Если вы считаете, что управление разделами диска означает выключение системы и надежду, что после перезагрузки все заработает, то мне вас с уважением жаль. Сожалеем, что вам не хватает возможностей монтирования LVM в Linux, но вы понимаете, что управление хранилищем не должно быть таким болезненным.
В этом руководстве показано, как создавать LVM в Linux, монтировать разделы LVM и управлять логическими томами без простоев. Вы изучите основные команды LVM Linux, которые работают в системах Ubuntu LVM и CentOS (точнее, их современных заменах).
ТЛ;ДР
- LVM создает гибкий уровень хранения между вашими физическими дисками и файловыми системами, позволяя изменять размеры разделов во время работы системы.
- Установить с помощью подходящая установка lvm2 в Ubuntu или dnf установить lvm2 в Rocky Linux/AlmaLinux (CentOS мертв, используйте вместо них)
- Создайте LVM, инициализируя диски с помощью pvcreate, сгруппировав их с vgcreateи вырезание логических томов с помощью lvcreate
- Монтируйте разделы LVM, как и любой другой раздел, после форматирования с помощью mkfs.ext4 и добавление записей в /etc/fstab
- Ключевые команды: пвс, vgs, лвс покажите свою установку; lvresize меняет размеры на лету; lvcreate -s создает снимки
Что такое LVM в Linux?
LVM (диспетчер логических томов) находится между вашими физическими дисками и файловыми системами. Вместо того, чтобы создавать фиксированные разделы непосредственно на дисках, LVM создает гибкий уровень, на котором вы можете изменять размер, перемещать и создавать снимки хранилища, пока все остается в сети.
Вот что происходит под капотом. Ваши физические диски становятся «физическими томами». Они объединяются в «группы томов». Из этих групп вы создаете «логические тома», которые действуют как обычные разделы, но обладают реальной гибкостью.
Практическая разница проявляется, когда вам нужно больше места. Традиционные разделы заставляют вас выключаться, загружаться с USB и молиться, чтобы не потерять данные. С LVM вы запускаете одну команду, пока ваша система продолжает работать. Я узнал об этом во время миграции сервера при расширении /дом на 200 ГБ заняло около 30 секунд вместо целых выходных.
Как работают физические тома
Физический том — это любое устройство хранения, которое может использовать LVM. Жесткие диски, твердотельные накопители, RAID-массивы и даже кольцевые устройства учитываются. Вы инициализируете их с помощью pvcreate, который записывает метаданные LVM и помечает устройство как доступное для групп томов.
Физическому тому не важно, какое оборудование находится под ним. Этот вращающийся диск емкостью 500 ГБ и ваш новый диск NVMe емкостью 2 ТБ выглядят для LVM одинаково. Это важно, когда вы смешиваете и подбираете места для хранения.
Понимание групп томов
Группы томов объединяют несколько физических томов в одну единицу хранения. Подумайте об объединении трех дисков емкостью 1 ТБ в один пул емкостью 3 ТБ. Вы создаете группы томов с помощью vgcreate и может добавлять или удалять физические тома при изменении емкости.
Такой подход к объединению означает, что вы не привязаны к планированию по каждому диску. Вам нужно больше места? Добавьте еще один диск в группу томов. Замена старого диска? Переместите данные с него с помощью pvmove пока система работает, поменяйте оборудование.
Что делают логические тома
Логические тома — это то, что вы на самом деле используете. Они вырезаны из групп томов и ведут себя как обычные разделы. Отформатируйте их с помощью ext4 или xfs, смонтируйте где угодно и измените их размер в любое время. Разница в том, что они не привязаны к границам физического диска.
Когда ты бежишь lvcreate -L 50G -n данные datavg, вы выделяете 50 ГБ из пула группы томов. Это пространство может исходить от одного диска или распределяться по нескольким дискам. Вас это не волнует, поскольку распределением занимается LVM.
Объяснение физических размеров
Физические экстенты — это наименьшая единица распределения в LVM, обычно блоки размером 4 МБ. Когда вы создаете логический том, LVM выделяет физические экстенты из группы томов. Такой детальный подход позволяет точно изменять размеры томов.
Размер экстента имеет значение для больших томов. Большие экстенты означают меньшие затраты на метаданные, но более грубое распределение. Значение по умолчанию 4 МБ подходит для большинства ситуаций. Я никогда не менял его за пределами массивных массивов хранения, где математика предпочитала большие экстенты.
