Управление дисковыми пространствами LVM Linux.

Статья, которая помогла разобраться с LVM на LINUX, фаловыми системами и дисками, и самое главное - увеличить безолезненно место на моем сервере NEXTCLOUD. Буквально в 4 команды - посмотрел структуру, нашел общий объем физического диска, нашел логический том который надо увеличить, увеличил его и сообщил системе об изменившемся размере.

1. lvdisplay
2. lvdisplay /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
3. pvresize /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
4. lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
5. df -T
6. resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

 

 

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):

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

Создание разделов

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

1. Инициализация

Помечаем диски, что они будут использоваться для LVM:

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

Посмотреть, что диск может использоваться LMV можно командой:

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:

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

Просмотреть информацию о созданных группах можно командой:

На что мы получим, примерно, следующее:

* 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:

Примеры создания логических томов:

* создание тома на 1 Гб из группы vg01.

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

* при создании тома используется 40% от дискового пространства группы 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:

* 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:

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

Для создания, например, файловой системы xfs вводим:

Монтирование

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

Для разового монтирования пользуемся командой:

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

Для постоянного монтирования раздела добавляем строку в fstab:

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

Проверяем настройку fstab, смонтировав раздел:

Проверяем, что диск примонтирован:

Просмотр информации

Разберемся, как получить информацию о дисковых накопителях в системе.

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

Мы получим что-то на подобие:

* 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:

Подробно:

3. Посмотреть информацию о группах LVM.

Кратко:

Подробно:

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

* команда покажет все логические разделы.

Для более подробной информации о логических томах вводим:

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

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:

* в данном примере мы инициализировали диск sdd.

Проверяем объем физического тома:

б) Если увеличиваем дисковое пространство имеющегося диска.

Увеличиваем размер физического диска командой:

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

Проверяем объем физического тома:

2. Добавление нового диска к группе томов

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

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

Результат можно увидеть командой:

3. Увеличение логического раздела

Выполняется одной командой.

а) все свободное пространство:

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

б) определенный объем:

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

в) до нужного объема:

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

Результат можно увидеть командой:

Обратить внимание нужно на опцию LV Size:

4. Увеличение размера файловой системы

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

Посмотреть используемую файловую систему:

Для каждой файловой системы существуют свои инструменты.

ext2/ext3/ext4:

XFS:

Reiserfs:

Уменьшение томов

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:

Выполняем проверку диска:

Уменьшаем размер файловой системы:

Уменьшаем размер тома:

На предупреждение системы отвечаем y:

Готово.

Удаление томов

Если необходимо полностью разобрать LVM тома, выполняем следующие действия.

Отмонтируем разделы:

* где /mnt — точка монтирования для раздела.

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

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

Смотрим информацию о логичеких томах:

Теперь удаляем логический том:

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

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

Смотрим информацию о группах томов:

Удаляем группу томов:

Убираем пометку с дисков на использование их для LVM:

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

В итоге мы получим:

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:

* в данном примере sdd и sde.

2. Создаем группу:

3. Создаем зеркальный том: 

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

В итоге:

... мы увидим что-то на подобие:

* 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:

* 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:

* команда xfs_freeze замораживает операции в файловой системе XFS.

Посмотрим список логических томов:

Получим что-то на подобие:

* 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:

Мы должны увидеть что-то подобное:

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:

Монтирование не XFS:

Монтирование XFS:

Для выполнения отката до снапшота, выполняем команду:

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:

* предположим, что диск примонтирован в /mnt.

Деактивируем группу томов:

* в данном примере наша группа называется vg_test.

Делаем экспорт:

После переносим диск на новый компьютер.

На новой системе сканируем группы LVM следующей командой:

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

* 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:

Возможны два варианта ответа:

1) если мы экспортировали том:

2) если не экспортировали:

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

... мы должны увидеть что-то на подобие:

Активируем его:

Готово. Для монтирования раздела, смотрим его командой:

... и монтируем в нужный каталог, например:

* 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.

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:

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

б) если добавляем раздел.

Открываем диск с помощью команды fdisk:

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

Смотрим список созданных на диске разделов:

Задаем тип раздела:

Выбираем номер раздела (например, раздел номер 3):

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

Сохраняем настройки: