Что такое физический том

Записки IT специалиста

Современные системы хранения предъявляют повышенные требования к гибкости управления дисковым пространством и классических дисковых устройств с размещенными на них разделами становится недостаточно. Это привело к созданию многих высокоуровневых инструментов, одним из которых является Менеджер логических томов (Logical volume management) — LVM в Linux. Это простой и мощный инструмент, позволяющий управлять пространством хранения абстрагировавшись от физических устройств и в данной статье мы начнем знакомство с ним.

Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.

Что такое LVM и для чего он нужен

Давайте начнем с самого начала и посмотрим, как устроена классическая дисковая система, в ее основе лежат физические устройства хранения: жесткие диски, SSD, RAID-массивы и т.д. Каждое физическое устройство содержит логическую разметку — разделы. Каждый раздел может содержать либо файловую систему, либо вложенные разделы. В любом случае общая емкость разделов ограничена емкостью физического устройства. Ниже показана классическая схема такой разметки.

Все это просто, понятно и хорошо работает ровно до тех пор, пока дискового пространства физического диска достаточно. Если же его станет не хватать, то возникнут первые проблемы. Самым простым решением будет добавить еще один физический диск и перенести на него какой-нибудь из разделов, скажем /home, но при этом на первом физическом диске останется свободная область, которую мы уже не сможем использовать для размещения файлов домашней директории.

Точнее сможем, если смонтируем этот раздел в какую-нибудь вложенную папку, скажем /home/video, но это не решает проблемы, а только добавляет неудобства. Вместо единого дискового пространства мы получаем набор разрозненных сегментов.

Также вы можете столкнуться с ситуацией, когда каждого диска в отдельности не хватает для размещения раздела, хотя их суммарной емкости будет достаточно. Можно, конечно, попробовать объединить их в RAID массив, но это резко снизит гибкость модернизации такой системы, просто так добавить еще один диск к емкости массива уже не получится.

Во всех этих случаях нам на помощь приходит LVM, которая вводит новые уровни абстракции и позволяет работать с логическими томами, не оглядываясь на реальную конфигурацию физических устройств. В LVM существует три уровня абстракции:

• PV, Physical volume, физический том — это физический диск, либо раздел на диске, если мы не можем использовать его целиком.
• VG, Volume group, группа томов — группа томов объединяет в себя физические тома и является следующим уровнем абстракции, представляя собой единое пространство хранения, которое может быть размечено на логические разделы. Эквивалентен обычному диску в классической системе.
• LV, Logical volume, логический том — логический раздел в группе томов, аналогичен обычном разделу, представляет из себя блочное устройство и может содержать файловую систему.

Если говорить упрощенно, то между физическими носителями и логическими разделами у нас появилась дополнительная прослойка в виде группы томов, которая объединяет пространства физических дисков в одно логическое, эквивалентное одному большому диску.

При этом объединять в группу томов мы можем совершенно разные диски, не испытывая ограничений ни по размеру, ни по скорости. При этом мы можем спокойно добавлять в группу томов новые физические устройства, удалять старые, изменять размеры и расположение логических томов и все это в онлайн-режиме.

LVM и RAID

Теперь о том, чем LVM не является. Как следует из названия, LVM — это менеджер логических томов, т.е. разметки верхнего уровня, максимально абстрагированной от физических устройств. RAID — это избыточный массив независимых дисков, задача которого — обеспечить избыточность и тем самым обеспечить защиту от отказа одного или нескольких физических дисков. О логической разметке RAID не имеет никакого представления, работая исключительно с физическими устройствами или разделами на них.

Можно ли с помощью LVM реализовать некоторые функции RAID? Можно, но в этом случае либо будут использоваться собственные решения, серьезно уступающие программному RAID Linux (mdraid), либо вызовы будут передаваться модулю md, т.е. тому же самому mdraid.

При этом достаточно сильно пострадает простота и прозрачность управления массивами, что может поставить вас в затруднительное (если не хуже) положение в нештатных ситуациях, особенно если вы не обладаете достаточным опытом работы с LVM.

Поэтому, в строгом соответствии с философией UNIX, мы считаем, что каждый должен выполнять свою задачу и делать это хорошо. Поэтому для создания избыточных дисковых массивов мы будем продолжать использовать программный RAID, а предоставляемые им md-устройства использовать в качестве физических томов LVM.

Экстенты и способы их отображения

Единицей организации дискового пространства в LVM является экстент — некоторая минимальная область данных, которая может быть организована в составе логического тома. Выделить объем менее одного экстента LVM не может. Размер экстента определяется группой томов и зависит от ее объема, минимальный размер экстента 4 МБ, впоследствии это значение остается постоянным для группы томов на всем протяжении ее существования.

Все входящие в группу томов физические тома разделяются на физические экстенты, логические тома в свою очередь содержат логические экстенты, размеры физических и логических экстентов равны.

При создании логического тома ему выделяется некоторый непрерывный диапазон экстентов, каждому логическому экстенту соответствует физический экстент одного из физических томов. При этом не обязательно все логические экстенты должны соответствовать экстентам одного физического тома либо идти подряд, одному логическому тому могут соответствовать различные наборы физических экстентов с различных физических томов.