Снимки для резервного копирования на определенный момент времени
Снимки фиксируют состояние логического тома в определенный момент. LVM использует технологию копирования при записи. Исходные данные остаются на месте. Когда что-то меняется, LVM сохраняет старые блоки в снимке, записывая новые данные в основной том.
Хотите протестировать обновления системы? Сначала сделайте снимок. Что-то сломается? Восстановление из снимка. Вся операция занимает секунды, поскольку LVM отслеживает только измененные блоки, а не копирует все.
Я делаю снимки производственных баз данных перед серьезными изменениями схемы. Душевное спокойствие практически не требует накладных расходов, и мне трижды удалось избежать полной перестройки, откатив неудачную миграцию.
Когда использовать чередование LVM
Чередование разделяет данные по нескольким физическим томам. аналогично RAID 0. Когда вы записываете файл, LVM одновременно распределяет фрагменты на разные диски. Такое распараллеливание ускоряет как чтение, так и запись, особенно для больших файлов или баз данных.
Прирост производительности зависит от вашей рабочей нагрузки. Наибольшую пользу приносит последовательное чтение больших файлов. Шаблоны произвольного доступа улучшаются меньше. Серверы баз данных и рабочие станции для редактирования видео замечают реальные различия.
Зеркальное отображение LVM для резервирования
Зеркальное отображение дублирует данные на физических томах. Если один диск выйдет из строя, ваши данные сохранятся на зеркале. LVM выполняет синхронизацию автоматически. Снижение производительности того стоит, когда время простоя обходится дороже, чем дополнительное хранилище.
Современные системы часто используют RAID для резервирования и LVM поверх него для обеспечения гибкости. Вы получаете защиту на аппаратном уровне и управление на уровне программного обеспечения. Комбинация работает лучше, чем полагаться на что-то одно.
Если вы сравниваете подходы к управлению хранилищем, ознакомьтесь LVM против ZFS чтобы понять, когда каждый из них имеет смысл для вашей рабочей нагрузки.
Как установить LVM на Ubuntu и CentOS?
Установка LVM занимает около 60 секунд, если вы знаете правильные команды. Современные дистрибутивы Linux обрабатывают зависимости автоматически. Вы устанавливаете пакет, проверяете его работу и готовы к настройке хранилища.
Прежде чем мы начнем, одно важное замечание: срок службы CentOS истек в 2020 году. Если вы все еще используете CentOS, переключитесь на Rocky Linux или AlmaLinux. Это простые замены, которые фактически получают обновления безопасности. Приведенные здесь команды работают одинаково в Rocky Linux 9, AlmaLinux 9, Ubuntu 24.04 и текущих выпусках Debian.
Сначала обновите свою систему
Начните с обновления списка пакетов вашей системы. Это гарантирует, что вы получите последнюю версию LVM2 со всеми исправлениями безопасности и исправлениями ошибок.
Для систем Ubuntu:
обновление sudo apt
Для систем на базе CentOS (Rocky Linux/AlmaLinux):
обновление sudo dnf
Современные системы на базе RHEL используют ДНФ в качестве менеджера пакетов. Если вы видите старые руководства, в которых упоминается ням, игнорируйте их. DNF заменил yum в 2015 году, обеспечив лучшее разрешение зависимостей и производительность.
Установите пакет LVM2
Имя пакета lvm2 во всех дистрибутивах. При установке автоматически подключаются зависимости, включая инструменты сопоставления устройств и связанные библиотеки.
Установка диспетчера логических томов Ubuntu:
sudo apt установить lvm2
Установка диспетчера логических томов CentOS (Rocky/AlmaLinux):
sudo dnf установить lvm2
Подождите завершения установки. На современном оборудовании с приличным интернетом занимает 10-15 секунд. Размер пакета небольшой, около 2-3 МБ плюс зависимости.
Проверка успеха установки
Убедитесь, что LVM2 установлен правильно, и посмотрите, какую версию вы используете:
версия sudo lvm
Вы увидите информацию о версии и подробности сборки. Текущие версии работают под управлением версии 2.03.x или выше. Если команда не выполнена или возвращает сообщение «команда не найдена», значит, при установке что-то пошло не так.
Современные дистрибутивы на основе systemd автоматически активируют LVM во время загрузки. Вам не нужно включать службы вручную, как это было в старых системах инициализации. Генератор активации lvm2 обрабатывает все. Это на одну вещь меньше, которую нужно настроить.
