2.2 LVM-Konfiguration

Dieser Abschnitt erläutert kurz die Prinzipien von Logical Volume Manager (LVM) und seinen grundlegenden Funktionen, aufgrund deren es in vielen Situationen nützlich ist. In Abschnitt 2.2.2, LVM-Konfiguration mit YaST wird erläutert, wie LVM mit YaST eingerichtet wird.

ACHTUNG: Der Einsatz von LVM kann mit einem höheren Risiko (etwa des Datenverlusts) verbunden sein. Risiken umfassen auch Anwendungsausfälle, Stromausfälle und fehlerhafte Befehle. Speichern Sie Ihre Daten, bevor Sie LVM implementieren oder Volumes neu konfigurieren. Arbeiten Sie nie ohne Backup.

2.2.1 Der Logical Volume Manager

Der LVM ermöglicht eine flexible Verteilung von Festplattenspeicher über mehrere Dateisysteme. Er wurde entwickelt, da gelegentlich die Segmentierung des Festplattenspeichers geändert werden muss, nachdem die erste Partitionierung bei der Installation abgeschlossen wurde. Da es schwierig ist, Partitionen in einem laufenden System zu ändern, bietet LVM einen virtuellen Pool (Volume-Gruppe, kurz: VG) an Speicherplatz, aus dem bei Bedarf logische Volumes (LVs) erzeugt werden können. Das Betriebssystem greift dann auf diese logischen Volumes statt auf physische Partitionen zu. Volume-Gruppen können sich über mehr als eine Festplatte erstrecken, wobei mehrere Festplatten oder Teile davon eine einzige VG bilden können. Auf diese Weise bietet LVM eine Art Abstraktion vom physischen Festplattenplatz, der eine viel einfachere und sicherere Möglichkeit zur Änderung der Aufteilung ermöglicht als die physische Umpartitionierung. Hintergrundinformationen zum physischen Partitionieren erhalten Sie in Abschnitt 2.1.1, Partitionstypen und Abschnitt 2.1, Verwenden der YaST-Partitionierung.

Abbildung 2-2 Physische Partitionierung versus LVM

Abbildung 2-2 stellt die physische Partitionierung (links) der LVM-Segmentierung (rechts) gegenüber. Auf der linken Seite wurde eine einzelne Festplatte in drei physische Partitionen (PART) aufgeteilt, von denen jede einen Einhängepunkt (MP) hat, auf den das Betriebssystem zugreifen kann. Auf der rechten Seite wurden zwei Festplatten in zwei bzw. drei physische Partitionen aufgeteilt. Es wurden zwei LVM-Volume-Gruppen (VG 1 und VG 2) angelegt. VG 1 enthält zwei Partitionen von DISK 1 und eine von DISK 2. VG 2 enthält die restlichen zwei Partitionen von DISK 2. In LVM werden die in einer Volume-Gruppe zusammengefassten physischen Festplattenpartitionen als physische Volumes (PVs) bezeichnet. In den Volume-Gruppen wurden vier LVs (LV 1 bis LV 4) angelegt, die vom Betriebssystem über die zugewiesenen Einhängepunkte benutzt werden können. Die Grenzen zwischen verschiedenen LVs müssen sich nicht mit den Partitionsgrenzen decken. Dies wird in diesem Beispiel durch die Grenze zwischen LV 1 und LV 2 veranschaulicht.

LVM-Funktionen:

  • Mehrere Festplatten/Partitionen können zu einem großen logischen Volume zusammengefügt werden.

  • Neigt sich bei einem LV (z. B. /usr) der freie Platz dem Ende zu, können Sie dieses bei geeigneter Konfiguration vergrößern.

  • Mit dem LVM können Sie im laufenden System Festplatten oder LVs hinzufügen. Voraussetzung ist allerdings hotswap-fähige Hardware, die für solche Aktionen geeignet ist.

  • Es ist möglich, einen "Striping-Modus" zu aktivieren, der den Datenstrom eines LVs über mehrere PVs verteilt. Wenn sich diese PVs auf verschiedenen Festplatten befinden, kann dies die Lese- und Schreibgeschwindigkeit wie bei RAID 0 verbessern.

