PDF de programación - LVM

LVM

David Montero *

26 de octubre de 2009

*Si quieres hacer algún comentario o correción, por favor envíame un correo

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Índice

1. Introducción

2. Funcionamiento

3. Ventajas

4. LVM vs RAID

5. Rendimiento

6. Discos duros completos

7. Conguración LVM

8. LVM boot

9. Redimensionado LVs

10.Mover PEs

11.Snapshot LVM

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1.

Introducción

LVM crea una capa de abstracción sobre el almacenamiento.

Sin LVM existen discos duros y particiones, y sobre ellos se trabaja directamente (raw) o mediante el

sistema de cheros. Con LVM tenemos:

volúmenes físicos (PV): pueden ser particiones, discos duros o MD 1.

grupos de volúmenes (VG): equivalen a los discos duros en un sistema sin LVM.

volúmenes lógicos (LV): equivalen a las particiones en un sistema sin LVM.

Los PV no tienen equivalente porque quedan ocultos para el sistema debido a la capa de abstracción de
LVM.

2. Funcionamiento

Los PE son las unidades mínimas de información que puede direccionar LVM. Los PV se dividen en PE

de igual tamaño y éste es el mismo para todos los PV de un VG.

Dentro de un PV el ID de cada PE es único, pero se pueden repetir para todos los PV que forman un

VG. Es decir, el PE no es único globalmente, sino localmente dentro de un PV.

El VGDA es la área de un PV donde se almacenan los metadatos. Indica el tamaño del PE, el VG al
que pertenece el PV, qué PEs de los PV pertenecen a un LV y el número de secuencia del PV en un VG.

Un LV se divide en LEs, los cuales son punteros a PEs. Es por esto que se dice que tienen el mismo

tamaño. Cada LE se mapea a un PE (mapeo de uno a uno).

LE:(PV:PE)

Al igual que un PE, un LE tampoco es único globalmente. Sólo dentro de un LV.

3. Ventajas

Ventajas de LVM :

1Multiple Devices

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se pueden mover PE a otros PV mientras el sistema está interactuando con el disco.

permite la creación de snapshots 2 de los LV. Esto permite realizar una copia de seguridad sin apagar
el sistema, lo cual es una posibilidad realmente interesante.

permite redimensionar LVs. Si se amplia el LV y el sistema de cheros permite redimensionar en
caliente, la opción es totalmente transparente para el usuario. Sino, haría falta desmontar el sistema de
cheros.

concatenación/striping: si tenemos dos discos duros, en modo concatenación se escribe en el segundo
disco cuando se llena el primero. En modo striping, se alterna la escritura entre ambos discos de forma
que las L/E se efectúan en paralelo y por lo tanto aumenta el rendimiento.

localización independiente de los discos. LVM trabaja con IDs propios y no con la nomenclatura de
dispositivos del sistema operativo 3. Por lo tanto podemos utilizar PV en otro sistema que tenga más
discos, e independientemente del nombre asignado LVM seguiría funcionando. El único requisito para
qué sea totalmente funcional, es que la versión de las herramientas de gestión LVM sea compatible.

4. LVM vs RAID

Ni LVM reemplaza a RAID ni a la inversa. Esto es así aunque ambos tengan funciones comunes como

es el striping.

LVM no protege contra pérdida de datos si falla un disco. Para evitarlo es conveniente RAID1 (mir-
roring) o RAID5 (paridad), los cuales se podrían utilizar conjuntamente con LVM para beneciarse de las
características de ambos.

LVM consigue HA 4, ya que no hace falta detener el sistema. Sólo sería necesario desmontar el sistema

de cheros para la operación de redimensionado, en el caso de que no se soporte la operación online.

Es muy importante recalcar que ni LVM ni RAID evitan realizar copias de seguridad.

5. Rendimiento

Para cada operación de L/E sobre LVM hace falta consultar la tabla de mapeo. Esta operación no supone
casi coste a la CPU, ya que la tabla es pequeña (sobre 128k) y se accede frecuentemente. Por lo tanto está
en la caché del sistema de cheros en RAM o en la del procesador.

