, используйте ее как виртуальный диск для создания/удаления/изменения размера разделов (логических томов)—отметим, что группа томов является абстрактным объектом, который виден только средствами LVM. Создадим новый логический том, используя lvcreate:
Листинг 5. Создание новых логических томов (разделов)
root@klausk:/# lvcreate -L 5G -n data test-volume
Logical volume "data" created
root@klausk:/#
В листинге 5 создается логический том размером 5 ГБ с именем data. После создания тома data вы можете проверить наличие узла этого устройства:
Листинг 6. Проверка узла устройства логического тома
root@klausk:/# ls -l /dev/mapper/test--volume-data
brw-rw---- 1 root disk 253, 4 2006-11-28 17:48 /dev/mapper/test--volume-data
root@klausk:/# ls -l /dev/test-volume/data
lrwxrwxrwx 1 root root 29 2006-11-28 17:48 /dev/test-volume/data ->
/dev/mapper/test--volume-data
root@klausk:/#
Вы также можете просмотреть свойства логического тома с помощью команды lvdisplay:
Листинг 7. Просмотр свойств логического тома
root@klausk:~# lvdisplay /dev/test-volume/data --- Logical volume --- LV Name /dev/test-volume/data VG Name test-volume LV UUID FZK4le-RzHx-VfLz-tLjK-0xXH-mOML-lfucOH LV Write Access read/write LV Status available # open 0 LV Size 5.00 GB Current LE 1280 Segments 1 Allocation inherit Read ahead sectors 0 Block device 253:4root@klausk:~#
Как вы, вероятно, заметили, имя/путь логического тома для всех практических целей задаются в формате /dev/{VG_name}/{LV_name}, например, /dev/test-volume/data. Не используйте файл /dev/mapper/{VG_name}-{LV_name} в других целях, помимо создания ссылки /dev/{VG_name}/{LV_name}. Большинство команд LVM ожидают в качестве цели операции чего-либо в формате /dev/{vg-name}/{lv-name}.
Наконец, когда логический том готов, отформатируйте его в любую файловую систему, которую вы предпочитаете, а затем установите желаемую точку монтирования:
Листинг 8. Монтирование логического тома
root@klausk:~# mkfs.reiserfs /dev/test-volume/data
root@klausk:~# mkdir /data
root@klausk:~# mount -t reiserfs /dev/test-volume/data /data/
root@klausk:~# df -h /data
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/test--volume-data
5.0G 33M 5.0G 1% /data
root@klausk:~#
Вам также может потребоваться изменить файл fstab(5) для автоматического монтирования файловой системы во время загрузки:
Листинг 9. Автоматическое монтирование логического тома
#mount Logical Volume 'data' under /data
/dev/test-volume/data /data reiserfs defaults 0 2
Логический том считается блочным устройством для всех целей, включая, в частности, использование его в качестве неформатированного раздела для баз данных. Это фактически стандартная рекомендованная практика, если вы хотите выполнять согласованное резервное копирование базы данных, используя снимки LVM.
Расширение томов
Это простая тема. Если у вас достаточно свободного места в группе томов, для расширения тома достаточно ввести команду lvextend, том даже не требуется предварительно размонтировать. Затем нужно расширить файловую систему внутри логического тома (запомните, это две разные вещи). Некоторые файловые системы также можно расширять «на лету» (даже смонтированные!).
Если у вас недостаточно места в группе томов, то потребуется сначала добавить дополнительные физические диски. Для этого:
* Используйте свободный раздел для создания физического диска. Рекомендуется изменить тип раздела на 0x8e (Linux LVM) для облегчения идентификации LVM разделов/дисков. Инициализируйте физический диск c помощью pvcreate: pvcreate /dev/hda3.
* Затем командой vgextend добавьте физический диск к существующей группе томов: vgextend test-volume /dev/hda2.
Вы также можете создавать или добавлять несколько физических дисков одновременно следующим образом:
pvcreate /dev/hda2 /dev/hda3 /dev/hda5
vgextend test-volume /dev/hda2 /dev/hda3 /dev/hda5
Когда вы добавили физические разделы и имеете достаточно места для увеличения логического тома, с помощью lvextend расширьте логический том (тома): lvextend -L 8G /dev/test-volume/data. Эта команда расширяет логический том /dev/test-volume/data до 8 ГБ.
У lvextend есть несколько полезных параметров:
* Вы можете использовать -L +5G для увеличения логического тома на 5 ГБ (относительная величина).
* Вы можете указать, где вы хотите разместить новое расширение (в терминах физического тома); просто добавьте к команде имя физического тома, который вы хотите использовать.
