LVM(logical volume manager)

 

Logical Volume Manager?

LVM은 디스크,대용량 스토리지 장치 즉 저장 공간을 유연하고 효율적으로 관리하는 커널이다.

LVM 장단점

장점

1. 스토리지 스냅숏 생성 가능

2. 유연한 디스크 관리 : 물리적인 디스크를 동적으로 확장하거나 축소할 수 있음

단점

1. 하드디스크가 고장났을 때 복구하는 것이 쉽지 않음

기존의 기초적인 파티션 분할과 LVM 비교

기존 방식은 물리 디스크를 파티션으로 분할해 이를 특정 디렉토리와 일치 시킨 후 마운트 해야했다.

만약 이때 특정 파티션의 용량이 일정 수준 찼다면 다음과 같은 작업이 이루어져야 한다.

1. 추가 디스크 장착
2. 추가된 디스크에 파티션 생성 및 포맷
3. 새로운 마운트 포인트를 만들고 추가한 파티션을 마운트
4. 기존 데이터를 복사하거나 언마운트하고 새로운 마운트 포인트로 다시 마운트

LVM은 이와 다르게 여러 디스크를 논리적인 볼륨을 통해서 조정하기 때문에 기존의 디스크를 그대로 사용하면서 확장 가능하다. 

LVM 구성요소

Physical volume : PV

실제 디스크 장치를 **분할한 파티션된 상태**를 의미 → /dev/sda1 , /dev/sda2 등등, 즉 물리적인 볼륨

일정한 크기의 PE 들로 분할됨

Physical extent : PE

PV를 구성하는 일정한 크기의 블록으로 LVM2에서의 기본크기는 4MB에 해당함

PE와 LE는 가각 1:1로 대응하므로 PE와 LE의 크기는 동일하다.

Volume group : VG

하나 이상의 PV을 그룹으로 묶은 것으로 LV를 할당할 수 있는 공간

Logical volume : LV

합쳐진 VG를 다시 적절한 크기의 파티션으로 나눌 때 각 파티션을 LV라고 하며 VG에서는 각 PE들을 LE로 매핑시켜 하나의 LV가 생성되도록 한다.

 

LV를 구성하는 방식에 따라서 3가지의 유형이 있는데 아래와 같다. 이는 다음에 더 공부하면 추가하여 작성토록 하겠다.

선형(Linear) LV
스트라이프(Striped)된 LV
미러(Mirrored) LV

 

Logical extent : LE

lv가 가진 일정한 블록을 의미

 

LVM 설정법 및 명령어

명령어

LVM을 구성하는데 알아야하거나 연관된 명령어는 아래와 같다.

연관 명령어 : fdisk, lsblk, df, resize2fs, mkfs 

LVM 명령어	역할	옵션
lvm dumpconfig	lvm의 구성정보를 출력
lvm devtypes	내장된 블록 디바이스의 타입을 출력
lvm formats	내장된 메타데이터를 포맷
lvmchange	논리볼륨 매니저의 속성을 변경
lvmdiskscan	LVM2에 보이는 모든 장치를 검색
lvmdump	LVM2를 진단목적으로 덤프를 생성
pvchange	물리 볼륨의 속성을 바꾼다	-a : 물리 볼륨 경로가 명령 행에 지정되지 않은 경우 모든 물리 볼륨을 검색하고 사용     -u : 물리 볼륨에 새로운 uuid를 부여     -x : 물리 볼륨의 물리 볼륨 영역을 활성화하거나 비활성화 한다
pvck	물리볼륨의 메타데이터를 체크
pvdisplay	물리볼륨의 속성을 출력	- c : 스크립트 나 프로그램에서 쉽게 구문 분석 콜론 분리 된 출력을 생성
pvmove	물리 범위를 이동	-b : 백그라운드 데몬으로 실행 -i [Seconds] : 정기적으로 진행사항을 백분율로 표시  -n [Logical Volume] : 실제 볼륨 대신 대상의 물리적 볼륨에 할당 된 모든 범위에서 논리 볼륨에 속하는 경우에만 범위를 이동
pvremove	물리불륨을 삭제	-f : 강제로 삭제 -y : 모든 질문 Yes
pvresize	LVM2를 사용하여 디스크 또는 파티션의 크기를 재조정	--setphysicalvolumesize : PV의 크기를 자동으로 감지된 크기보다 우선시 한다
pvs	물리봄륨에 대한 정보를 출력
pvscan	물리볼륨의 모든 디스크를 스캔
vgcfgbackup	해당 볼륨그룹의 영역을 백업
vgcfgrestore	해당 볼륨그룹의 영역을 복원	-l : 볼륨그룹 이름목록, 데이터 백업에 관한 파일과 아카이브 파일의 이름 출력     -f : LVM 메타 백업 파일의 이름은 메타 데이터 백업 또는 아카이브 파일은 볼륨 그룹 이름을 복원하기 위해 사용
vgchange	볼륨그룹의 속성을 변경	-A : 자동으로 백업 진행     -a : I/O를 위해 볼륨 그룹의 논리 볼륨 이용 가능성일 제어     -c : 클러스터 잠금 활성화, 볼륨 그룹의 클러스터 잠금이 설정되면 볼륨 그룹이 클러스터하거나 다른 노드에 표시되지 않음     -u : 볼륨 그룹에 새로운 uuid를 부여     -l : 기존의 비활성 볼륨 그룹의 논리 볼륨 번호를 변경     -p : 볼륨 그룹에 속할 수있는 물리적 볼륨의 최대 수를 변경     -s : 볼륨 그룹의 물리 볼륨 PE Size를 변경     -x : 볼륨 그룹의 확장 / 축소, 물리 볼륨의 활성화 / 비활성를 설정
vgck	볼륨그룹의 메타데이터를 체크
vgconvert	볼륨그룹의 메타데이터 형식을 변환
vgcreate	볼륨그룹을 생성
vgdisplay	볼륨그룹의 속성을 출력
vgexport	시스템이 볼륨그룹을 알 수 없도록 만든다
vgimport	시스템이 볼륨그룹을 알 수 있도록 만든다
vgextent	볼륨그룹에 물리볼륨을 추가
vgimportclone	중복된 이름의 볼륨그룹을 바꾸고 가져온다.
vgmerge	두개의 볼륨그룹을 합친다
vgmknodes	볼륨 그룹의 디렉토리와 논리 볼륨의 특정파일을 다시 생성한다.
vgreduce	하나 이상의 물리볼륨을 제거하여 볼륨그룹을 감소시킨다.
vgremove	볼륨그룹을 삭제
vgrename	볼륨 그룹의 이름을 바꾼다
vgs	볼륨 그룹의 정보를 출력
vgscan	볼륨 그룹의 모든 디스크 정보를 스캔
vgsplit	전체 물리 볼륨을 이동하여 하나의 볼륨그룹에서 다른 볼륨그룹으로 논리 볼륨을 이동하여 볼륨그룹을 2개로 분할
lvchange	논리 볼륨의 속성을 변경
lvconvert	논리 볼륨을 미러링 또는 스냅샷 논리볼륨으로 변환
lvcreate	논리 볼륨을 생성
lvextend	논리 볼륨의 크기를 확장
lvreduce	논리 볼륨의 크기를 감소
lvremove	논리 볼륨을 삭제
lvrename	논리 볼륨의 이름을 바꾼다
lvresize	논리 볼륨의 크기를 바꾼다
lvs	논리 볼륨의 정보를 출력
lvscan	논리볼륨의 모든 디스크를 출력

