LVM: Logical Volume Manager

• Ratkaisu levyjen partitiointiongelmaan
• Yhdistää joukon ”fyysisiä levyjä” (physical volumes, PV) levyryhmäksi (volume group, VG), josta sitten jaetaan ”loogisia levyjä” (logical volumes, LV) kuten partitioita
• PV:tä voi lisätä ja poistaa, LV:tä ja VG:tä voi luoda ja hävittää ja niiden kokoa muuttaa ”lennosta”, konetta boottaamatta

LVM: Logical Volume Manager

• snapshots, striping & mirroring (RAID), clustering
• Jotkin tiedostojärjestelmät (zfs, brtfs) tarjoavat itse osin samaa toiminnallisuutta, mutta eivät korvaa LVM:ää täysin
• Samassa koneessa voi olla sekä LVM että sen ulkopuolisia tiedostojärjestelmiä (usein /boot sen ulkopuolella)

LVM: PV-VG-LV

LVM: PV-VG-LV

• PV:t voivat olla oikeita fyysisiä levyjä, partitioita, RAID-pakkoja, iSCSI-levyjakoja, kryptattuja tiedostoja... ”whatever looks like a disk”, myös erilaisia sekaisin
• LV:t eivät välttämättä fyysisesti yhtenäisiä vaan niiden osat voivat olla eri puolilla VG:tä
• Samassa VG:ssä levyt, joita halutaan käsitellä kokonaisuutena (varautua siirtämään kerralla toiseen koneeseen tms)

LVM-komennoista

• komentojen alkukirjaimet kertovat mihin ne vaikuttavat:
• pv* physical volume
• vg* volume group
• lv* logical volume
• kaikissa optio --help
• man komento

LVM-komennoista

• lvm komento [optiot]
• ”master”-komento, jonka alta löytyvät useimmat muut komennot
• yleensä sama kirjoittaako ”lvm komento” vai pelkästään komento, mutta esim. recovery-tilanteissa usein vain edellinen toimii, ja siinä on myös joitakin lisäkomentoja, joita ei erillisinä olekaan (esim. devtypes, dumpconfig)
• joitakin harvinaisia komentoja ei löydy lvm:n alta (mm. lvmdump)
• lvm help, lvm help komento

LVM-esimerkki: uusi VG

• Esimerkki uuden VG:n käyttöönotosta:
• Alustetaan fyysiset levyt:
• pvcreate /dev/vdb /dev/vdc
• Luodaan levyryhmä:
• vgcreate vg00 /dev/vdb /dev/vdc

LVM-esimerkki: uusi VG

• Luodaan loogisia levyjä:
• lvcreate --size 2T --name lvhome2 vg00
• lvcreate -L 4G -n swap2 vg01
• lvcreate --extents 50%VG -n big tt1-vg
• lvcreate -l 100%FREE -n vara tt1-vg2
• Kaksi erilaista koonmääritystapaa –size/-L ja –extents/-l
• Paljon optioita erikoistilanteisiin

LVM-esimerkki: uusi VG

• Luodaan LV:lle tiedostojärjestelmät ja mountataan ne:
• mkfs -t ext4 /dev/vg00/lvhome2
• mkdir /home2; mount /dev/vg00/lvhome2 /home2
• Otetaan LV swap-käyttöön:
• mkswap /dev/vg01/swap2
• swapon /dev/vg01/swap2
• Pysyväksi muokkaamalla /etc/fstab'ia

LVM: laitepolut

• Loogisen levyn laitepolku on perinteisesti
• /dev/<volume group>/<logical volume>
• siis esim. /dev/vg00/lvhome
• Nykyisissä Linuxeissa suositaan polkua
• /dev/mapper/<volume group>-<logical volume>
• siis esim. /dev/mapper/vg00-lvhome
• ja sitä on syytä käyttää /etc/fstab'issa.

LVM: laitepolut

• ”oikea” polku on tyyliä /dev/dm-0, edelliset luodaan symbolisina linkkeinä siihen; dm-laitetta ei yleensä koskaan pitäisi käyttää suoraan
• VG:n nimet historiallisesti vg* ja LV:n lv*, nykyisin useimmin suoraan kuvaavia (esim. VG koneen nimi tai “kone-vg”, LV ”usr” tai “lv-usr” jne)

PV:n luonti ja hävittäminen

• Fyysinen volume, PV, pitää alustaa ennen käyttöönottoa:
• pvcreate [options] laite[...]
• optiot harvoin tarpeen, joskus mm. --uuid, --force, --restorefile
• PV:n hävittäminen:
• pvremove laite
• poistaa vain metadatan PV:ltä, harvoin tarpeen (yleensä vgreduce hoitaa)

VG:n luonti

• vgcreate [options] nimi PV [PV...]
• vähintään yksi PV
• paljon optioita mutta harvoin tarpeen, mm. --maxlogicalvolumes, --maxphysicalvolumes, --physicalextentsize, --metadatacopies, --clustered...