* Вы также можете указать абсолютный/относительный размер расширения в терминах физических диапазонов.
Для получения более подробной информации взгляните на lvextend(8).
После расширения логического тома не забудьте также расширить файловую систему (чтобы дополнительное пространство можно было использовать). Это может быть сделано «на лету» (со смонтированной файловой системой), если позволяет файловая система.
В листинге 10 демонстрируется изменение размера reiserfs(v3) с использованием resize_reiserfs (это можно делать на смонтированной файловой системе): resize_reiserfs /dev/test-volume/data.
Управление томами
Для управления томами вы должны уметь уменьшать логические тома и удалять физические.
Уменьшение логических томов
Вы можете уменьшить логический том так же, как и расширяли, используя команду lvreduce. С точки зрения LVM эту операцию с томом всегда можно проделать «на лету». Одна оговорка: большинство файловых систем не поддерживают сокращение раздела «на лету». В листинге 10 показан пример:
Листинг 10. Уменьшение логического тома
#unmount LV
umount /path/to/mounted-volume
#shrink filesystem to 4G
resize_reiserfs -s 4G /dev/test-volume/data
#reduce LV
lvreduce -L 4G /dev/test-volume/data
Будьте внимательны с размерами: файловая система не должна быть длиннее логического тома!
Удаление физических томов
Представьте себе следующую ситуацию: вы имеете группу томов с двумя дисками по 80 ГБ и хотите заменить их дисками размером в 160 ГБ. С помощью LVM можно удалить физический том из группы томов так же, как вы его добавляли (т.е. «на лету»!). Однако обратите внимание на то, что вы не можете удалить физический том, использующийся в логическом. Для таких ситуаций есть отличная утилита под названием pvmove, которая освобождает физические тома, чтобы их можно было легко заменить. В среде с поддержкой горячей замены можно вообще поменять все диски без остановки системы!
Единственное требование pvmove — наличие в группе томов последовательных свободных диапазонов, эквивалентных по количеству перемещаемым диапазонам физического тома. Нет простого способа напрямую определить наибольший свободный набор смежных физических диапазонов, но с помощью команды pvdisplay -m можно вывести карту распределения физического тома:
Листинг 11. Отображение карты распределения физического тома
#отображает карту распределения PV pvdisplay -m --- Physical volume --- PV Name /dev/hda6 VG Name test-volume PV Size 4.91 GB / not usable 1.34 MB Allocatable yes (but full) PE Size (KByte) 4096 Total PE 1200 Free PE 0 Allocated PE 1200 PV UUID BA99ay-tOcn-Atmd-LTCZ-2KQr-b4Z0-CJ0FjO --- Physical Segments --- Physical extent 0 to 2367: Logical volume /dev/test-volume/data Logical extents 5692 to 8059 Physical extent 2368 to 2499: Logical volume /dev/test-volume/data Logical extents 5560 to 5691 --- Physical volume --- PV Name /dev/hda7 VG Name test-volume PV Size 9.77 GB / not usable 1.37 MB Allocatable yes PE Size (KByte) 4096 Total PE 2500 Free PE 1220 Allocated PE 1280 PV UUID Es9jwb-IjiL-jtd5-TgBx-XSxK-Xshj-Wxnjni --- Physical Segments --- Physical extent 0 to 1279: Logical volume /dev/test-volume/LV0 Logical extents 0 to 1279 Physical extent 1280 to 2499: FREE
Из листинга 11 можно заметить, что есть 2499-1280 = 1219 свободных смежных диапазонов, это означает, что мы можем переместить до 1219 диапазонов из другого физического тома на /dev/hda7.
Если вы хотите освободить физический том для его замещения, было бы неплохо отключить его распределение, чтобы быть уверенным в том, что он останется свободным, пока вы не удалите его из группы томов. Выполните следующую команду до перемещения данных:
Листинг 12. Отключение распределения физического тома перед его освобождением
#Отключение распределения /dev/hda6
pvchange -xn /dev/hda6
После освобождения убедитесь, что длина физического тома /dev/hda6 составляет 1200 диапазонов и среди них нет свободных. Чтобы переместить данные с этого тома, выполните следующую команду:
Листинг 13. Перемещение данных с освобождаемого физического тома
#Перемещаем выделенные ранее диапазоны с /dev/hda6
pvmove -i 10 /dev/hda6
Параметр -i 10 в листинге 13 указывает pvmove докладывать статус операции каждые 10 секунд. В зависимости от размера перемещаемых данных эта операция может занять несколько минут (или часов). Если указать параметр -b, все действия также можно выполнить в фоновом режиме. В этом случае статус перемещения будет сообщаться в системный журнал.