Если снова упростить ситуацию, то LVM можно рассматривать как некую таблицу соответствия, в которой записано какой логический экстент относится к какому физическому. Таким образом мы можем иметь логический том, фактически располагающийся на нескольких физических томах, при этом система будет видеть его как одно непрерывное пространство.

Размещение логических экстентов на физических томах называют отображением и существуют разные алгоритмы для этого. Наиболее простым является линейное отображение, при котором логические экстенты последовательно отображаются на свободные физические. Если физических экстентов одного физического тома не хватает для отображения всех логических экстентов, то начинают использоваться экстенты следующего физического тома.

Казалось бы, все понятно, но есть одна особенность. Давайте еще раз посмотрим на схему выше. У нас есть условный логический том содержащий 8 экстентов и два физических, по четыре экстента в каждом. При линейном отображении экстенты распределены между физическими томами последовательно и при заполнении логического тома на 75% мы получим полностью заполненный первый физический том и наполовину заполненный второй.

Чтение и запись при линейном отображении выполняются последовательно, со скоростью того физического диска, на котором расположен физический экстент. Если в составе группы томов используются диски с разной скоростью доступа, то скорость работы с логическим томом будет меняться, в зависимости от того, на какой диск отображен логический экстент.

Линейное отображение является наиболее простым и удобным в работе, так для расширения логического тома нам достаточно добавить в группу один или несколько физических томов, а затем добавить в логический том дополнительные экстенты, отобразив их на свободные физические экстенты новых дисков. Этого вопроса мы еще коснемся позднее.

Но есть одна серьезная проблема и связана она с SSD, во-первых, твердотельные диски не следует заполнять на 100%, так как это приводит к ухудшению работы сборщика мусора и деградации производительности. Во-вторых, при использовании в составе группы томов нескольких SSD мы получим неравномерную нагрузку на диски и, как следствие, повышенный износ некоторых из них.

Решить эту проблему можно при чередующемся способе отображения (stripe, «полосатое»). В этом случае логические экстенты отображаются между физическими томами в порядке чередования, количество полос чередования определяет количество физических томов, которые будут для этого использоваться. По понятным причинам количество полос не может превышать количество физических томов.

Чередующееся отображение обеспечивает равномерную нагрузку и заполнение физических дисков, поэтому для твердотельных накопителей следует использовать именно его. Также нетрудно заметить, что такая схема чем-то похожа на RAID 0. Это действительно так и операции чтения-записи можно производить параллельно, достигая более высоких скоростей дисковых операций. По этой причине чередующееся отображение может быть использовано и вместе с HDD в целях повышения производительности тома. Чем больше число полос, тем выше производительность.

Однако данный способ накладывает свои ограничения, для расширения тома мы должны использовать количество дисков кратное числу полос. Кроме того, чередование будет производиться только внутри группы дисков, для лучшего понимания этого момента обратите внимание на схему:

Мы расширили существующий логический том с 8 до 16 экстентов. При этом первые 8 экстентов как чередовались между первыми двумя физическими томами, так и продолжили чередоваться. А следующие 8 экстентов стали чередоваться между двумя добавленными физическими томами. Таким образом при заполнении логического тома сначала будут заполнены первые два физических диска, а только затем начнет заполняться вторая пара. Кроме того, если речь идет о твердотельниках, первая пара дополнительно будет испытывать повышенную нагрузку.

Фактически мы получили линейное отображение на две пары физических дисков. Поэтому расширять чередующиеся массивы на твердотельных накопителях не следует. Правильным решением будет создание нового тома с большим числом полос.

Несомненным достоинством LVM является то, что при должном опыте и знаниях том можно расширить и с изменением числа полос полностью в онлайн-режиме, т.е. не останавливая работы хранилища.

Управление томами в LVM

Как мы уже говорили, LVM позволяет гибко управлять дисковым пространством без привязки к физическим накопителям, это позволяет добавлять, удалять или менять физические диски без перерыва в работе хранилища, разве что на время физической замены оборудования. Рассмотрим несколько примеров.

Начнем с наиболее распространенного сценария — расширения. Количество данных обычно только растет и свободного места начинает не хватать. В классической дисковой системе нам потребуется либо заменить текущий диск диском большего объема, либо перенести часть данных на другой раздел.

LVM позволяет добавить один или несколько дисков меньшей емкости, расширив логический том за счет их пространства. Прежде всего нам следует добавить новые физические диски — физические тома по терминологии LVM — в группу томов. Таким образом у нас появятся дополнительные свободные физические экстенты. После мы просто добавим в логический том нужное количество экстентов, которые LVM отобразит на физические экстенты новых дисков, тем самым увеличив размер тома. Останется только увеличить размер файловой системы.

Другой довольно распространенный сценарий — замена оборудования. При большом объеме хранящихся данных это может быть не простой задачей. Но LVM снова придет на помощь. Точно также добавляем новые физические тома в группу томов и запускаем специальную операцию по переносу физических экстентов с одного физического тома на другие. Единственное условие — группа томов должна содержать нужное количество свободных экстентов, количество и размер новых дисков роли не играют.

Перемещение может занять длительное время, но хранилище при этом остается доступным, разве что несколько снизится производительность. По окончанию переноса экстентов просто выводим нужный физический том из группы томов и удаляем из LVM, теперь его можно физически изъять из сервера в любое подходящее для этого время.