Хотите протестировать LVM в системе, которая не хранит ваши важные данные? Подумайте о том, чтобы раскрутить лучший Linux VPS где вы можете экспериментировать, не рискуя производственными файлами.
Как создать LVM в Linux?
Создание LVM включает в себя три этапа: инициализировать физические тома, сгруппировать их в группу томов и выделить логические тома. Процесс кажется более сложным, чем есть на самом деле. Всего вы выполните около шести команд.
Прежде чем начать, определите, какие диски вы хотите использовать. В примерах здесь используется /dev/sdX в качестве заполнителей. Фактические имена ваших устройств будут отличаться. Бегать лсблк чтобы увидеть, что подключено к вашей системе.
Инициализируйте физические тома
Физические тома сообщают LVM, какие диски он может использовать. Инициализируйте диск с помощью pvcreate:
sudo pvcreate /dev/sdb
Заменять /dev/СДБ с вашим реальным устройством. При этом метаданные LVM записываются на диск и помечаются как доступные. Диску больше не нужны традиционные схемы разметки.
Хотите инициализировать несколько дисков одновременно? Перечислите их все:
sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd
LVM обрабатывает их вместе. Проверьте, что вы создали:
судо пвс
Здесь показаны все физические тома, их размер и группа томов, к которой они принадлежат (пока нет).
Создать группу томов
Группы томов объединяют физические тома в одну единицу хранения. Создайте группу томов с именем «datavg»:
sudo vgcreate datavg /dev/sdb
Добавьте несколько дисков в одну группу во время создания:
sudo vgcreate datavg /dev/sdb /dev/sdc
Теперь эти диски действуют как один пул. Проверьте группу томов:
судо вгс
Вы увидите общий размер, сколько выделено логическим томам и сколько осталось свободным для будущего распределения.
Создать логические тома
Логические тома — это то, что вы на самом деле форматируете и монтируете. Они вырезаны из доступного пространства группы томов. Создайте том размером 50 ГБ:
sudo lvcreate -L 50G -n данные datavg
При этом создается логический том с именем «data» из группы томов «datavg». Полный путь устройства становится /dev/datavg/данные.
Хотите использовать все доступное пространство вместо указания размера?
sudo lvcreate -l 100%FREE -n данные datavg
The -л 100% БЕСПЛАТНО опция выделяет каждый оставшийся байт. Полезно для простых настроек, когда один логический том использует всю группу томов.
Отформатируйте логический том
Логическим томам нужны файловые системы, как и любому разделу. Форматируем с помощью ext4:
sudo mkfs.ext4 /dev/datavg/data
Для небольших объемов это занимает несколько секунд, для больших — больше. Вывод показывает количество блоков и информацию об индексном дескрипторе. Если что-то не выходит из строя, вы можете игнорировать детали.
Хотите вместо этого xfs? Замените ext4 на xfs. Оба работают нормально. Ext4 чаще встречается в системах Ubuntu. В большинстве случаев Rocky Linux по умолчанию использует xfs.
Будьте предельно осторожны с командами LVM. Они напрямую изменяют вашу инфраструктуру хранения. Однажды я опечатал имя устройства и удалил 2 ТБ клиентских файлов. Прежде чем запускать что-либо, изменяющее конфигурацию хранилища, делайте резервные копии важных данных.
Как монтировать разделы LVM?
Монтирование раздела LVM работает точно так же, как и монтирование любого другого раздела. Вы создаете каталог точки монтирования, запускаете команду монтирования и при необходимости добавляете запись в /etc/fstab для автоматического монтажа при загрузке.
Единственная разница — это путь к устройству. Вместо /dev/sda1, ты используешь /dev/группа томов/логический том. Все остальное остается прежним.
Создайте каталог точки монтирования
Точки монтирования — это просто каталоги, через которые вы получаете доступ к файловой системе. Создайте его там, где это имеет смысл для вашего варианта использования:
sudo mkdir /mnt/data
Используйте описательные имена. /mnt/данные, /mnt/резервное копирование, /домашний/общий все работает. Расположение не влияет на функциональность. Некоторые люди предпочитают /мнт для временного монтирования и выделенных каталогов в / для постоянных.
Подключите логический том
Подключите отформатированный логический том к точке монтирования:
sudo mount /dev/datavg/data /mnt/data
Замените путь к устройству и точку монтирования фактическими значениями. Файловая система теперь доступна по адресу /mnt/данные. Любые файлы, которые вы там создаете, находятся на логическом томе.
