La gestion par volumes logiques (en anglais, ou LVM) est à la fois une méthode et un logiciel de gestion de l'utilisation des espaces de stockage d'un ordinateur. Il permet de gérer, sécuriser et optimiser de manière souple les espaces de stockage en ligne dans les systèmes d'exploitation de type UNIX.

On parle également de gestionnaire de volumes ou en anglais.

Concepts

Volumes physiques PV Les disques durs, partitions de disques durs, volumes RAID ou unités logiques provenant d'un SAN forment des « volumes physiques » ( ou PV).

Groupes de volumes VG On concatène ces volumes physiques dans des « groupes de volumes » ( ou VG). Ces VG sont équivalents à des pseudo-disques-durs.

Volumes logiques LV Des « volumes logiques » ( ou LV) sont alors découpés dans les groupes de volumes, puis formatés et montés dans des systèmes de fichiers ou utilisés en tant que . Les LV sont équivalents à des pseudo-partitions.

Volumes agrégés par bandes () Les volumes logiques peuvent être « stripés » sur un ensemble de volumes physiques, à l'instar du RAID 0.

Cette technique est utilisée pour améliorer les performances, mais rend plus vulnérable à une panne disque.

Miroir () Les volumes logiques peuvent être également mirrorés, à l'instar du RAID 1.

Cette technique permet de se protéger contre une panne sur un disque dur.

Extensions Les extensions sont les plus petites unités de stockage LVM, la taille des extensions est la même pour chaque volume logique d'un même groupe de volume. Les extensions non utilisées peuvent servir à augmenter la taille d'un groupe de volumes.

Il existe deux types d'extensions : les extensions physiques ou PE () les extensions logiques ou LE ()

Instantanés ()

Les sont des volumes logiques permettant d'effectuer une sauvegarde cohérente d'un autre volume logique du même groupe de volumes.

La création d'un consiste à prendre une « photo », un instantané du volume logique cible (ce qui est quasi immédiat) et on commence alors à enregistrer les modifications apportées au volume logique cible.

Avantage des Ils peuvent être utilisés comme une méthode de sauvegarde. Ils permettent de stocker une image statique d'un volume logique à un instant précis. On peut ensuite effectuer une sauvegarde sur cartouche du , qui contiendra les données présentes sur le volume cible au moment de la création du .

Limite des Ils ne sont pas une sauvegarde complète d'un volume logique, ils enregistrent uniquement les modifications apportées au volume cible, ils ne contiennent pas les données de celui-ci ; de plus ils ne sont pas persistants, c’est-à-dire qu'ils disparaissent en cas de redémarrage de la machine. [À corriger ou effacer, car vrai pour certains gestionnaires de volumes, mais faux pour celui généralement utilisé sous Linux.]

Taille des Une idée très répandue veut que la taille d'un doit être égale à environ 15-20 % de la taille du volume logique cible. Ces approximations sont totalement infondées, la taille nécessaire à un dépendant de l'activité en écriture sur le volume logique cible pendant la durée de vie de ce . La suppression de toutes les données sur le volume logique cible demandera par exemple un d'une taille au moins égale à la taille du volume logique cible. La taille d'un doit donc être calculée suivant l'estimation du volume de données écrit sur le lecteur cible pendant la durée de votre sauvegarde. Dans la plupart des cas cela nécessitera bien moins de 15 %. En outre, un facteur très important dans le calcul de l'espace disponible pour le snapshot est la quantité d'opération d'écriture par seconde. Un effacement complet du volume logique attaché nécessitera effectivement 100% d'espace disponible mais pourrait durer plusieurs jours alors que l'utilisation d'un snapshot pour externaliser un backup pendant que le volume principal continue d'être utilisé risque de remplir très rapidement l'espace disponible. Il est également possible de créer des snapshot dit thin-provisionné pour lesquels la taille disponible n'est pas spécifiée préalablement. Elle permet notamment de prendre autant d'espace que nécessaire pendant que le volume groupe lui-même est étendu pour faire face aux besoins d'espace.

