LVM Grundlagen

Für Dedicated Server, die im Rahmen eines Server-Deals oder vor dem 20.10.2021 erworben wurden

In diesem Artikel wird erklärt, wie der Logical Volume Manager (LVM) funktioniert und welche Vorteile er bietet.

Auf den Cloud Servern wird der Logical Volume Manager (LVM) zur Verwaltung des Speicherplatzes eingesetzt. Der Logical Volume Manager setzt eine logische Schicht zwischen dem Dateisystem und den Partitionen der verwendeten Datenspeicher. Dies ermöglicht es, ein Dateisystem anzulegen, das sich über mehrere Partitionen und/oder Datenträger erstreckt. Auf diese Weise kann z. B. der Speicherplatz von mehreren Partitionen oder Datenträgern zusammengefasst werden. 

Der Logical Volume Manager bietet folgende, weitere Vorteile:

• Logical Volumes können im laufenden Betrieb angelegt, vergrößert oder verkleinert werden. Eine Formatierung der Datenträger ist nicht erforderlich. Die Größe des Logical Volumes muss jedoch anschließend manuell angepasst werden.

• Daten können im laufenden Betrieb neu angeordnet werden. 

• Daten können auf mehreren Datenträgern verteilt werden. Dies kann den Datendurchsatz signifikant erhöhen. 

• Daten können einfach gespiegelt werden. 

• Während des laufenden Betriebs können Snapshots erstellt werden.

Der Speicherplatz wird vom Logical Volume Manager auf drei Ebenen verwaltet:

Physical Volume: Das Physical Volume stellt die unterste Ebene eines LVMs dar. Es handelt sich um ein Block-Device, das vom Logical Volume Manager verwaltet wird. Das Block-Device kann aus einem Datenspeicher (z. B. eine SSD) oder einer Partition bestehen. 

Volume Group: Physical Volumes können zu einer oder mehreren Volume Groups zusammengefasst werden. Volume Groups stellen eine Art Speicher-Pool dar, der ggf. erweitert werden kann. 

Logical Volume: Volume Groups werden in ein Logical Volume oder in mehrere Logical Volumes aufgeteilt. Logical Volumes können wie eine normale Partition verwendet werden. Man kann sie mit einem beliebigen Dateisystem formatieren und sie können gemounted werden. 

Beim Einsatz des Logical Volume Managers werden klassische Partitionen als Physical Volumes (PV) initialisiert, die einer Volume Group (VG) zugewiesen werden. Innerhalb dieser Volume Group können dann Logical Volumes (LV) angelegt und mit einem beliebigen Dateisystem formatiert werden. Der Logical Volume Manager ermöglicht somit die einfache Verwaltung dynamisch veränderbarer Partitionen, deren Größe ohne Datenverlust geändert werden kann.  

Auf den Cloud Servern mit Linux-Betriebssystem wird der Logical Volume Manager (LVM) zur Verwaltung des Speicherplatzes eingesetzt. Diese Cloud Server sind so konfiguriert, dass sich das System und die Nutzerdaten gemeinsam auf einem einzelnen Logical Volume befinden. Dieses Logical Volume ist unter / eingehängt.

Auf Dedicated Servern mit Linux-Betriebssystem, die entweder im Rahmen eines Server-Deals oder vor dem 20.10.2021 erworben wurden, wird ebenfalls der Logical Volume Manager (LVM) zur Verwaltung des Speicherplatzes eingesetzt. Wenn Sie einen dieser Dedicated Server mit einem IONOS Image erstellen bzw. erstellt haben, wird bei der Auslieferung dieses Servers nicht der gesamte Speicherplatz der Festplatte(n) partitioniert. So können Sie den Speicherplatz individuell verteilen.

Wenn Sie auf einem dieser Server ein IONOS Image mit Plesk installieren, sind ca. 90 % des vorhandenen Speicherplatzes partitioniert. 