Обратите внимание, что в отличие от дисковых утилит, которые работают на уровне разделов, LVM перемещает именно физические экстенты и изменяет сопоставление отображения для логических томов. Таким образом если на диске sda (по схеме) у нас находился корневой раздел и часть /home, то именно эти части и будут перенесены на новый диск, перемещать раздел полностью нет никакой необходимости, даже если перемещаемые экстенты отображены куда-нибудь в середину логического тома.

Данный материал является обзорным и предназначен для формирования общего понимания структуры LVM и принципов его работы. Поэтому мы сознательно оставили за кадром многие иные возможности LVM, такие как снимки или тонкие тома. В дальнейших материалах мы будем рассматривать практическую работу с LVM также от простого к сложному, потому как решаемые задачи не должны опережать имеющиеся навыки и знания, особенно в такой ответственной области как системы хранения.

Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.

Помогла статья? Поддержи автора и новые статьи будут выходить чаще:

Или подпишись на наш Телеграм-канал:

LVM — это просто!

Собственно, хочется просто и доступно рассказать про такую замечательную вещь как Logical Volume Management или Управление Логическими Томами.
Поскольку уже давно пользуюсь LVM-ом, расскажу что он значит именно для меня, не подглядывая в мануалы и не выдёргивая цитаты из wiki, своими словами, чтобы было понятно именно тем кто ничего о нем не знает. Постараюсь сразу не рассказывать о всяческих «продвинутых» функциях типа страйпов, снапшотов и т.п.

LVM — это дополнительный слой абстракции от железа, позволяющий собрать кучи разнородных дисков в один, и затем снова разбить этот один именно так как нам хочется.

есть 3 уровня абстракции:
1. PV (Physical Volume) — физические тома (это могут быть разделы или целые «неразбитые» диски)
2. VG (Volume Group) — группа томов (объединяем физические тома (PV) в группу, создаём единый диск, который будем дальше разбивать так, как нам хочется)
3. LV (Logical Volume) — логические разделы, собственно раздел нашего нового «единого диска» ака Группы Томов, который мы потом форматируем и используем как обычный раздел, обычного жёсткого диска.
это пожалуй вся теория. 🙂 теперь практика:
для работы нужны пакеты lvm2 и возможность работать с привелегиями root поэтому:
$ sudo bash
# apt-get install lvm2

допустим у нас в компе есть жёсткий диск на 40Гб и нам удалось наскрести немного денег и наконец-то купить себе ТЕРАБАЙТНИК! :))) Система уже стоит и работает, и первый диск разбит одним разделом (/dev/sda1 как / ), второй — самый большой, который мы только подключили — вообще не разбит /dev/sdb…
Предлагаю немножко разгрузить корневой диск, а заодно ускорить (новый диск работает быстрее старого) и «обезопасить» систему с помощью lvm.
Можно делать на втором диске разделы и добавлять их в группы томов (если нам нужно несколько групп томов),
а можно вообще не делать на диске разделы и всё устройство сделать физическим разделом (PV)

# pvcreate /dev/sdb
Physical volume «/dev/sdb» successfully created

Создаём группу томов с говорящим названием, например по имени машины «ws», чтобы когда мы перетащим данный диск на другую машину небыло конфликтов с именами групп томов:

# vgcreate ws /dev/sdb
Volume group «vg0» successfully created

желательно внести с корневого раздела такие папки как /usr /var /tmp /home, чтобы не дефрагментировать лишний раз корневой раздел и ни в коем случае его не переполнить, поэтому создаём разделы:

# lvcreate -n usr -L10G ws # здесь мы создаём раздел с именем «usr», размером 10Gb
Logical volume «usr» created
по аналогии делаем то же для /var, /tmp, /home:
root@ws:

# lvcreate -n var -L10G ws
root@ws:

# lvcreate -n tmp -L2G ws
root@ws:

# lvcreate -n home -L500G ws
у нас ещё осталось немного свободного места в группе томов (например для будущего раздела под бэкап)
посмотреть сколько именно можно командой:
root@ws:

# vgdisplay
информацию по созданным логическим томам
root@ws:

# lvdisplay
информацию по физическим томам
root@ws:

разделы что мы создали появятся в папке /dev/[имя_vg]/, точнее там будут ссылки на файлы,
lrwxrwxrwx 1 root root 22 2009-08-10 18:35 swap -> /dev/mapper/ws-swap
lrwxrwxrwx 1 root root 21 2009-08-10 18:35 tmp -> /dev/mapper/ws-tmp
lrwxrwxrwx 1 root root 21 2009-08-10 18:35 usr -> /dev/mapper/ws-usr
lrwxrwxrwx 1 root root 21 2009-08-10 18:35 var -> /dev/mapper/ws-var
и т.д…

дальше lvm уже почти кончается… форматируем наши разделы в любимые файловые системы:
root@ws:

# mkfs.ext2 -L tmp /dev/ws/tmp
root@ws:

# mkfs.ext4 -L usr /dev/ws/usr
root@ws:

# mkfs.ext4 -L var /dev/ws/var
root@ws:

# mkfs.ext4 -L home /dev/ws/home

кстати, не плохо было бы сделать раздел подкачки:
root@ws:

# lvcreate -n swap -L2G ws
root@ws:

# mkswap -L swap /dev/ws/swap
root@ws:

создаём папку и подключая по очереди новообразовавшиеся тома, копируем в них нужное содержимое:
root@ws:

# mkdir /mnt/target
root@ws:

# mount /dev/ws/home /mnt/target
копируем туда всё из папки /home своим любимым файловым менеджером (с сохранением прав доступа), например так ;):
root@ws:

# cp -a /home/* /mnt/target/
root@ws:

# umount /mnt/target/
кстати, для папки temp необходимо только поправить права, копировать туда что-либо необязательно:
root@ws:

# mount /dev/ws/tmp /mnt/target && chmod -R a+rwx /mnt/target && umount /mnt/target/
добавляем нужные строчки в /etc/fstab, например такие:
/dev/mapper/ws-home /home ext4 relatime 0 2
/dev/mapper/ws-tmp /tmp ext2 noatime 0 2
/dev/mapper/ws-swap none swap sw 0 0
и перезагружаемся… (продвинутые господа могут обойтись без перезагрузки ;))

На вкусное, хочу предложить более продвинутую штуку:
допустим у нас есть система с разделом на LVM, а жёсткий диск начал сбоить, тогда мы можем без перезагрузки переместить всю систему на другой жёсткий диск/раздел:

# On-line добавление/удаление жёстких дисков с помощью LVM (пример)

# pvcreate /dev/sda1 # наш эмулятор сбойного диска
Physical volume «/dev/sda1» successfully created

# pvcreate /dev/sdb1 # наш эмулятор спасательного диска
Physical volume «/dev/sdb1» successfully created

# vgcreate vg0 /dev/sda1 # создаю группу томов vg0
Volume group «vg0» successfully created

# lvcreate -n test -L10G vg0 #создаю раздел для «важной» инфы
Logical volume «test» created

# mkfs.ext2 /dev/vg0/test # создаю файловую систему на разделе
root@ws:

# mount /dev/mapper/vg0-test /mnt/tmp/ #монтирую раздел
… # заполняю его информацией, открываю на нем несколько файлов и т.п.

# vgextend vg0 /dev/sdb1 # расширяю нашу групу томов на «спасательный» диск
Volume group «vg0» successfully extended

# pvmove /dev/sda1 /dev/sdb1 #передвигаю содержимое с «умирающего» диска на «спасательный»
/dev/sda1: Moved: 0.9%
/dev/sda1: Moved: 1.8%
…
/dev/sda1: Moved: 99.7%
/dev/sda1: Moved: 100.0%

# vgreduce vg0 /dev/sda1 # убираю «умирающий» диск из группы томов.
Removed «/dev/sda1» from volume group «vg0»

Итого:
Я создал логический раздел, отформатировал его, примонтировал и заполнил нужными данными, затем переместил его с одного устройства на другое, при этом раздел остался примонтирован и данные всё время оставались доступны!
Подобным образом мне удавалось без перезагрузки перенести всю систему с умирающего диска на рэид-массив. 🙂

Что такое LVM и как с ним работать?

Пытаясь повысить уровень безопасности данных, разработчики внедряют новые технологии в свои операционные системы. В этой статье мы рассмотрим одну из них – LVM – и поговорим об основных ее преимуществах.

Содержание

Что такое LVM и как он работает?

LVM (logical volume manager) – это технология, позволяющая использовать некоторые части вашего жесткого диска (или нескольких дисков) и объединять их в один логический том для дальнейшей работы. Благодаря этому вы можете более гибко распределять общее пространство, поскольку вы не ограничены одним жестким диском. LVM также работает с SSD-накопителями.

Давайте подробнее рассмотрим, как работает LVM.

Представьте, что у вас есть два жестких диска по 100 ГБ (2 x 100 ГБ). Используя обычное разделение, вы можете создавать тома до 100 ГБ на каждом диске.

Если вы будете использовать LVM для этой цели, вы можете создать, например, один том на 120 ГБ в общем пространстве, и, соответственно, второй том — на 80 ГБ. То есть, LVM создает некоторое абстрактное пространство, которое объединяет дисковые объемы обоих жестких дисков, а затем вы можете разделить общее дисковое пространство, как хотите.

Схематически это выглядит так:

Такой принцип можно реализовать с помощью подсистемы отображения устройства.

Начальные разделы делятся на блоки или блочные устройства (физические тома (pv)) и объединяются в один виртуальный том, точнее, группу томов (vg). Затем этот виртуальный том делится на логические тома (lv). Файловой системой логический том воспринимается как обычное блочное устройство, хотя отдельные физические тома могут размещаться на нескольких физических устройствах (а также сам физический том может использоваться в составе RAID).

Дополнительную информацию о RAID можно найти в статье «Что такое RAID и для чего он используется?”

Преимущества и недостатки LVM

Прежде чем принять решение, стоит ли вам использовать LVM, рассмотрите основные преимущества и недостатки его использования. Ведь для одних людей LVM будет лучшим решением, тогда как для других его использование обернется полным разочарованием.

Начнем с преимуществ. LVM работает на уровне ядра. Это гарантирует максимальную прозрачность конфигурации и использования диска. Приложения смогут работать с логическими виртуальными разделами LVM так же, как с обычными.

Основным преимуществом использования LVM является возможность произвольно создавать, изменять размер, переименовывать тома в общем пространстве без перезагрузки компьютера.