VG:n hävittäminen

• vgremove [options] VGnimi [VGnimi...]
• jos VG ei ole tyhjä, varoittaa ja pyytää vahvistusta mutta suostuu poistamaan kuitenkin; LV:t voi myös poistaa yksitellen ensin
• ainoa yleinen optio -f (--force)

VG:n suurentaminen

• vgextend [options] VGnimi PVpath
• lisää VG:hen uuden PV:n
• vgmerge VG1 VG2
• yhdistää (lisää) VG1:een VG2:n (kaikkine LV:neen)
• VG2 ei saa olla aktiivinen (ensin vgchange -a n vg2)

VG:n pienentäminen

• vgreduce [options] VGpath [PVpath]
• poistettavan PV:n oltava tyhjä (ks. pvmove)
• -a|--all poistaa kaikki tyhjät PVt
• --removemissing poistaa kadonneet (fyysisesti poistetut/särkyneet) PVt

Datan siirto VG:n sisällä

• pvmove [options] sourcePVpath [destPVpath [destPVpath...]]
• siirtää PV:n sisällön vapaaseen paikkaan tai nimettyihin PV:hen
• -n LVname siirtää vain nimetyn LV:n sisällön
• toimii taustalla, ei estä samanaikaista käyttöä (hidastaa kyllä)
• voi keskeyttää (vaikka bootata), jatkuu automaattisesti
• yleisin käyttö PV:n poisto (ennen vgreducea)

PV:n koon muuttaminen

• pvresize [--setphysicalvolumesize koko] PVPath [...]
• Muuttaa PV:n koon (oletuksena maksimiin)
• Ensin muutettava alla olevan laitteen (levyn) koko
• Pienennettäessä ensin vapautettava lopusta riittävästi tilaa

VG:n siirtäminen

• vgscan etsii kaikilta levyiltä PV:t ja VG:t ja ottaa ne käyttöön, usein tarpeen levyjen (PV:den) siirtojen/muutosten jälkeen.
• Harvemmin tarvitaan erikseen komentoja
• vgexport [-a|--all] VGName [VGName...]
• poistaa VG:n määrittelyn järjestelmästä siirtoa varten
• vgimport [-a|--all] VGname [VGname...]
• palauttaa VG:n määrittelyn ts. ottaa sen käyttöön (mahdollisesti eri) järjestelmään
• pvscan, lvmdiskscan etsivät PV:tä/LV:tä (hyvin harvoin tarpeen).

VG:n nimen muuttaminen

• vgrename OldVG NewVG
• samassa koneessa ei saa olla kahta samannimistä VG:tä
• OldVG voi olla nimi, polku tai UUID
• VG ei saa olla käytössä

VG:n konfiguraation tallennus

• vgcfgbackup, vgcfgrestore: VG:n metadatan backup ja palautus, yleensä automaattinen
• Joskus tarpeen särkyneen PV:n korvaamisessa (ensin pvcreate --restorefile … --uuid ...)
• /etc/lvm/backup

LV:n luonti

• lvcreate [optiot] volumegroup [PV[:PE[-PE]]...]
• -n|--name nimi
• -L|--size koko (kilo/mega/gita/tera/peta/exa)tavuina tai
• -l|--extents koko (LVM)lohkoina tai prosentteina
• (koko VG:stä %VG, vapaasta tilasta %FREE, PV:stä %VPS)

LV:n luonti

• Paljon muitakin harvemmin tarvittavia optioita, mm.
• PV:n ja PE:t (physical extents) voi määrätä
• ei luo tiedostojärjestelmää, se pitää tehdä erikseen (mkfs, mkswap)
• esim. lvcreate -n home -L 1G vg00

LV:n hävittäminen

• lvremove [f|--force] LVpath
• ensin tarvittaessa umount tai swapoff (pois myös fstab'ista)
• esim. lvremove /dev/vg00/lv2

LV:n koon muuttaminen

• lvresize [-L|--size] [+-]koko [-r|--resizefs] LVpath [Pvpath]
• lvresize [-l|--extents] [+-]koko [-r|--resizefs] LVpath [Pvpath]
• koon tai sen muutoksen voi ilmaista monella tavalla,
• esim. --extents 50%VG, -l 100%FREE, -L+1G …
• suurennettaessa myös halutun PV:n voi määrätä
• VG:ssä pitää olla tarpeeksi tilaa