Y por lo otro lado, el tamaño de los PE no afecta al rendimiento.

2Imágenes de disco congeladas en un determinado momento.
3Por ejemplo en Linux /dev/sda.
4High Availability

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6. Discos duros completos

Las herramientas LVM sólo pueden trabajar con discos duros completos si no tienen una tabla de parti-

ciones 5.

Para borrar la tabla de particiones incluyendo código de arranque:

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

Después de modicar la tabla de particiones, podemos forzar al núcleo a releer la tabla de particiones mediante
los siguientes comandos:

blockdev rereadpt <dispositivo>

hdparm -z

partprobe

fdisk.

7. Conguración LVM

Consta de tres pasos:

1. inicializar PVs (pvcreate).

2. denir VGs (vgcreate).

3. congurar LVs (lvcreate).

Explicándolo de forma más extensa en primer lugar hay que inicializar un dispositivo físico como PV. Si el
dispositivo es una partición hace falta indicar con fdisk que el del tipo 8e, y si es un disco completo no tiene
que tener tabla de particiones. Luego con el comando pvcreate se registra el ID del PV y se reserva espacio
para las estructuras de datos que se escriben posteriormente. En el siguiente paso, mediante vgcreate se crea
el VG con los PV indicados. Esto hará que en los metadatos del PV se indique el VG al que pertenecen.
Y ya por último con lvcreate crear el LV, el cual si no se indica nombre por defecto se llama lvol#. El LV
se puede crear en modo striped (RAID0) o concatenado. En los metadatos del PV se indican las partes de
los LV que se almacenan en los PV.

Resumiendo, los comandos quedarían de la siguiente forma:

5Nota: Una tabla de particiones inexistente no es equivalente a una tabla de particiones vacía.

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# pvcreate /dev/device

# vgcreate vg-name /dev/device

# lvcreate -L size -n lv-name vg-name

8. LVM boot

Para poder arrancar el sistema es necesario tener un partición /boot con un sistema de cheros que

reconozca Grub. Ésta es la única partición que es necesario que no sea LVM.

En los scripts de arranque básicamente se ejecuta un vgscan para detectar los VG, y vgchange para

activar los VGs.

9. Redimensionado LVs

Para extender un LV primero lo agrandamos y después redimensionamos el sistema de cheros. Si se

quiere reducir el orden es el inverso.

Si se trabaja con particiones raw donde una aplicación (por ejemplo Oracle) lo gestiona, para ampliar el
LV primero es necesario extenderlo. Después hay que indicarle a la aplicación que utilice el nuevo espacio.
Para reducirlo hace falta hacerlo a la inversa.

10. Mover PEs

El comando pvmove desplaza extents de un PV a otro mientras el sistema sigue funcionando.

Se puede indicar el PV destino, aunque no es necesario. En caso de omitirlo lo distribuye como quiere.

También se puede indicar el LV a mover:

# pvmove -n lvol /dev/hda /dev/hdb

11. Snapshot LVM

Los dispositivos snapshot proporcionan una imagen congelada de un LV en un determinado momento.

Todo esto mientras se sigue utilizando y escribiendo en él.

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Tienen un tiempo de vida corto, pero son extremadamente útiles para hacer copias de seguridad consis-
tentes. Algunos de los usos que se puede hacer de una snapshot es actualizar GCC o el sistema operativo.
Si después de la actualización tenemos algún tipo de problemas, sería posible volver al estado anterior.

El tamaño del snapshot viene determinado por:

tiempo que va a estar funcionando.

volumen de cambios por unidad de tiempo.

Para crear snapshosts utilizamos el siguiente comando:

# lvcreate -s -L 100M -n snap /dev/lvm/home

Para recuperar un snapshost con tar hace falta montarlo y después volcarlo en una partición formateada.

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Referencias

[1] Texto de Suse

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