Вы также можете динамически изменять размеры томов. Например, сначала вы создаете том небольшого размера, а затем настраиваете его расширение по мере заполнения.

Кроме того, вы можете объединить любое количество дисков в один логический пул, а затем создать столько томов, сколько вам нужно, быстро и легко.

Кроме того, LVM позволяет создавать снепшоты логических томов без остановки операционной системы и использовать расширенные функции шифрования.

LVM прекрасно подходит для домашних серверов, на которых хранится много данных. Вместе с быстрой файловой системой он может предоставить вам отличные возможности для работы.

Но технология LVM имеет некоторые недостатки, которые могут быть препятствием для ее использования.

Важнейшим недостатком является то, что LVM добавляет еще один виртуальный уровень, который может повлиять на производительность системы. Это может быть незаметно при домашнем использовании, но не при работе с сильно загруженными системами и серверами. Проблема состоит в том, что даже малейшее снижение производительности может оказать серьезное влияние на доступность данных клиентов. В качестве примера можно рассмотреть видеохостинг. Поскольку такие пулы имеют большое количество подключений от клиентов, малейшие падения производительности могут сделать их видео недоступными.

Еще одна проблема заключается в том, что при создании снепшотов также падает производительность. Это ограничивает их использование в производственных системах.

И последним недостатком является то, что современные файловые системы (например, Btrfs и ZFS) имеют много ограничений по их использованию в производительной системе функций LVM (например, текущее изменение размера томов, создание снепшотов и т.п.). И в некоторых случаях смысл использования LVM просто теряется.

Как работать с LVM?

Опция настройки LVM доступна при установке любого современного дистрибутива Linux, но как с ней работать?

LVM состоит из трех уровней:

• физический том (один или несколько);
• группа физических томов (также называемая PV);
• логический том, который будет доступен для программ (также называемый LV);

3.1 Как установить LVM?

Первое, что вам нужно сделать перед созданием LVM, это установить программу LVM2. Это можно сделать с помощью terminal, выполнив команду:

После установки LVM2 вы можете начать работу со своими дисками.

3.2 Как инициализировать физические тома LVM?

Теперь нам нужно инициализировать физические тома LVM. Прежде всего мы должны решить, какие тома мы будем использовать. Допустим, это будут dev/sda6 и dev/sda7. Чтобы их инициализировать, выполните команду:

Чтобы проверить, правильно ли инициализированы физические тома, воспользуйтесь командой:

Система покажет все логические тома в системе.

Вы также можете просмотреть подробные атрибуты разделов с помощью такой команды:

Если вы хотите узнать размер отдельного блока памяти LVM, проверьте атрибут PE Size. По умолчанию это 4 МБ, но вы можете в любой момент изменить его.

3.3 Как создать группу томов LVM?

Группа томов (VG) – это общий пул памяти, состоящий из нескольких инициированных физических томов. Этот пул можно конвертировать в логические тома, и вы не будете ограничены размером памяти физического диска. Все диски внутри группы томов должны быть инициализированы.

Вы можете создать группу томов с помощью такой команды:

Теперь, чтобы проверить, все ли в порядке, воспользуйтесь командой:

Теперь мы готовы к созданию логических томов.

3.4 Как создать логические тома LVM?

Логические тома LVM создаются с помощью команды lvcreate. Как вы помните, с технологией LVM вы не ограничены физическим размером какого-либо одного диска. Это означает, что теперь вы будете произвольно использовать все хранилище пула памяти.

Как вы помните, у нас было два жестких диска по 100 ГБ каждый. Но теперь мы создадим два логических тома – 80 ГБ и 120 ГБ. Для этого используем следующую команду:

…где 80G – это размер вашего тома.

Таким образом, команда для создания тома 100 ГБ будет выглядеть так:

Вы можете также использовать следующие буквы, чтобы указать размер тома:

• B — байты;
• K — килобайты;
• M — мегабайты;
• G — гигабайты;
• T – терабайты;

Чтобы проверить список созданных логических томов, воспользуйтесь командой:

Если все сделано правильно, вы увидите только что созданные логические тома, а также подробную информацию о каждом из них.

3.5 Как подключить том LVM?

На этом этапе мы можем смонтировать наши новые логические тома. Но сначала мы должны их отформатировать. Это можно сделать так же, как с обычным томом. Мы можем использовать стандартную команду:

…где logical_vol1 и logical_vol2 являются именами наших томов.

Чтобы подключить тома, используйте команды:

Теперь вы можете работать с нашими логическими томами как с обычными дисками.

Как видите, работа с логическими томами похожа на работу с обычными дисками. Вы можете форматировать, переименовывать и изменять их без проблем.

Типы томов в LVM

В LVM можно использовать три типа томов – Линейные тома, Страйпы и Зеркальные тома.

Линейные тома используются в LVM по умолчанию. Фактически это обычные тома без добавочных функций: никаких дополнительных преимуществ относительно надежности или производительности. На самом деле они похожи на RAID 0. Если вы хотите знать разницу между LVM и RAID – прочтите статью «Особенности и разница между RAID lvm и mdadm»

Страйп-lvm полезны, когда вы хотите увеличить скорость чтения/записи для вашего тома LVM. Их можно создать с помощью команды:

…где -i – количество страйпов (это число не может быть больше количества физических дисков), а -L – размер одного страйпа (не может быть больше, чем размер диска).