Если вам просто не хватает свободных смежных диапазонов для использования команды pvmove, помните, что вы всегда можете добавить один или несколько дисков/разделов в физический том, тем самым добавив смежные диапазоны, доступные для использования в pvmove.
Другие полезные операции LVM
За более подробной информацией об этих и других полезных операциях LVM обратитесь к страницам man:
* pvresize расширяет физические тома, если лежащие в их основе разделы были расширены; сокращает физический том, если карта распределения позволяет сделать это.
* pvremove уничтожает физический том (стирает его метаданные). Используйте только после удаления физического тома из группы томов с помощью vgreduce.
* vgreduce удаляет нераспределенные физические тома из группы томов, сокращая группу томов.
* vgmerge объединяет две различные группы томов в одну. Конечная группа томов может в это время использоваться!
* vgsplit разбивает группу томов.
* vgchange изменяет параметры и права доступа к группе томов.
* lvchange изменяет параметры и права доступа к логическому тому.
* lvconvert производит конвертацию между линейным томом и зеркалом или мгновенным снимком, и наоборот.
Резервное копирование с помощью мгновенных копий
Для создания внутренне согласованной резервной копии нужно, чтобы данные не изменились в промежутке между началом и окончанием процесса копирования. Это может быть трудно гарантировать, если не останавливать систему во время резервного копирования.
В Linux LVM реализована функция Snapshots, которая делает именно то, о чем говорит ее название: создает мгновенный снимок логического тома в конкретный момент времени. С помощью вы получаете две копии одного и того же логического тома — одну можно использовать для целей резервного копирования, в то время как другая продолжает функционировать.
Два больших преимущества Snapshots:
1. Снимок создается мгновенно; нет необходимости останавливать систему.
2. Хотя создаются две копии, место, занимаемое ими, не увеличивается в два раза. Снимок будет использовать лишь пространство, необходимое для покрытия разницы между двумя логическими томами.
Это достигается за счет ведения списка исключений, который обновляется каждый раз, когда что-то изменяется между логическими томами (формально этот метод известен как Copy-on-Write (копирование во время записи) – CoW (игра слов – «корова»)).
Создание нового снимка
Для создания нового снимка логического тома используется та же команда lvcreate с указанием параметра -s и исходного логического тома. Параметр -L size в этом случае определяет размер таблицы исключений, которая показывает, какая разница будет допустимой для снимка до потери согласованности.
Листинг 14. Делаем первый снимок
#создаем логический том-снимок с именем ‘snap’ из исходного логического тома ‘test’
lvcreate -s -L 2G -n snap /dev/test-volume/test
С помощью lvdisplay можно получить специальную информацию, например, о размере CoW и использовании CoW:
Листинг 15. Насколько велико и как используется ваше «стадо коров»?
lvdisplay /dev/vg00/snap --- Logical volume --- LV Name /dev/test-volume/snap VG Name vg00 LV UUID QHVJYh-PR3s-A4SG-s4Aa-MyWN-Ra7a-HL47KL LV Write Access read/write LV snapshot status active destination for /dev/test-volume/test LV Status available # open 0 LV Size 4.00 GB Current LE 1024 COW-table size 2.00 GB COW-table LE 512 Allocated to snapshot 54.16% Snapshot chunk size 8.00 KB Segments 1 Allocation inherit Read ahead sectors 0 Block device 254:5
Заметим, что в листинге 15 имеется CoW размером 2 ГБ, 54.16% которого уже используется.
Для всех действий снимок представляет собой копию оригинального логического тома. Он может быть смонтирован, если в нем имеется файловая система:
#монтирование тома со снимком
mount -o ro /dev/test-volume/snap /mnt/snap
Флаг ro в этом фрагменте кода служит для того, чтобы смонтировать снимок в режиме только для чтения. Режим «только для чтения» можно также задать на уровне LVM, добавив -p r в команду lvcreate.
После того как файловая система смонтирована, вы можете продолжить работу с резервной копией с использованием tar, rsyncи любых других утилит. Если логический том не содержит файловой системы или если необходима копия неформатированных данных, можно также применить dd непосредственно на узле устройства.
После завершения процесса, когда снимок больше не нужен, просто размонтируйте и удалите его, используя lvremove:
#удаление снимка
lvremove /dev/test-volume/snap
Для согласованности копирования, если поверх логического тома размещается база данных и необходимо согласованное резервное копирование, не забудьте очистить таблицы и сделать снимок тома во время блокировки чтения (вот пример псевдокода):
SQL> flush tables read lock
{создаем снимок}
SQL> release read lock
{начинаем процесс копирования из логического тома снимка}
Пример скрипта резервного копирования
Скрипт в листинге 16 взят непосредственно из моего ноутбука, на котором я ежедневно делаю резервное копирование на удаленный сервер с помощью rsync. Этот пример не предназначен для корпоративного использования – в этом случае гораздо лучше подойдет инкрементное резервное копирование с историей. Хотя принципы останутся прежними.