Убедитесь, что монтирование прошло успешно:
df -h /mnt/данные
Вы увидите общий размер тома, используемое пространство, доступное пространство и точку монтирования. Если ничего не отображается, команда монтирования не удалась. Проверьте путь к устройству и убедитесь, что логический том существует с лвс.
Сделать крепления постоянными
Временные монтирования исчезают после перезагрузки. Добавить записи в /etc/fstab для постоянных креплений:
судо нано /etc/fstab
Добавьте эту строку в конце:
/dev/datavg/data /mnt/data ext4 по умолчанию 0 0
Формат: устройство, точка монтирования, тип файловой системы, параметры монтирования, приоритет дампа, порядок fsck. Нули в конце подходят для большинства ситуаций. Изменять ext4 чтобы соответствовать любой файловой системе, которую вы фактически использовали.
Сохраните и выйдите из редактора. Проверьте запись fstab без перезагрузки:
судо монтировать -а
При этом в fstab монтируется все, что еще не смонтировано. Если вы видите ошибки, вы ввели что-то неправильно в fstab. Исправьте это перед перезагрузкой, иначе ваша система может запуститься неправильно.
Производительность имеет значение, когда вы монтируете тома для производственных рабочих нагрузок. После настройки конфигурации LVM проверить скорость диска в Linux для сравнения фактической пропускной способности и задержки.
Подключите LVM во время установки Ubuntu
Установщик Ubuntu поддерживает настройку LVM во время настройки системы. Когда вы дойдете до экрана разделов, выберите «Ручное» создание разделов и выберите «Настроить диспетчер логических томов».
Этот подход хорошо работает для новых установок. Группы томов и логические тома настраиваются перед установкой операционной системы. Установщик занимается /etc/fstab записи автоматически.
Для существующих систем описанный выше подход с использованием командной строки дает вам больше контроля и позволяет точно понимать, что происходит на каждом этапе.
Устранение проблем с монтированием
Если ваш раздел LVM не монтируется, сначала проверьте следующие распространенные проблемы:
Группа томов не активирована:
судо vgchange -ай
Это активирует все группы томов. Иногда они не активируются автоматически после добавления новых дисков или перезагрузки.
Неправильный путь устройства: Убедитесь, что логический том существует с помощью лвс и используйте полный путь, например /dev/группа томов/логический том, а не ярлыки.
Ошибки файловой системы: Запустите проверку файловой системы на размонтированном томе:
sudo fsck /dev/datavg/data
Повреждение файловой системы препятствует установке. Инструмент fsck может автоматически исправить многие проблемы.
Каковы основные команды Linux LVM?
Команды Linux LVM позволяют вам управлять всей настройкой хранилища из командной строки. Это те команды, которые вы действительно будете использовать на практике, а не теоретические команды из устаревшей документации.
Отображение физических томов
Просмотрите все физические тома в вашей системе:
судо пвс
Здесь отображается краткая таблица с именами устройств, группами томов, форматом, атрибутами, размером и свободным пространством. Для получения подробной информации о конкретном физическом томе:
sudo pvdisplay /dev/sdb
Подробное представление включает физический размер экстента, общее количество экстентов, выделенные экстенты и UUID. Полезно, когда вам нужны точные цифры для планирования мощности.
Отображение групп томов
Список всех групп томов:
судо вгс
Вы увидите имена групп томов, количество физических томов, количество логических томов, атрибуты, общий размер и свободное пространство. Для получения подробной информации:
sudo vgdisplay datavg
Здесь отображается все: размер экстента, общее количество экстентов, политика распределения и UUID. Я использую это при планировании новых логических томов, чтобы точно узнать, сколько места осталось.
Отображение логических томов
Список всех логических томов:
судо лвс
В выводе отображаются имена логических томов, их группы томов, атрибуты, размер и используемые ими физические экстенты. Для полной информации:
sudo lvdisplay /dev/datavg/data
Это показывает путь логического тома, блочное устройство, время создания, статус и сегменты. Помогает при устранении проблем с монтированием или проверке связей моментальных снимков.
Расширение групп томов
Добавьте физические тома в существующие группы томов, если вам нужно больше емкости:
sudo vgextend datavg /dev/sdd
Это добавляет /Дев/СДД в группу томов «datavg». Свободное пространство сразу же становится доступным для существующих логических томов или создания новых. Перезапуск не требуется.
Таким образом я добавил диск емкостью 2 ТБ в свою группу томов резервного копирования, пока активно выполнялось резервное копирование. Вся операция заняла около 5 секунд.