Partitions et systèmes de fichiers Les partitions et systèmes de fichiers () ne font pas partie de LVM.

Une partition peut être utilisée en volume physique, un système de fichiers doit être installé sur un volume logique pour pouvoir être monté et utilisé.

Agrandissement et réductions Il est possible d'ajouter des volumes physiques à chaud dans des groupes de volumes, mais un volume physique doit être inutilisé (aucune donnée) pour être retiré d'un groupe de volumes.

Il est possible d'agrandir ou réduire des volumes logiques, mais les systèmes de fichiers installés dessus doivent prendre en charge cette opération. De nombreux systèmes de fichiers prennent en charge l'agrandissement et la réduction à chaud, à défaut il doit être démonté (donc interruption de service) pour subir cette opération.

Fonctionnalités Les disques durs peuvent être locaux (branchés dans le serveur) ou distants, sur un SAN () ou un DAS () sous forme d'unités logiques (auxquelles on a associé des LUN, ).

L'intérêt du LVM est que l'on peut modifier la taille des volumes logiques sans perte de données (voire à chaud dans le cas d'un agrandissement sur JFS2, ext2, ext3, ext4 et reiserFS). Le démontage préalable est tout de même recommandé pour ext2 et ext3.

Pour JFS2 et reiserFS, le rétrécissement est aussi possible à chaud.

Exemples Les logiciels libres LVM1, LVM2 et sous Linux sont des exemples de Volume Managers, comme les logiciels propriétaires LVM d'IBM, de HP-UX ou Veritas Enterprise (VxVM) sous HP-UX et Solaris.

LVM2 Les commandes usuelles de LVM2 Avant d'utiliser LVM, il faut partitionner les disques (voir Outils de partitionnement) en type LVM.

Ensuite, Pour les volumes physiques : pvcreate, pvresize, pvscan, pvs, pvdisplay, pvremove, pvmove, pvchange Pour les groupes de volume : vgcreate, vgdisplay, vgscan, vgs, vgck, vgremove Pour les volumes logiques : lvcreate, lvmdiskscan, lvs, lvdisplay, lvremove, lvextend Pour la sauvegarde/restauration de la structure LVM : vgcfgbackup, vgcfgrestore

Exemples concrets d'utilisation Changement d'un disque défectueux Votre serveur sous Linux contient deux disques durs qui partagent un volume groupe commun appelé ici henryvg (LVM) : l'un, nommé A, de natif avec l'achat du PC, l'autre, B, de acheté à la suite d'un besoin de place. En achetant ce nouveau disque, vous avez créé au moins une grande partition de type « 8e - Gestion par volumes logiques » ; soit /dev/hdb6 son nom. Tout comme la partition /dev/hda6 du disque A, cette partition hdb6 avait été incorporée (au moment de l'achat du second disque) au volume groupe henryvg.

L'un des deux disques donne des signes de défaillance et une commande fsck a créé, à répétition, un fichier sur un ou plusieurs volumes logiques. Un de vos disques est donc défaillant ; le noyau doit avoir signalé dans un fichier (par exemple sous /var/log/kernel) de quel disque, hda ou hdb, il s'agit. Supposons qu'il s'agisse du disque B qu'on doit remplacer par un disque d'une taille au moins égale, nommé C.

