O LVM (Logical Volume Manager) é uma forma de gerenciamento de disco no Linux que permite a distribuição de partições em vários dispositivos físicos, permitindo um fácil redimensionamento da partição. 

Ele está incluído no kernel do Linux desde 1999, oferecendo flexibilidade aprimorada e organiza o espaço de armazenamento com máxim eficiência. LVM  é suportado por todas as distribuições modernas.

Esse método de configuração de armazenamento é amplamente utilizado pelos especialistas em TI para vários sistemas de servidor, NAS e SAN que executam o Linux.

Embora essa tecnologia seja muito utilizada em ambientes corporativos, ela também está se tornando comum em desktops rodando Linux e dispositivos NAS.

Vamos percorrer os conceitos-chave do Logical Volume Manager, sua arquitetura básica, pontos fortes e fracos.

Noções básicas do LVM

O Logical Volume Manager atende a uma camada de abstração entre o sistema operacional e os discos físicos dos quais faz uso. No entanto, em contraste com o modelo tradicional de gerenciamento de disco, no qual cada dispositivo de armazenamento é representado por uma única ou várias partições, os volumes lógicos no LVM não são vinculados dessa maneira a mídia digital específica: um volume pode ser distribuído em várias unidades e redimensionado ou removido a qualquer momento na mosca.

Como os dados são organizados?
Vantagens e desvantagens
Possibilidade de recuperação de dados
Noções básicas do LVM

As estruturas fundamentais de armazenamento nas quais se baseia incluem:

Volumes físicos. Os volumes físicos são essencialmente partições de disco convencionais ou dispositivos de armazenamento inteiros, como unidades de disco rígido internas ou externas, sistemas RAID baseados em software ou hardware, etc. Um ou vários volumes físicos compõem um grupo de volumes.
Grupos de volume. Um grupo de volumes pode ser comparado a uma partição virtual e é composto por um ou mais volumes físicos, formando um único conjunto de armazenamento disponível para o sistema. Pelo menos um volume físico é necessário para criar um grupo de volumes, enquanto outros podem ser adicionados posteriormente para aumentar a capacidade. Quando um grupo de volumes é criado, ele é automaticamente dividido em blocos de armazenamento do mesmo tamanho fixo, que são chamados de extensões físicas.
Extensões físicas. Uma extensão física é o menor trecho no qual os volumes físicos são clivados (o tamanho padrão é de 4 MiB). As extensões físicas podem ser descritas como partes minúsculas do armazenamento físico que podem ser alocadas para qualquer volume lógico sob demanda.
Volumes lógicos. Um volume lógico faz parte de um grupo de volumes e consiste em extensões físicas. Semelhante a uma partição padrão em um sistema gerenciado não-LVM, ele possui um ponto de montagem e um sistema de arquivos, como Ext4 ou XFS, mas, ao contrário, pode ser criado, removido ou redimensionado utilizando espaço livre no grupo de volume pertence a. Isso é obtido copiando e reorganizando as extensões físicas disponíveis durante a execução.
Como os dados são organizados?
Para organizar e acompanhar suas estruturas internas, o LVM usa rótulos e metadados de volume físico.

Um rótulo de volume físico transporta o UUID (identificador universal exclusivo) do volume físico correspondente, seu tamanho em bytes, a lista da área de dados e os locais da área de metadados. Essa etiqueta geralmente é gravada no segundo setor de 512 bytes no disco.

Os metadados são armazenados em ASCII e contêm todos os detalhes de configuração de cada grupo de volumes. Ele é gravado em uma área de metadados especial em cada volume físico que forma o grupo de volumes correspondente. Geralmente, novos metadados são adicionados ao final dos metadados antigos e, depois disso, o ponteiro para o início dos metadados é atualizado.

Além das informações sobre como e quando o grupo de volumes foi criado, seu nome, ID exclusivo, versão, propriedades, o tamanho de uma extensão, etc., os metadados incluem:

uma lista de volumes físicos consiste em junto com seus UUIDs, propriedades, número de extensões e o deslocamento para o começo da primeira extensão em setores;
uma lista de volumes lógicos, cada item do qual consiste em uma lista de segmentos de volume lógicos com mapeamento para a lista de segmentos de volume físico.
Como o Logical Volume Manager armazena essas informações diretamente em setores de disco em vez de arquivos separados, os discos permanecem legíveis após a reinstalação do Linux ou em outros casos quando o sistema de arquivos raiz é apagado.