Изменение размера логических томов
Расширьте логический том, чтобы освободить ему больше места:
sudo lvresize -L +50G /dev/datavg/data
Это добавит 50 ГБ к логическому тому. После изменения размера расширьте файловую систему, чтобы использовать новое пространство:
Для ext4:
sudo resize2fs /dev/datavg/data
Для хфс:
sudo xfs_growfs /mnt/data
Файловая система растет, заполняя логический том. Все происходит, пока том остается подключенным и используется. Пользователи не замечают ничего, кроме увеличения свободного места.
Хотите вместо этого уменьшиться? Это более рискованно и требует предварительного размонтирования. Всегда делайте резервную копию перед сокращением томов.
Создание снимков тома
Снимки фиксируют текущее состояние логического тома для резервного копирования или тестирования:
sudo lvcreate -s -L 10G -n снимок данных /dev/datavg/data
При этом создается моментальный снимок логического тома «данные» размером 10 ГБ с именем «data-snapshot». В моментальном снимке используется технология копирования при записи. Ему нужно место только для измененных блоков, а не всего тома.
Подключите снимок только для чтения для согласованного резервного копирования:
sudo mkdir /mnt/снимок
sudo mount -o ro /dev/datavg/data-snapshot /mnt/snapshot
Резервное копирование из /mnt/снимок в то время как исходный том продолжает получать записи. Это полностью решает проблему «как создать резервную копию работающей базы данных».
Удалить логические тома
Удалите логические тома, которые вам больше не нужны:
sudo lvremove /dev/datavg/old-data
Команда запрашивает подтверждение перед удалением. Это безвозвратно уничтожает логический том и все данные на нем. Убедитесь, что у вас есть резервные копии всего важного.
Переместить физические экстенты
Переместите данные с физического тома перед его удалением:
sudo pvmove /dev/sdb
LVM автоматически перемещает все физические экстенты из /dev/СДБ на другие физические тома в группе томов. Операция выполняется в фоновом режиме, пока система остается в сети.
Это спасло меня, когда диск начал показывать ошибки SMART. Я переместил все с неисправного диска, удалил его из группы томов и заменил во время периода обслуживания. Нулевое время простоя.
Сканировать группы томов
Иногда группы томов не отображаются после добавления новых дисков или перезагрузки. Принудительное сканирование:
судо vgscan
судо vgchange -ай
Первая команда сканирует группы томов. Второй активирует все, что найдет. Ваши логические тома снова станут доступны.
Если вы настраиваете Ubuntu LVM для сред разработки, вам также могут понадобиться руководства по установка Hadoop в Ubuntu, установка Redis в Ubuntu, или установка XRDP в Ubuntu для удаленного доступа к вашим системам, управляемым LVM.
Заключение
LVM превращает управление хранилищем Linux из жесткого планирования разделов в гибкое распределение емкости. Вы получаете динамическое изменение размера, моментальные снимки на определенный момент времени и возможность объединять разрозненные диски в единое пространство хранения. И все это при сохранении работоспособности систем.
Основной рабочий процесс остается единообразным во всех дистрибутивах. Инициализируйте физические тома с помощью pvcreate, объедините их в группы томов с помощью vgcreate, вырезать логические тома с помощью lvcreate, отформатируйте их в предпочитаемой вами файловой системе и смонтируйте как любой другой раздел. Команды работают одинаково в установках Ubuntu LVM и Rocky Linux.
Если вы новичок в управлении логическими томами, начните с малого. Создайте группу тестовых томов на запасном диске. Попрактикуйтесь в изменении размера логических томов, создании снимков и перемещении данных между физическими томами. Ошибки причиняют меньше вреда, когда они происходят на непроизводственном хранилище.
Одно напоминание о CentOS: он мертв. Вместо этого используйте Rocky Linux или AlmaLinux. Они двоично совместимы с RHEL и фактически поддерживаются. Команды LVM работают одинаково, но вы получаете важные обновления безопасности.
Хотите попрактиковаться в LVM, не рискуя своими локальными файлами? Раскрутите Ubuntu VPS где вы можете свободно экспериментировать. Ломайте вещи, учитесь на ошибках и осваивайте команды, прежде чем применять их в производственных системах.
Приобретите Linux VPS эконом- или премиум-класса для размещения вашего веб-сайта или удаленного рабочего стола по самой низкой цене. VPS работает на Linux KVM для повышения эффективности и работает на мощном оборудовании с SSD-накопителем NVMe для повышения скорости.
Читать далее