L'intérêt d'une « gestion par volumes logiques » réside dans le fait que les temps de déconnexion du serveur peuvent être minimes. La procédure suivante peut être appliquée : faire une sauvegarde des partitions de votre serveur (si vous avez une coupure de courant au cours de l'opération, vous risquez d'être embarrassé) ; éteindre votre PC, puis ajouter le nouveau et troisième disque C, par exemple sur la nappe du DVD ; allumer de nouveau votre serveur (il sera de nouveau opérationnel tout au long de l'opération), puis créer une ou plusieurs partitions sur /dev/hdc sous une forme analogue à celles du disque défectueux /dev/hdb. Soit /dev/hdc6 la grande partition de type 8e - LVM. Les commandes de lvm2 sous root sont alors les suivantes (beaucoup de distributions actuelles ont renommé lvm2 en lvm), la séquence et les paramètres restant identiques) : lvm2 pvcreate /dev/hdc6 # de manière à créer un descripteur de groupe de volume en tête de la partition /dev/hdc6 ; lvm2 vgextend henryvg /dev/hdc6 # de manière à incorporer la partition physique hdc6 au groupe de volume henryvg ; lvm2 pvmove /dev/hdb6 /dev/hdc6 # de manière à déplacer le contenu du « disque physique » B (et dans tous les volumes logiques créés sur votre serveur comme /usr, /var, /home etc.) sur les autres disques A et C. Cette étape peut être longue en fonction de la taille du disque, 45 minutes pour 40 Go par exemple ; lvm2 vgreduce henryvg /dev/hdb6 # de manière à ôter le disque B de la gestion LVM (henryvg). L'option --removemissing n'est à utiliser que dans le cas où on aurait retiré la partition /dev/hda6. Dans ce cas il ne faut pas mentionner /dev/hda6 sur la ligne de commande; lvm2 pvremove /dev/hdb6 # de manière à retirer /dev/hdb6 de la structure de henryvg (sinon il restera disponible) ; le disque B peut alors être enlevé lors d'un prochain redémarrage. Le disque C sera alors mis en place du disque défectueux B (même endroit sur la nappe par exemple, même paramétrage) avant de rallumer le PC. En effet, l'ensemble de la configuration ayant été transféré à C, le serveur fonctionnera à l'identique sans aucune autre intervention ; il conviendra néanmoins de restaurer les fichiers qui avaient été endommagés par le disque défectueux et qui se trouvent sous le répertoire de chacun des volumes logiques (partitions dans l'ancien jargon).

Augmentation de la taille d'un système de fichier à chaud Avec les derniers noyaux de Linux (2.6.22 au moins), il est possible d'augmenter à chaud la taille d'un système de fichier, sans même le démonter (du moins pour certains systèmes de fichier). Soit ainsi un volume logique de nom /dev/henryvg/homelv monté sur /home. La commande df () vous donne sa taille actuelle : df -BG /home Sys. de fich. Tail. Occ. Disp. %Occ. Monté sur /dev/mapper/henryvg-homelv 25G 20G 3,7G 85% /home Notez qu'il est fréquent sur certains systèmes qu'un réalloue /dev/henryvg/homelv en /dev/mapper/henryvg-homelv, mais il s'agit des mêmes noms. On souhaite augmenter le système de fichier de 25 Go à . On vérifie la place disponible sur les disques (dans cet exemple, il y a deux disques physiques 'PV', mais un seul groupe volume 'VG') par l'une des deux commandes complémentaires: # lvm2 pvs PV VG Fmt Attr PSize PFree /dev/sda6 henryvg lvm2 a-- 70,47g 41,63g /dev/sdb6 henryvg lvm2 a-- 70,47g 15,89g # lvm2 vgs VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree henryvg 2 9 0 wz--n- 140,95g 57,52g Il faut d'abord augmenter la taille du volume logique (LV) par la commande : lvm2 lvextend -L30G /dev/henryvg/homelv Et dans un deuxième temps augmenter la taille du système de fichier lui-même. S'il s'agit d'un système de fichier ext3 ou ext4, la commande est : resize2fs -p /dev/henryvg/homelv et s'il s'agit d'un système de fichier XFS, la partition doit être montée (ici sur /home) et la commande est : xfs_growfs /home La taille s'ajustera automatiquement à celle du volume logique.

Rappelons qu'on peut connaitre le système de fichier utilisé et où il est monté en regardant le fichier de configuration /etc/fstab (ou /etc/mtab) par une commande du genre : grep homelv /etc/fstab /dev/mapper/henryvg-homelv /home xfs defaults 0 0 Dans cet exemple, il s'agit d'un système de fichier XFS monté sur /home.

Réduction d'une partition Il faut tout d'abord réduire la taille du système de fichiers avant celle du volume logique.