Это хорошее решение, если вы не боитесь потерять данные. Ведь в такой системе, если один диск выйдет из строя – вся информация будет потеряна. Striped LVM volume также используется, если вы хотите уменьшить нагрузку на жесткие или SSD-диски. Но проблема та же — если один диск ляжет, вы потеряете все данные.

Следующим типом томов LVM является зеркальный том. Этот том является аналогом RAID 1 и создает базу данных для каждого диска в группе.

Этот метод позволяет сохранить копию данных даже при проблемах с физическими носителями. Если один диск выходит из строя – все ваши тома будут переведены в линейные и вы продолжите считывать информацию. В то же время такой LVM будет значительно медленнее, поскольку компьютеру придется несколько раз записывать данные.

Чтобы создать зеркальный том LVM, воспользуйтесь командой:

Как удалить или изменить размер тома LVM?

Существуют ситуации, когда свободное пространство памяти вашего тома LVM заканчивается. Это не проблема, поскольку вы можете добавить новый жесткий диск в свою группу LVM.

5.1 Как изменить размер логического тома?

Вы можете изменить размер логических томов независимо от места на физическом диске. Если пул памяти имеет свободное место, вы можете использовать его для любого логического тома. Это можно сделать с помощью команды lvextend. Давайте изменим размер нашего тома в LVM с 80 ГБ до 100 ГБ. Для этого воспользуемся командой:

…где -L+100G – это новый размер вашего тома.

Чтобы уменьшить размер LVM, вместо + используйте –

Итак, команда для уменьшения объема LVM будет выглядеть так:

5.2 Как удалить том LVM?

Если вам не нужен том LVM, его всегда можно удалить. Но соблюдайте осторожность, поскольку все данные будут потеряны. Чтобы удалить том LVM, воспользуйтесь командой:

Теперь том LVM полностью удален.

Моментальные снепшоты в LVM

Технология LVM позволяет создавать моментальные снимки. Это очень полезно, если вам нужно внести некоторые изменения, но вы не уверены в конечном результате. Вы можете создать снепшот и в случае проблем «вернуться» к нему. В то же время вам не нужно останавливать машину, что особенно важно для серверов в продакшн-компаниях, где многие сотрудники могут получить доступ к данным.

Важно: снепшот не является резервной копией.

Когда вы делаете «снимок», все процессы записи прекращаются на несколько миллисекунд (все зависит от объема данных и производительности сервера). Обычный пользователь не обратит на это внимания.

Кроме того, в случае возникновения проблем вы можете быстро вернуть сервер в рабочее состояние.

Для снепшотов не требуется много свободной памяти, поэтому они очень полезны.

В то же время вы не можете сохранять свой «снимок» слишком долго, поскольку он загрузит жесткий диск и операционную систему. Вот почему для длительного хранения полезнее регулярное резервное копирование.

Чтобы создать снимок в LVM, воспользуйтесь командой:

…где -L 1G – это объем памяти, зарезервированный для снимка, а vg_data-lv_data – это его имя.

Чтобы проверить подробную информацию о вашем снепшоте, воспользуйтесь командой:

Как видите, создавать снепшоты в LVM быстро и легко.

LVM+RAID и RAID+LVM

Многие пользователи спрашивают: можно ли создать том LVM на основе RAID-массивов и наоборот – создать RAID-массив на основе томов LVM?

Ответ «Да». Но есть некоторые детали, которые вы должны знать перед началом такого процесса.

Если вы хотите создать массив RAID на основе томов LVM, вам нужно знать, как LVM распространяет данные. Том LVM будет заполнять первый диск, в то время как второй диск не будет использоваться (во время линейногораспределения данных). Идентификатор этого процесса показан на рисунке ниже:

Такое распределение является большой проблемой для SSD накопителей, поскольку сильно увеличивает износ заполненного диска, к тому же существенно снижает производительность системы. Даже если вы будете использовать метод четности (две группы дисков с паритетом) – это не изменит ситуацию. Проблема состоит в том, что четность будет использоваться внутри группы, но не между всеми дисками. Заполнение второй группы начнется только в том случае, если первая группа будет заполнена.

Поэтому лучше том LVM на основе RAID-массивов. Утилита mdadm правильно распределит нагрузку между дисками, а также вы сможете добавить диски в хранилище. Проблема заключается в том, что LVM затруднительно администрировать. Чтобы правильно с ним работать, нужно знать множество команд.

Итак, если вы не фанат Linux, это не ваш вариант. В таком случае лучше использовать обычный массив RAID, поскольку Windows и Mac OS не могут работать с LVM.

Что делать, если данные потеряны?

Использование технологий, предназначенных для повышения безопасности данных или гибкости распределения дискового пространства, не всегда хорошо заканчивается. В некоторых случаях это может спровоцировать больше проблем, чем использование обычных дисков. Особенно это актуально для неопытных пользователей, которые хотят получить что-то большее от конфигурации своего компьютера, но не знают, как правильно справиться с конструкцией диска. Вот почему важно знать, что делать, если важные данные потеряны.

Во-первых, не паникуйте и воспользуйтесь профессиональным инструментом для восстановления данных.