Листинг 16. Простой пример скрипта для создания резервной копии
#!/bin/sh# требуется модуль dm-snapshot modprobe dm-snapshot if [ -e /dev/test-volume/home-snap ] then # удаляем предыдущие версии, если они есть umount -f /mnt/home-snap && true lvremove -f /dev/test-volume/home-snap fi # создаем снимок CoW размером 1 ГБ # этого должно быть достаточно для внесения изменений в процессе копирования lvcreate -vs -p r -n home-snap -L 1G /dev/test-volume/home mkdir -p /mnt/home-snap # монтируем только что созданный снимок в режиме "для чтения" mount -o ro /dev/test-volume/home-snap /mnt/home-snap # магическая команда rsync rsync -avhzPCi --delete -e "ssh -i /home/klausk/.ssh/id_rsa" \ --filter '- .Trash/' --filter '- *~' \ --filter '- .local/share/Trash/' \ --filter '- *.mp3' --filter '- *Cache*' --filter '- *cache*' \ /mnt/home-snap/klausk backuphost.domain.net:backupdir/ # размонтирование и удаление логиеского тома снимка umount /mnt/home-snap lvremove -f /dev/test-volume/home-snap
В особых случаях, когда время цикла трудно оценить или процесс копирования занимает много времени, скрипт может запросить снимок использования CoW с помощью lvdisplay и расширить логический том в случае необходимости. В крайних случаях можно выбрать для снимка тот же размер, что и у исходного логического тома – изменения не могут быть больше, чем весь том!
Другие приемы системного администрирования с использованием LVM2
Я поделюсь еще несколькими полезными приемами системного администрирования, которые вы можете применять в LVM2 – такими как виртуализация по требованию, повышение отказоустойчивости с помощью зеркалирования и прозрачное шифрование блочного устройства.
Snapshots и виртуализация
В LVM2 снимки не ограничиваются режимом «только для чтения». Это означает, что как только снимок сделан, вы можете смонтировать его и затем читать и записывать на него данные как на обычное блочное устройство.
Поскольку популярные системы виртуализации, такие как Xen, VMWare, Qemu и KVM, могут использовать блочные устройства в качестве образа гостевой ОС, можно создавать полные копии этих образов и использовать их, например, как небольшие виртуальные машины с дополнительным преимуществом быстрого развертывания (создание снимка обычно занимает не более нескольких секунд) и экономии пространства (гостевые ОС могут совместно использовать большую часть данных с исходной ОС).
Общая схема для этого включает следующие шаги:
1. 1.Создание логического тома для исходного образа.
2. 1.Установка гостевой виртуальной машины с использованием логического тома в качестве образа диска.
3. 1.Приостановка или заморозка виртуальной машины. Образ памяти может быть обычным файлом, где находятся все другие снимки.
4. Создание снимка исходного логического тома с правами чтения и записи.
5. Создание новой виртуальной машины с использованием тома снимка как образа диска. Изменение настроек сети/консоли при необходимости.
6. Подключение созданной машины и изменение параметров сети/имени сервера.
По окончании этих процедур вы можете предоставить пользователю доступ к информации на новой созданной виртуальной машине. Если потребуется еще одна виртуальная машина, повторите шаги 4-6 (это означает, что не нужно переустанавливать машину!). Кроме того, вы можете автоматизировать эти действия с помощью скрипта.
По окончании использования вы можете, если хотите, остановить виртуальную машину и удалить снимок.
Повышение отказоустойчивости
Последние достижения LVM2 предоставляют дополнительные возможности по отказоустойчивости, позволяя логическому тому иметь два или более зеркал, размещенных на различных физических томах (или иных устройствах). Команда dmeventd может вывести из работы физический том без ущерба сервису в случае обнаружения ошибки ввода-вывода в устройстве. Более подробная информация содержится в страницах man по lvcreate(8), lvconvert(8) и lvchange(8).
Если позволяет оборудование, можно применить dm_multipath для использования различных каналов доступа к одному устройству, с возможностью аварийного переключения на резерв в случае сбоя одного из каналов. За более подробной информацией обратитесь к документации по dm_multipath и multipathd.
Прозрачное шифрование устройства
Можно прозрачно шифровать блочное устройство или логический том с помощью dm_crypt. За дополнительной информацией обратитесь к документации dm_crypt и к man-странице cryptsetup(8).