Mit dem Befehl lsblk können Sie auch Informationen über Geräte anzeigen, auf denen eine gültige Partitionstabelle angelegt ist. Nach der Eingabe des Befehls werden Ihnen z. B. die folgenden Informationen angezeigt:

Cloud Server

[root@localhost ~]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   80G  0 disk
├─sda1            8:1    0  512M  0 part /boot
└─sda2            8:2    0 79.5G  0 part
  ├─centos-root 253:0    0 77.5G  0 lvm  /
  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sr0              11:0    1 1024M  0 rom

Dedicated Server mit Hardware RAID

root@FB84A0:~# lsblk
NAME          MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda             8:0    0  1.8T  0 disk
├─sda1          8:1    0    2M  0 part
├─sda2          8:2    0   28G  0 part /
├─sda3          8:3    0  9.3G  0 part [SWAP]
└─sda4          8:4    0  1.8T  0 part
  ├─vg00-usr  253:0    0   20G  0 lvm  /usr
  ├─vg00-var  253:1    0  1.6T  0 lvm  /var
  ├─vg00-home 253:2    0   15G  0 lvm  /home
  └─vg00-opt  253:3    0   20G  0 lvm  /opt
root@FB84A0:~#

Der Befehl pvs liefert Informationen zu einem physischen Datenträger in einer konfigurierbaren Form. Hierbei wird wobei pro physischem Datenträger eine Zeile angezeigt. Beispiel:

Cloud Server

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <79.47g    0

Dedicated Server mit Hardware-Raid

root@FB84A0:~# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sda4  vg00 lvm2 a--  1.78t 176.02g

Mit dem Befehl pvdisplay erhalten Sie umfangreiche Informationen über jeden physischen Datenträger. 

Beispiel:

 [root@localhost ~]# pvdisplay
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda2
  VG Name               centos
  PV Size               <79.50 GiB / not usable 30.00 MiB
  Allocatable           yes (but full)
  PE Size               32.00 MiB
  Total PE              2543
  Free PE               0
  Allocated PE          2543
  PV UUID               1ZuY22-LgCo-vvMJ-1RsZ-1WNb-Cl3F-s0xR5t

Der Befehl pvscan sucht alle unterstützten LVM-Blockgeräte im System nach physischen Datenträgern ab. Beispiel:

Cloud Server

[root@localhost ~]# pvscan
  PV /dev/sda2   VG centos          lvm2 [<79.47 GiB / 0    free]
  Total: 1 [<79.47 GiB] / in use: 1 [<79.47 GiB] / in no VG: 0 [0   ]

Dedicated Server

root@FB84A0:~# pvscan
  PV /dev/sda4   VG vg00            lvm2 [1.78 TiB / 176.02 GiB free]
  Total: 1 [1.78 TiB] / in use: 1 [1.78 TiB] / in no VG: 0 [0   ]

Um Informationen zu Volume Groups anzuzeigen, geben Sie den Befehl vgs ein. Beispiel:

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <79.47g    0

Mit dem Befehl vgdisplay erhalten Sie umfangreiche Informationen über jeden physischen Datenträger. Beispiel:

[root@localhost ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               centos
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  5
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                2
  Open LV               2
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               <79.47 GiB
  PE Size               32.00 MiB
  Total PE              2543
  Alloc PE / Size       2543 / <79.47 GiB
  Free  PE / Size       0 / 0
  VG UUID               2rnjKm-69u5-xEfb-zWj7-6fxI-9SnN-WzCGK2

Um Informationen über Logical Volumes abzufragen, geben Sie den Befehl lvs ein. Beispiel:

[root@localhost ~]# lvs
  LV   VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root centos -wi-ao---- <77.47g                                                
  swap centos -wi-ao----   2.00g 

Mit dem Befehl vgdisplay erhalten Sie detaillierte Informationen über jedes Logical Volume. Beispiel:

[root@localhost ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/swap
  LV Name                swap
  VG Name                centos
  LV UUID                76LG6l-7eYC-M4ok-bGd2-tfeh-cLdV-WlHcdB
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost, 2019-09-27 10:58:11 +0000
  LV Status              available
  # open                 2
  LV Size                2.00 GiB
  Current LE             64
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:1

  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/root
  LV Name                root
  VG Name                centos
  LV UUID                w9pndm-91CQ-M1Xs-UYWc-KXoB-zJiC-FbfZEe
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost, 2019-09-27 10:58:12 +0000
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                <77.47 GiB
  Current LE             2479
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:0

Um die Dateisysteme aufzulisten und das Dateisystem zu identifizieren, geben Sie den Befehl df -h ein. Die Abkürzung df steht für disk free. Mit dem Parameter -h kann man die Anzahl der belegten Blöcke in maschinenlesbarer Form in Giga-, Mega- oder Kilobyte anzeigen. 