Сейчас наиболее эффективным решением для получения важных данных с массива RAID является RS RAID Retrieve.

Встроенный конструктор RAID воссоздаст ваш массив RAID или том LVM, и вы сможете переместить свою информацию в безопасное место.

Давайте подробнее рассмотрим, как вы можете получить данные:

Шаг 1. Загрузите и установите RS RAID Retrieve. Запустите приложение после установки. Перед вами откроется встроенный Конструктор RAID». Нажмите «Далее»

Шаг 2. Выберите способ добавления массива RAID в том LVM для сканирования. RS RAID Retrieve предлагает три варианта выбора:

• Автоматический режим – позволяет просто указать диски, которые составляли массив или том LVM, и программа автоматически определит их порядок, тип массива и другие параметры;
• Поиск по производителю – этот параметр следует выбрать, если вы знаете производителя RAID-контроллера. Этот вариант также автоматический и не требует никаких знаний о структуре массива RAID. Наличие информации изготовителя позволяет сократить время создания массива, а следовательно, это быстрее, чем предыдущий вариант;
• Создание вручную – этот параметр следует использовать, если вы знаете, какой тип RAID вы используете. При этом вы можете указать все параметры, которые вам известны, а те, которые вам не известны, программа автоматически определит.

После выбора соответствующего параметра нажмите «Далее».

Шаг 3. Выберите диски, которые составляют массив RAID или том LVM, и нажмите «Далее». Это запустит процесс обнаружения конфигураций массива. По завершении нажмите «Готово».

Шаг 4. После того, как конструктор создаст том LVM (или массив RAID на основе томов LVM), он будет отображаться как обычный диск. Дважды щелкните по нему левой кнопкой мыши. Перед вами откроется Мастер восстановления файлов. Нажмите «Далее»

Шаг 5. RS RAID Retrieve предложит просканировать ваш массив или LVM, чтобы найти файлы для восстановления. У вас будет два варианта: быстрое сканирование и полный анализ массива. Выберите нужный вариант. Затем выберите тип файловой системы, используемый в массиве. Если вы не знаете эту информацию, проверьте все доступные опции, как на скриншоте. Стоит отметить, что RS RAID Retrieve поддерживает все современные файловые системы.

Шаг 6. Начнется процесс сканирования. Когда он завершится, вы увидите предварительную структуру файлов и папок. Найдите нужные файлы, щелкните правой кнопкой мыши на них и выберите «Восстановить»

Шаг 7. Укажите место, где будут сохранены восстановленные файлы. Это может быть жесткий диск, ZIP-архив или FTP-сервер. Нажмите «Далее»

После нажатия кнопки «Далее» программа начнет процесс восстановления. После его завершения вы найдете выбранные файлы в указанном месте.

В конце концов, когда файлы успешно восстановлены, снова создайте том LVM, а затем скопируйте файлы обратно.

Как вы видите, с помощью RS RAID Retrieve легко вытащить важные данные из сломанной LVM. Кроме того, вам не нужно дополнительное программное или аппаратное обеспечение. Просто подключите накопители к ПК и воспользуйтесь приведенной выше инструкцией. Быстро и легко.

Компьютерная грамотность с Надеждой

Заполняем пробелы — расширяем горизонты!

Физические и логические диски

Главными в компьютере являются процессор и оперативная память. Но они работают только тогда, когда компьютер включен. А что происходит с информацией, когда компьютер выключен?

Тогда информация хранится на жестком диске (винчестере). При включении компьютер загружается именно со своего жесткого диска.

Есть и другие устройства для хранения данных – дискеты, флешки, CD и DVD-диски.

Что такое физический и логический жесткий диск

Жесткий диск является физическим устройством, т.е. его можно физически установить, заменить или удалить.

Для удобства работы жесткий диск разбивают на логические диски, которые являются виртуальными и их нельзя, что называется, потрогать руками.

На одном жестком диске может быть:

• либо несколько логических дисков,
• либо один-единственный логический диск.

Например, если на одном компьютере работают несколько пользователей, то удобно сделать так, чтобы у каждого из них был свой логический диск для хранения своей информации.

Имена дисков

Каждый диск на компьютере (как физический, так и логический) в обязательном порядке должен иметь свое имя. Дискам принято давать имена заглавными латинскими буквами, после которых обязательно присутствует двоеточие – A:, B:, C:, D:, E: и так до конца алфавита.

Не могу вспомнить случая, когда использовалась хотя бы половина латинского алфавита для обозначения имен дисков. Первые две буквы (A: и B:) зарезервированы для обозначения дискет (гибких дисков), а имя первого жесткого диска обычно бывает C:

Если есть один дисковод для работы с дискетами и один жесткий диск, то их имена будут не A: и B:, а A: и C:, так как имя B: принадлежит гибкому диску. Сейчас на компьютере может уже и не быть дисководов для работы с дискетами, однако имена A: и B: все равно не используются для других целей.

Как уже упоминалось, жесткий диск может быть разбит на несколько частей, каждой из которых присваивается свое логическое имя.

Например, жесткий диск C: объёмом 30 Гигабайт можно разбить на логические диски C: объёмом 20 Гигабайт и D: объёмом 10 Гигабайт или на C:, D: и E: различной емкости.

