Logical Volume Manager
Die logische Datenträgerverwaltung ist eine Methode zur Zuweisung von Computerspeicher. Es geht um die Zuweisung von Speicherplatz auf Massenspeichergeräten wie Festplatten. Sie ist flexibler als die Partitionierung des Laufwerks in statische (unveränderliche) Volumes. Mit einem logischen Volume-Manager ist es möglich, Partitionen zu vergrößern, sogar über die Größe einer physischen Platte hinaus. Es ist auch möglich, Striping zu verwenden oder Partitionen zusammenzustellen und sie während der Benutzung zu kombinieren.
Die logische Volumenverwaltung ist eine Form der Virtualisierung. Sie erleichtert die Anpassung an den sich ändernden Speicherbedarf von Computernutzern.
Gestaltung
Die Volumenmanager unterscheiden sich, aber einige grundlegende Konzepte existieren in den meisten Versionen. Der Volume-Manager beginnt mit physischen Volumes oder PVs, bei denen es sich um Festplattenpartitionen, RAID-Geräte oder SAN LUNs handeln kann. PVs werden in kleine Brocken von gleichmäßiger Größe (ein Standard von 4 MB auf HP-UX) aufgeteilt, die als physische Extents oder PEs bezeichnet werden. Die PEs werden dann zu einer Volume-Gruppe oder VG zusammengefasst.
Die gepoolten PEs können dann zu virtuellen Plattenpartitionen, die als logische Volumes oder LVs bezeichnet werden, verkettet werden. Diese LVs verhalten sich genau wie Festplattenpartitionen: Auf ihnen können mountfähige Dateisysteme erstellt werden, oder sie können als Raw-Block-Devices für Swap verwendet werden.
Die LVs können durch Verkettung weiterer PEs aus dem Pool erweitert werden. Einige Volumenmanager erlauben die Verkleinerung der LVs; einige erlauben eine Online-Größenänderung in beide Richtungen. Das Ändern der Größe des LVs ändert nicht notwendigerweise die Größe eines Dateisystems auf ihm; es ändert lediglich die Größe des darin enthaltenen Speicherplatzes. Ein Dateisystem, dessen Größe online geändert werden kann, wird empfohlen, da es dem System ermöglicht, seinen Speicherplatz on-the-fly anzupassen, ohne Anwendungen zu unterbrechen.
PVs können auch in physische Volumengruppen oder PVGs organisiert sein. Auf diese Weise können LVs gespiegelt werden, indem ihre PEs mit redundanten PEs auf einem anderen PVG gepaart werden, so dass beim Ausfall eines PVGs immer noch mindestens eine vollständige Kopie des LVs online bleibt. In der Praxis werden PVGs in der Regel so gewählt, dass sich ihre PVGs auf verschiedenen Plattensätzen und/oder Datenbussen befinden, um eine maximale Redundanz zu erreichen.
Einige Datenträgerverwalter implementieren auch eine Momentaufnahme, indem sie auf jede PE ein Copy-on-Write (COW) anwenden. Bei diesem Schema kopiert der Datenträgerverwalter ein PE in eine COW-Tabelle, kurz bevor es beschrieben wird. Auf diese Weise bleibt eine alte Version des LE - der Snapshot - erhalten, die später rekonstruiert werden kann, indem die Copy-on-Write-Tabelle auf das aktuelle LE gelegt wird. Momentaufnahmen, die gelesen und geschrieben werden, sind verzweigende Momentaufnahmen, da sie implizit abweichende Versionen eines LE erlauben.
Schnappschüsse können nützlich sein, um selbstkonsistente Versionen von flüchtigen Daten wie Tabellendateien von einer stark ausgelasteten Datenbank zu sichern oder um große Änderungen auf einen Schlag zurückzusetzen, wie z.B. bei einem Betriebssystem-Upgrade. Einige Linux-basierte LiveCD-Systeme verwenden Snapshots auch, um Lese-/Schreibzugriffe auf eine schreibgeschützte Compact Disc zu simulieren.
Nachteile
Der Grad an Indirektheit, den Volume Manager einführen, kann die Notfallwiederherstellung erschweren, insbesondere wenn das Basisbetriebssystem und andere wichtige Tools selbst auf einer LE laufen.
Implementierungen
Viele Betriebssysteme werden mit LVMs ausgeliefert:
- AIX - Logischer Volume-Manager
- FreeBSD - Vinum
- HP-UX - HP Logical Volume Manager, seit HP-UX Release 9.0 im Juli 1992.
- Linux - Logical Volume Manager (LVM) und Enterprise Volume Management System (EVMS). Beide sind Front-Ends für den Linux Device Mapper.
- Microsoft Windows - Logical Disk Manager (LDM), Windows 2000 oder spätere NT-basierte Betriebssysteme.
- OS/2 - (LVM), ab Version 4.5, einschließlich eComStation.
- Solaris - Solaris Volume Manager (SVM) in Solaris 9 und Solstice DiskSuite (SDS) bis zu Solaris 8 enthalten.
- Veritas Volume Manager (VxVM), verfügbar für eine Vielzahl von (Unix-ähnlichen) Betriebssystemen. Jetzt in der Storage Foundation Suite von Symantec enthalten