LV:n koon muuttaminen

• Tiedostojärjestelmä pitää laajentaa tai suurentaa jälkeenpäin (resize2fs tms) tai käyttää -r -optiota (ei toimi aina, riippuu tiedostojärjestelmästä)
• Variantit vain suurentamiseen/pienentämiseen:
• lvextend, lvreduce
• soveltuvin osin samat optiot kuin lvresize
• hiukan turvallisempia kuin lvresize

LV:n nimen muuttaminen

• lvrename OldLV NewLV
• LV ei saa olla käytössä

Volume Groupin tila

• vgdisplay [options] [VGname...]
• vgs [options] [VGname...]
• VG:n status, erityisesti vapaan tilan määrä
• vgdisplay ”puhelias”, vgs tiivistetty
• Paljon optioita tulostuksen muotoiluun ym

Loogisen Volumen tila

• lvdisplay [options] [LVName...]
• lvs [options] [LVName...]
• LV:n status, mm. koko ja VG
• Ilman LV-nimeä listaa kaikki LV:t

Fyysisen Volumen tila

• pvdisplay [options] [PVpath]
• pvs [options] [PVpath]
• PV:n status, erityisesti vapaan tilan määrä
• Ilman PVpath-argumenttia listaa kaikki PV:t

LVM: vgchange

• vgchange [options] VGName
• muuttaa VG:n attribuutteja (melkein kaikkea mitä vgcreate asetti)
• erityisesti VG:n aktiivisuus: vgchange -a [n|y] - yleensä tapahtuu automaattisesti, mutta recovery-tilanteissa muuttaminen käsin joskus tarpeen, samoin vgmergen kanssa

LVM: lvchange, pvchange

• lvchange [options] LVPath [LVPath...]
• muuttaa LV:n attribuutteja, harvoin tarpeen
• pvchange [options] PVPath
• muuttaa PV:n attribuutteja, harvoin tarpeen
• pvchange -x n asettaa PV:n ”käyttökieltoon” esim. tulevaa poistoa ennakoiden

LVM snapshots

• lvcreate --snapshot -L size -n name […] OrigLV
• ”jäädytetty” kopio LV:stä luontihetkellä, sisäisesti tallettaa erot
• vie tilaa vain (koko ajan kasvavan) eron verran, mutta lakkaa toimimasta jos snapshot-LV tulee täyteen

LVM snapshots

• mahdollistaa koherentin varmuuskopion (kaikki snapshot-LV:n osat edustavat samaa ajanhetkeä), tärkeää etenkin tietokantojen kanssa
• voi käyttää yksinäänkin tilapäisenä varmuuskopiona (ennen jotain potentiaalisesti katastrofaalista kokeilua), palautus komennolla
• lvconvert --merge snapshot-LV-path

LVM snapshots

• snapshot-LV:tä ei normaalisti muuteta (mount -ro), mutta sitä voi muuttaa jos esim. halutaan säilyttää valikoituja muutoksia ennen palautusta
• yleensä hävitetään heti kun ei enää tarpeen (kun varmuuskopio tehty tms)

LVM RAID

• LVM sisältää (software-)RAID-toiminnallisuutta (striping & mirroring, nyttemmin myös RAID4/5/6), mutta sitä käytetään melko harvoin nykyisin: RAID yleensä toteutetaan erikseen mdadm:llä (monipuolisempi ja kypsempi, enemmän työkaluja) tai rauta-RAID-ohjaimella ja siten luotua RAID-laitetta käytetään PV:nä LVM:lle.

LVM clustering

• Clustering (CLVM): Jos käytössä on jaettu levy (SAN tms), LV voidaan jakaa monelle koneelle yhtaikaa. Synkronoinnista huolehtii clvmd (cluster lvm daemon), mutta toiminta yleensä edellyttää, että sovellukset ovat ”cluster-aware”.
• High-Availability -ympäristöön on RedHatin HA-LVM, joka myös jakaa levyn kahdelle koneelle mutta aktiivisena vain toisessa; optimoitu failover-scenarioon, ei edellytä cluster-säätöä sovelluksilta.

LVM-esimerkki: /home täynnä

• Olkoon /home (/dev/vg1/home) täynnä.
• Tarkistetaan onko VG:ssä tilaa:
• vgdisplay vg1 | grep Free #tai#
• vgs vg1
• Jos VG:ssä ei ollut tilaa, lisätään sinne levy tai pienennetään tai poistetaan jokin vanha LV

LVM-esimerkki: /home täynnä

• Kun tilaa on, laajennetaan /home:
• lvextend -L +1G -r /dev/vg1/home
• Jos -r -optio unohtui tai ei toiminut, laajennetaan tiedostojärjestelmä, tyypistä riippuen:
• resize2fs /dev/vg1/home # ext*
• xfs_growfs /home # xfs
• mount -o remount,resize /home # jfs

LVM-esimerkki: levyn lisäys

• Lisätään levy ensin ”fyysisesti” (virtuaalikoneelle vain virsh attach-disk tms), olkoon se /dev/vdb, partitioitu yhtenä osiona. (Partitiointi on yleensä välttämätöntä boottilevyn kanssa, eikä haittaa muutenkaan.)
• qemu-img create ...
• virsh attach-disk … vdb --persistent # alustakoneessa
• fdisk /dev/vdb # virtuaalikoneessa

LVM-esimerkki: levyn lisäys

• pvcreate /dev/vdb1 # alustetaan PV
• vgextend vg1 /dev/vdb1 # lisätään PV VG:hen
• # tarkistetaan miten meni:
• pvs
• vgs vg1

LVM-esimerkki: /usr/local erilleen

• Halutaan tehdä /usr/local'ista oma tiedostojärjestelmänsä. Oletetaan, että VG:ssä on tilaa (tässä 1GB).
• Luodaan uusi LV ja alustetaan se:
• lvcreate -L 1G -n local vg1
• mkfs -t ext4 /dev/vg1/local
• Lisätään määritys /etc/fstab'iin:
• echo ”/dev/mapper/vg1-local /usr/local ext4 defaults 0 2” >>/etc/fstab

LVM-esimerkki: /usr/local erilleen

• vanha /usr/local tilapäiselle nimelle, mountataan uusi:
• mv /usr/local /usr/oldlocal
• mkdir /usr/local
• mount /usr/local

LVM-esimerkki: /usr/local erilleen

• Tarkistetaan ja tarvittaessa korjataan hakemiston oikeudet:
• ls -ld /usr/oldlocal
• chmod 755 /usr/local
• chown root:root /usr/local

LVM-esimerkki: /usr/local erilleen

• Siirretään data ja hävitetään vanha hakemisto
• mv /usr/oldlocal/* /usr/local
• rmdir /usr/oldlocal
• /usr/local ei saa olla käytössä siirron aikana!

LVM-esimerkki: levyn vaihto

• Vaihdetaan kokonaan LVM-käytössä oleva levy (vdb) toiseen (vdc), koska se on on menossa rikki tai käynyt pieneksi tms.
• Kytketään uusi levy ”fyysisesti”:
• virsh attach-disk … vdc
• Lisätään uusi levy VG:hen:
• pvcreate /dev/vdc
• vgextend vg1 /dev/vdc

LVM-esimerkki: levyn vaihto

• Tyhjennetään vanha levy:
• pvmove /dev/vdb
• Poistetaan vanha levy VG:stä:
• vgreduce -a vg1
• Poistetaan vanha levy:
• virsh detach-disk … vdb
• Levykirjaimet saattoivat vaihtua – tarkista!

LVM-esim: systeemilevyn vaihto

• Vaihdettava systeemilevy, jolla on sekä LVM:n ulkopuolinen partitio 1 (/dev/sda1, mountattuna /boot) että PV (/dev/sda2), boot loader (grub) master boot recordissa
• Partitioidaan uusi levy (sdb) käsin niin, että ensimmäinen (sdb1) on ainakin yhtä iso kuin ennenkin, lopusta sdb2, sitten partx/kpartx/partprobe tai boot
• Mountataan /boot varmuuden vuoksi readonly-tilaan:
• mount -o remount,ro /boot

LVM-esim: systeemilevyn vaihto

• Kopioidaan /boot dd:llä:
• dd if=/dev/sda1 of=/dev/sdb1
• umount /boot; mount /dev/sdb1 /boot # tarkistetaan että OK
• resize2fs /dev/sdb1 # jos kokoa suurennettiin
• Asennetaan boot loader uudelle levylle:
• grub-install /dev/sdb

LVM-esim: systeemilevyn vaihto

• LVM-osan vaihto pvmove'lla kuten edellä mutta laitteina PV-partitiot /dev/sda2 ja /dev/sdb2
• Poistetaan vanha levy
• Bootataan mahdollisimman pian varmistuksen vuoksi - saattaa vaatia BIOSin tai VM:n määritysten muuttamista, mahdollisesti update-initramfs -u, /etc/fstab (jos levykirjainviittauksia)