Жесткий диск с помощью специальных программ можно разбить так, чтобы на одном логическом диске (на диске C:) хранить операционную систему, а на другом (на диске D:) – данные пользователя. Тогда, например, при сбое пропадет только информация на диске C:, а бесценная информация пользователя сохранится на диске D:. Хотя сейчас многие пользуются одним логическим диском C:.

Для имен CD и DVD дисков используют буквы латинского алфавита, которые следуют сразу за теми, что были не использованы для логических имен жесткого диска. При подсоединении к компьютеру, например, флешки она будет обозначаться первой незанятой буквой латинского алфавита.

Рис. 1. Диски: их имена и значки

Пример. На рисунке видно, что в компьютере есть дисковод для дискет A:, два раздела жёсткого диска C: и D: (два логических диска), дисковод для компакт-дисков E: и подключена флешка, которая обозначается буквой F:.

Кстати, обратите внимание, что картинки (точнее, значки) для обозначения жесткого диска, дисковода для дискет, дисковода для компакт-дисков и для флешки являются разными, чтобы их легче было различать.

Важнейшей характеристикой дисков является их объём (так называемый объём дисковой памяти). Давайте посмотрим, каким образом его можно определить для разных версий Windows: 10, 8, 7 и XP.

Примечание. Рисунки, которые идут ниже, кликабельны: один клик по рис. увеличивает его до максимального размера, второй клик возвращает в исходное состояние.

Диски Windows 10: cколько места свободно и сколько занято

В Windows 10 посмотреть, сколько осталось свободного места на диске и сколько там занято, можно одним из двух способов:

1. через Проводник,
2. либо через «Управление дисками».

Если кликнуть правой кнопкой мыши (ПКМ) по значку «Пуск» (1 на рис. 2), то можно открыть:

• либо «Проводник» (2 на рис. 2),
• либо «Управление дисками» (3 на рис. 2):

Рис. 2. Где в Windows 10 находится Проводник и Управление дисками

Сначала давайте откроем «Проводник» (2 на рис. 2), в котором нас интересует опция «Этот компьютер» (1 на рис. 3):

Рис. 3. Опция «Этот компьютер» в Windows 10

Если кликнуть по значку «Acer (C:)» левой кнопкой мыши (2 на рис. 3), то будет показано содержимое диска. А если щелкнуть по этому значку ПКМ (правой кнопкой мыши), то откроется меню, в котором нас интересует опция «Свойства» (2 на рис. 4):

Рис. 4. Диск Windows 10, нам нужны «Свойства»

В «Свойствах» диска показывается, сколько занято места на диске и сколько свободно (рис. 5):

Рис. 5. Диски Windows 10: сколько места свободно и сколько занято

Другой способ для того, чтобы определить размер свободного и занятого диска в Windows 10, состоит в том, что можно по кнопке «Пуск» (1 на рис. 2) кликнуть ПКМ (правой кнопкой мыши). Далее выбираем опцию «Управление дисками», после чего откроется окно:

Рис. 6 (клик по рис. для увеличения). Управление дисками в Windows 10

Диск 0 на рис. 6 — это системный диск, занятый системой. Нас интересует диск «Acer (C:)». Если по нему кликнуть, будет показана информация, что на диске свободно 59% (рис. 6) или 139 гигабайт.

Диски в Windows 8

В Windows 8 с помощью Поиска (значок Поиска имеет вид лупы) ищем приложение «компьютер»:

Рис. 7. Поиск приложения Компьютер в Windows 8

Открываем приложение «Компьютер» (3 на рис. 7), появится окно с таким же названием:

Рис. 8. Информация о дисках в Windows 8

На рис. 8 видно, что имеется системный диск Windows (C:) и карта памяти Samsung_dop (D:). Также наглядно представлена информация, сколько места свободно и занято на этих дисках.

Размер диска Windows 7

На рис. 9 (первый клик по рисунку для его увеличения, второй клик — для его уменьшения) приведен путь, который надо пройти, чтобы определить размер диска в Windows 7:

Рис. 9. Как найти диски в Windows 7

• кликаем кнопку «Пуск»;
• наводим курсор на опцию «Компьютер»,
• в открывшемся окне кликаем правой кнопкой мыши по опции «Локальный диск С:»,
• в появившемся контекстном меню щелкаем по ссылке «Свойства» (рис. 9).

В результате в Windows 7 появится окно «Свойства» (рис. 10):

Рис. 10. Свойства диска. Вкладка «Общие».

Открываем вкладку «Общие» (рис. 10), смотрим, сколько места на выбранном диске C: свободно и сколько занято.

Размер диска Windows XP

Для этого открываем папку «Мой компьютер» (рис. 1). Подводим мышь к значку жесткого диска (например, C:) и кликаем правой кнопкой мыши по нему.

При этом открывается контекстное меню (то есть, меню, относящееся только к выбранному объекту), в котором щелкаем левой кнопкой мыши по опции «Свойства». При этом в открывшемся окне можно увидеть общую емкость диска C:, а так же сколько занято и сколько свободно.

Так же можно сделать для определения емкости диска D: и других устройств, если они физически присутствуют. Если дискета не вставлена в дисковод, то емкость тогда будет равна нулю.

На рисунке 11 приведена емкость флешки:

Рис. 11. Свойства флешки и размер места на флешке: сколько занято и свободно