Typischerweise ist die Festplattenbelegung wie folgt eingeteilt: 

CentOS 7

[root@localhost ~]# df -h

Filesystem                Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root   78G  2.2G   76G   3%  /
devtmpfs                  898M     0  898M   0% /dev
tmpfs                     910M     0  910M   0% /dev/shm
tmpfs                     910M  101M  810M  12% /run
tmpfs                     910M     0  910M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                 509M  170M  340M  34% /boot
tmpfs                     182M     0  182M   0% /run/user/0

Ubuntu 18.04

root@localhost:~# df -h

Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
udev                   963M     0  963M   0% /dev
tmpfs                  198M  784K  197M   1% /run
/dev/mapper/vg00-lv01   77G  2.5G   71G   4% /
tmpfs                  986M     0  986M   0% /dev/shm
tmpfs                  5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs                  986M     0  986M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1              464M   60M  377M  14% /boot
tmpfs                  197M     0  197M   0% /run/user/0

/dev/mapper/centos-root bzw. /dev/mapper/vg00-lv01 bezeichnen in den oben aufgeführten Beispielen das unter / eingehängte Logical Volume. Dieses enthält nahezu den gesamten Speicherplatz. tmpfs ist eine RAM-Disk. Diese ist unter /dev/shm gemounted. /dev/sda1 ist die Boot-Partition. Diese ist unter /boot gemounted.

Um die vorhandenen Festplatten und Partitionen aufzulisten, geben Sie den Befehl fdisk -l /dev/sda ein. fdisk ist ein Kommandozeilen-Programm zur Partitionierung von Festplatten. Mit diesem Programm kann man Partitionen anzeigen, anlegen oder löschen. Nach der Eingabe dieses Befehls wird die Partitionierung der Festplatte angezeigt:

CentOS 7

[root@localhost ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 80 GiB, 85899345920 bytes, 167772160 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xe68dc2ef

Device     Boot  Start       End   Sectors  Size Id Type
/dev/sda1  *      2048    999423    997376  487M 83 Linux
/dev/sda2       999424 167772159 166772736 79.5G 8e Linux LVM

Disk /dev/mapper/vg00-lv01: 77.6 GiB, 83336626176 bytes, 162766848 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk /dev/mapper/vg00-lv00: 1.9 GiB, 2046820352 bytes, 3997696 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Ubuntu 18.04

root@localhost:~# fdisk -l

Disk /dev/sda: 80 GiB, 85899345920 bytes, 167772160 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xe68dc2ef

Device     Boot  Start       End   Sectors  Size Id Type
/dev/sda1  *      2048    999423    997376  487M 83 Linux
/dev/sda2       999424 167772159 166772736 79.5G 8e Linux LVM

Disk /dev/mapper/vg00-lv01: 77.6 GiB, 83336626176 bytes, 162766848 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk /dev/mapper/vg00-lv00: 1.9 GiB, 2046820352 bytes, 3997696 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Um ein neues Logical Volume anzulegen, sind folgende Schritte erforderlich:

• Um Informationen zu Volume Groups anzuzeigen, geben Sie den Befehl vgdisplay ein.

• Notieren Sie die gewünschte Volume Group.

• Um ein Logical Volume anzulegen, geben Sie den folgenden Befehl ein:

  lvcreate -L 20G -n VOL GROUP

  Im folgenden Beispiel wird die Volumegroup vg00 mit einer Größe von 20 GB angelegt.

  root@localhost:~# lvcreate -L 20G -n lv00 vg00

• Um den Speicherplatz zu nutzen, müssen Sie das Dateisystem auf dem Logical Volume anlegen. Beispiele:
  

  mkfs.xfs

  mkfs.ext

Weitere Informationen finden Sie hier:
 

Cloud Server

Logical Volume nach Vergrößerung der SSD anpassen 

Dedicated Server

Logical Volume anpassen

Dedicated Server - Für Server, die im Control-Center verwaltet werden

Vergrößern eines bestehenden Volumes auf dem Server