  • Die Snapshot-Funktion ermöglicht vor allem bei Servern konsistente Backups im laufenden System.

Aufgrund dieser Eigenschaften lohnt sich der Einsatz von LVM bereits bei umfangreich genutzten Home-PCs oder kleinen Servern. Wenn Sie einen wachsenden Datenbestand haben wie bei Datenbanken, Musikarchiven oder Benutzerverzeichnissen, bietet sich der Logical Volume Manager an. Dann ist es möglich, Dateisysteme zu haben, die größer sind als eine physische Festplatte. Ein weiterer Vorteil des LVM ist die Möglichkeit, bis zu 256 LVs anlegen zu können. Beachten Sie jedoch, dass sich die Arbeit mit dem LVM sehr von der mit konventionellen Partitionen unterscheidet. Anleitungen und weiterführende Informationen zur Konfiguration des LVM finden Sie im offiziellen LVM-Howto unter http://tldp.org/HOWTO/LVM-HOWTO/.

Ab Kernel Version 2.6 steht Ihnen LVM in der Version 2 zur Verfügung. Er ist abwärtskompatibel zum bisherigen LVM und kann alte Volume-Gruppen weiter verwalten. Wenn Sie neue Volume-Gruppen anlegen, müssen Sie entscheiden, ob Sie das neue Format oder die abwärtskompatible Version verwenden möchten. LVM 2 benötigt keine Kernel-Patches mehr. Er verwendet die in Kernel 2.6 integrierte Gerätezuordnung. Dieser Kernel unterstützt nur LVM, Version 2. In diesem Abschnitt wird LVM gleichbedeutend mit LVM, Version 2 verwendet.

2.2.2 LVM-Konfiguration mit YaST

Zur LVM-Konfiguration mit YaST gelangen Sie über den YaST-Expertenmodus des Partitionierungsmoduls (siehe Abschnitt 2.1, Verwenden der YaST-Partitionierung). Mit diesem Partitionierungswerkzeug können Sie vorhandene Partitionen bearbeiten und löschen sowie neue Partitionen erstellen, die mit LVM verwendet werden sollen. Als erste Aufgabe müssen PVs erstellt werden, die Platz für die Volumegruppe bieten: Erstellen Sie eine LVM-Partition, indem Sie zuerst eine Festplatte auswählen, dann auf Erstellen > Nicht formatieren klicken und anschließend 0x8E Linux LVM als Partitions-ID wählen. Nachdem Sie alle mit LVM zu verwendenden Partitionen erstellt haben, klicken Sie auf Volume Management, um mit der Konfiguration von LVM zu beginnen.

  1. Wählen Sie unter Festplatten eine Festplatte aus.

  2. Wechseln Sie in den Karteireiter Partitionen.

  3. Klicken Sie auf Hinzufügen und geben Sie die gewünschte Größe des PV auf dieser Platte ein.

  4. Verwenden Sie Partition nicht formatieren und ändern Sie die Dateisystem-ID in 0x8E Linux LVM. Hängen Sie diese Partition nicht ein.

  5. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis alle gewünschten physischen Volumes auf den verfügbaren Platten definiert sind.

Erstellen von Volume-Gruppen

Wenn auf Ihrem System noch keine Volume-Gruppe existiert, werden Sie aufgefordert, eine anzulegen (siehe Abbildung 2-3). Es ist möglich, zusätzliche Gruppen über Volume-Gruppe hinzufügen hinzuzufügen, aber gewöhnlich genügt eine Volume-Gruppe. system wird als Name für die Volume-Gruppe vorgeschlagen, in der sich die openSUSE®-Systemdateien befinden. Die Physical Extent Size bestimmt die maximale Größe eines physischen Blocks in der Volume-Gruppe. Der gesamte Plattenplatz in einer Volume-Gruppe wird in Blöcken dieser Größe verwaltet. Dieser Wert wird normalerweise auf 4 MB festgelegt. Dies lässt eine Maximalgröße für ein physisches und logisches Volume von 256 GB zu. Sie sollten die Physical Extent Size also nur dann erhöhen (z. B. auf 8, 16 oder 32 GB), wenn Sie LVs größer als 256 GB benötigen.

Abbildung 2-3 Anlegen einer Volume-Gruppe

Fügen Sie der Volume-Gruppe die zuvor definierten PVs hinzu, indem Sie sie mit der Maus markieren und dann → hinzufügen wählen. Prüfen Sie, ob die resultierende Größe in der unteren Zeile von Selected Physical Volumes (Ausgewählte physische Volumes) den richtigen Wert aufweist.

Wenn mehrere Volume-Gruppen definiert sind und Sie PVs hinzufügen oder entfernen möchten, wählen Sie die Volume-Gruppe in Volume-Management aus. Wechseln Sie dann auf den Karteireiter Übersicht und wählen Sie Größe anpassen. Im folgenden Menü können Sie in der ausgewählten Volume-Gruppe PVs hinzufügen oder entfernen.

Konfigurieren von logischen Volumes

Nachdem die Volume-Gruppe mit PVs gefüllt ist, bestimmen Sie im nächsten Dialogfeld die LVs, die das Betriebssystem benutzen soll. Wählen Sie im Auswahlfeld oben links die aktuelle Volume-Gruppe. Der verfügbare Platz in der aktuellen Volume-Gruppe wird daneben angezeigt. Die Liste darunter enthält alle LVs in der Volume-Gruppe. Alle normalen Linux-Partitionen, denen ein Einhängepunkt zugewiesen wurde, alle Swap-Partitionen und alle existierenden LVs werden hier aufgeführt. Sie können nach Bedarf LVs mithilfe der entsprechenden Schaltflächen hinzufügen, bearbeiten und entfernen, bis der Platz in der Volume-Gruppe verbraucht ist. Weisen Sie jeder Volume-Gruppe mindestens ein LV zu.

Abbildung 2-4 Verwaltung der logischen Volumes

Wählen Sie zum Erstellen eines neuen LV die Volume-Gruppe in Volume-Management aus und wechseln Sie auf den Karteireiter Logische Volumes. Klicken Sie dort auf Hinzufügen und führen Sie die Anweisungen im Assistenten-ähnlichen Popup-Fenster aus, das geöffnet wird:

  1. Geben Sie den Namen des LV ein. Für eine Partition, die auf /home eingehängt werden soll, kann ein selbsterklärender Name wie HOME verwendet werden.

  2. Wählen Sie die Größe und Anzahl der Stripes für das LV. Wenn Sie nur ein PV haben, ist es nicht sinnvoll, mehrere Stripes auszuwählen.

  3. Wählen Sie das Dateisystem, das auf dem LV und auf dem Einhängepunkt verwendet werden soll.

Durch die Verwendung von Stripes ist es möglich, den Datenstrom im LV auf mehrere PVs aufzuteilen (Striping). Wenn sich diese PVs auf verschiedenen Festplatten befinden, verbessert dies in der Regel die Lese- und Schreibgeschwindigkeit (wie bei RAID 0). Ein Striping-LV mit n Stripes kann jedoch nur richtig angelegt werden, wenn der von dem LV benötigte Festplattenplatz gleichmäßig über n PVs verteilt werden kann. Sind beispielsweise nur zwei PVs verfügbar, ist ein LV mit drei Stripes nicht möglich.

ACHTUNG: Striping

YaST hat zurzeit keine Möglichkeit, die Richtigkeit Ihrer Angaben zum Striping zu überprüfen. Fehler an dieser Stelle können erst festgestellt werden, wenn LVM auf der Festplatte in Betrieb genommen wird.

Falls Sie auf Ihrem System LVM bereits konfiguriert haben, können Sie auch die vorhandenen logischen Volumes verwenden. Bevor Sie fortfahren, weisen Sie diesen LVs passende Einhängepunkte zu. Klicken Sie auf Weiter, um in den YaST-Expertenmodus für Partitionierung zu gelangen und Ihre Arbeit abzuschließen.