Vantagens e desvantagens
O LVM oferece benefícios notáveis em termos de escalabilidade e gerenciamento de espaço de armazenamento:

Redimensionamento dinâmico de volumes
Em vez de configurar partições de tamanho fixo no início, o usuário pode deixar um espaço de armazenamento não particionado e adicioná-lo a uma determinada partição montada quando ela é preenchida. Não há necessidade de fazer backup de todos os dados e reformatar o armazenamento.

Espalhando um volume em vários discos
Com o Logical Volume Manager, qualquer número válido de discos físicos pode ser atribuído ao mesmo volume lógico que será reconhecido pelo sistema como uma única partição.

Expansão da capacidade ao vivo
Qualquer número válido de dispositivos de armazenamento físico de qualquer tamanho pode ser adicionado a um grupo de volumes para expandir sua capacidade sem tempo de inatividade. Por exemplo, novas unidades podem ser adicionadas ao servidor para aumentar seus recursos enquanto o sistema permanecerá online.

Provisionamento Fino
O LVM dá a possibilidade de distribuir mais capacidade de armazenamento para volumes lógicos do que de fato está disponível em um grupo de volumes. Em contraste com um conjunto de partições com um tamanho fixo, um pool thin especial pode ser criado em um grupo de volumes, o que fornecerá espaço para todos os volumes lógicos thin vinculados a ele. No entanto, nenhum dos volumes finos reserva uma parte ou todo o espaço presente para necessidades individuais até que alguns dados sejam realmente escritos para consumir esse espaço. Assim, a cada um dos volumes finos é atribuído um tamanho virtual que pode exceder a quantidade de espaço livre no armazenamento físico.

Suporte de instantâneos
O LVM suporta snapshots que permitem criar uma cópia de backup do sistema de arquivos em um determinado momento.

No entanto, atuando como uma camada adicional de abstração entre o sistema operacional e os discos que opera, gera uma complexidade adicional, particularidade no ponto de perda de dados:

Encolhimento de volume inseguro
As tentativas de reduzir o tamanho de um volume lógico ou realocar espaço de armazenamento usado por ele para outro volume geralmente resultam em corrupção e perda de dados, especialmente quando o sistema de arquivos está cheio ou encolhendo não é suportado por esse tipo de sistema de arquivos.

Não há inicialização dupla
Outros sistemas operacionais não reconhecem essa tecnologia, portanto, suas partições não podem ser acessadas a partir do Windows ou do macOS. Para um ambiente de inicialização dupla, uma partição não-LVM padrão deve ser criada.

Risco de sobrescrever
Por meio da inicialização múltipla, outros sistemas operacionais podem não detectar esse gerenciador de volumes e considerar o disco vazio, que possui a possibilidade de sobrescrever.

Nenhuma tolerância a falhas padrão
A perda ou remoção de um disco do LVM deixará o armazenamento inteiro junto com todos os arquivos inacessíveis, enquanto a probabilidade de tal falha aumenta em cada disco adicionado.

Alta probabilidade de corrupção de metadados
O LVM oferece a possibilidade de ampliar um volume lógico e seu sistema de arquivos quando estiver montado e ativo. No entanto, qualquer possível interrupção deste procedimento causada por uma queda de energia, mau funcionamento de software ou hardware ou um simples erro do usuário pode impedir que os metadados corretos sejam gravados completamente e inutilizem todo o armazenamento.

Possibilidade de recuperação de dados
As podem ler metadados nos discos do LVM e reconstruir automaticamente esse volume no modo virtual. O armazenamento virtual será adicionado à lista de armazenamentos conectados no painel esquerdo da guia principal para recuperação posterior de dados. Ao mesmo tempo, o acesso também será fornecido aos componentes de volume.

No entanto, danos graves ou sobrescritos totais de metadados do LVM podem representar um grande desafio para a recuperação de dados: na maioria das vezes, os dados no LVM são armazenados em setores não contíguos, especialmente quando há vários volumes físicos em um grupo de volumes e muitos são redimensionados. vezes.

Em alguns casos, os metadados podem ser recuperados com a ajuda de uma cópia de backup armazenada em / etc / lvm / backup. O nome do arquivo corresponderá ao nome do grupo de volumes.

WhatsApp chat