Logical Volume Manager

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Der Logical Volume Manager (LVM) ist eine hauptsächlich im UNIX- und Linux-Umfeld verbreitete Abstraktionsebene zwischen Festplatten und Dateisystemen sowie der Name der Linux-Implementation derselben. Festplatten (Physical Volume, PV) werden zu einem Pool (Volume Group, VG) zusammengefasst, aus dem dynamisch "Partitionen" (Logical Volume, LV) angefordert werden können. Auf diesen Logical Volumes werden die Dateisysteme angelegt.

Eine Volume Group kann durch Hinzufügen von Physical Volumes erweitert werden und Logical Volumes können sich innerhalb der Volume Group über mehrere Physical Volumes erstrecken. Somit kann ein Logical Volume um ein Vielfaches größer sein als die größte im System vorhandene Festplatte.

Die wichtigsten Vorteile des LVM gegenüber der traditionell weit verbreiteten statischen Partitionierung von Festplatten liegen in der Erweiterbarkeit der Volume Groups durch Hinzufügen von Physical Volumes (Festplatten) und der daraus folgenden Erweiterbarkeit der darin enthaltenen Logical Volumes. Unter den meisten Betriebssystemen ist die Vergrößerung eines Logical Volume und des darauf angelegten Dateisystems im laufenden Betrieb möglich, ohne dass darauf laufende Applikationen durch die Vergrößerung beeinträchtigt werden.

Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, den genauen Überblick darüber zu behalten, auf welchen Physical Volumes ein Logical Volume zum liegen kommt, denn die Verteilung auf die Physical Volumes innerhalb einer Volume Group wird vom LVM automatisch vorgenommen. Bei leistungskritischen Anwendungen kann jedoch darauf geachtet werden, dass simultane Plattenzugriffe auf verschiedene Physical Volumes verteilt werden, um die Bewegung der Schreib- und Leseköpfe zu optimieren. Darüber hinaus ist es in der Praxis üblich, die Verteilung so zu steuern, dass ein Logical Volume sich nicht auf zu viele Physical Volumes verteilt. So können die Auswirkungen eines Festplattenausfalls begrenzt werden. Alle LVMs besitzen entsprechende Befehle, um die Verteilung der Daten auf den Physical Volumes im laufenden Betrieb zu prüfen und zu ändern.

[Bearbeiten] RAID-Unterstützung durch den LVM

Viele LVMs unterstützen die Organisation der Logical Volumes als RAIDs, sodass die Daten gegen Plattenausfälle geschützt werden oder der Zugriff beschleunigt wird. Da dies ohne zusätzliche Hardware geschieht, wird das Verfahren auch als SoftRAID bezeichnet. Typischerweise werden meist RAID-0 (Striping, kein Schutz gegen Plattenausfälle) und RAID-1 (Mirroring, Spiegeln) unterstützt, in manchen LVMs auch RAID-5, also Paritätsbildung. Da letzteres auch nennenswert Rechenkapazität benötigt, kommt es nur bei ausreichend ausgestatteten Systemen in Frage. Manche LVMs lizenzieren Mirroring und/oder RAID-5 separat.

[Bearbeiten] Physical und Logical Extents

Der Physical Extent (implementationsabhängig auch: Physical Partition) ist die Speichereinheit, in der die Daten der Volume Group organisiert werden. Die Größe eines Logical Volume entspricht immer dem Vielfachen der Größe eines Physical Extent in der Volume Group.

Der Logical Extent (implementationsabhängig auch: Logical Partition) fasst bei LVMs, die die Spiegelung von Logical Volumes auf mehreren Festplatten unterstützen, die Anzahl der Spiegel zusammen. Liegen zwei Spiegelhälften vor, entspricht ein Logical Extent zwei Physical Extents. Bei LVM-Implementationen, die keine Spiegelung unterstützen, entspricht ein Logical Extent immer genau einem Physical Extent.

[Bearbeiten] Betriebssysteme mit LVM-Unterstützung

AIX, HP-UX, Tru64

Komplette LVM-Unterstützung mit Spiegelung und Online-Vergrößerung von Logical Volumes. Letztere sind unter HP-UX (MirrorDisk UX, OnlineJFS) und Tru64 (AdvFS, LSM) zusätzlich lizenzpflichtig.

Linux

LVM-Implementation (1998 von Heinz Mauelshagen geschrieben), die sich in der Bedienung stark an HP-UX anlehnt. Online-Vergrößerung möglich mit Ext (Ext2 und Ext3), ReiserFS v3 und XFS. Spiegelung der Logical Volumes möglich und unabhängig vom verwendeten Dateisystem. Neben der LVM-Implementation von Red Hat (ehemals Sistina) gibt es mit EVMS auch eine Implementierung von IBM, die über LVM hinaus auch fast alle anderen Massenspeicheraufgaben unterstützt (Partitionierung, RAID, Dateisystemverwaltung).

Solaris

Ab Solaris Version 9 gehört der SVM (Solaris Volume Manager) zum Betriebssystem. Ab Solaris 10 kann auch ZFS Pooled Storage verwendet werden. Damit werden Platten oder Plattenbereiche einem Storage Pool zugeordnet. Die Dateisysteme (ZFS) werden direkt in diesem Storage Pool angelegt. Storage Pool und Dateisysteme sind dynamisch erweiterbar.

IRIX

Sowohl der alte XLV als auch der neue XVM LVM werden mit IRIX 6.5 ausgeliefert, jedoch ist für das Einrichten von Spiegeln eine zusätzliche Lizenz (Plexing Licence) notwendig.

OS/2, eComStation

Mit der Einführung des JFS im Jahr 2000 wurde gleichzeitig ein LVM eingeführt. Die Verwaltung kann über eine Kommandozeile (CLI) oder über eine Grafische Benutzeroberfläche (GUI) stattfinden. Die OS/2-Portierung von JFS war die Basis für JFS2.

FreeBSD, NetBSD, OpenBSD

Vinum bzw Gvinum ist ein LVM der von Veritas Volume Manager inspiriert wurde, aber nicht darauf basiert. Entwickelt wurde er anfangs für FreeBSD und gehört seit Version 3.0-RELEASE zu dessen Lieferumfang; inzwischen gibt es auch NetBSD- und OpenBSD-Versionen. Unterstützt werden die Raid-Levels 0, 1, 5, und JBOD. Der Name leitet sich vom lateinischen Sprichwort „In Vino Veritas“ (Vino ist der Ablativ von Vinum) und heißt wörtlich übersetzt „die Wahrheit liegt im Wein“. [1] [2]

[Bearbeiten] Sonstige LVM-Unterstützung

Veritas Volume Manager

Unterstützung verschiedener Betriebssysteme wie Solaris und Linux inklusive eines kommandozeilenorientierten sowie eines graphischen Interfaces. Veritas bietet zudem einen Cluster Volume Manager an, der logisches Volume Management in Clustern ermöglicht. Beide Volume Manager sind lizenzpflichtig.

Oracle Automatic Storage Management (ASM)

Unterstützung von Logical Volumes für Oracle Datenbanken inklusive Disk Striping und Mirroring. Die Verteilung der Daten in sogenannten Stripes erfolgt dabei nicht aufgrund der Datenmenge, sondern nach I/O-Last. Diese Last wird über ein internes Repository (Automatic Workload Repository, kurz AWR) gespeichert und ausgewertet. ASM wird kostenfrei mit der Oracle Datenbanksoftware zur Verfügung gestellt.

[Bearbeiten] Weblinks

• Umfangreiches LVM-HowTo (en)
• LVM2 Resource Page
• Enterprise Volume Management System (EVMS)