 

설정법 시나리오1 : 신규로 연결한 디스크를 LVM으로 설정하는 경우

아무래도 현재 글을 작성하는 시점이 군 개인정비시간에 싸지방에서 작성하다보니,,,리눅스 화면까지는 표시하기 어려운 점을 이해 부탁한다. 

시나리오 1

신규로 연결한 디스크를 LVM으로 설정하는 경우

1.fdisk를 이용해 저장장치에 파티션을 설정한다(파티션 타입을 LVM 타입으로)
2.pvcreate을 이용해 1.에서 설정한 파티션으로 PV를 생성한다.
3.vgcreate으로 2.에서 만든 PV들을 묶어 VG를 생성한다.
4.vgdisplay로 VG가 제대로 생성됬는지 확인한다.
5.lvcreate로 LV를 사용자가 원하는대로 생성한다.
6.mkfs를 이용해 5.에서 생성한 LV에 파일시스템 포멧을 한다.
7. 부팅시 자동으로 저장장치를 읽도록 /etc/fstab에 기술

 

파티션 확인

lsblk 
#블록 스토리지 리스트 확인 

fdisk 
#추가 디스크 설치 시 디스크 확인 및 파티션닝 진행

 

PV 생성 (파티셔닝)

fdisk 명령어로 파티션닝한 디스크를 PV로 만들어야 한다. 

pvcreate [마운트포인트]
#fdisk로 파티션닝한 디스크를 PV로 변환하는 명령어

pvscan 
#pysical volume을 모두 보여주는 명령어 

#  PV /dev/nvme0n1p3   VG ubuntu-vg       lvm2 [1.86 TiB / 1.76 TiB free]
#  Total: 1 [1.86 TiB] / in use: 1 [1.86 TiB] / in no VG: 0 [0   ]

# -> free 라고 적혀있는 부분이 사용하지 않고 있는 디스크 용량을 뜻함

 

VG 생성

vgcreate [vg 이름] [pv이름] [pv이름] [pv이름] 
#VG 생성

vgdisplay [VG 이름]
#VG 생성확인

 

LV 생성

lvcreate -l [할당할 크기] -n [LV 이름] [VG 이름]
#LV 생성

lvcreate -l 10%VG -n [LV 이름] [VG 이름]
#VG의 크기 중 10%를 할당

lvcreate -l 100%FREE -n [LV 이름] [VG 이름]
#VG의 남아있는 디스크 공간을 모두 할당

lvscan
#생성된 LV 확인 

 

파일시스템 연결 및 /etc/fstab 등록

생성한 LV를 파일 시스템으로 사용하기 위해 파일 시스템을 mkfs 명령어로 연결해줘야한다.

 

이렇게 mkfs 명령어를 통해 연결한 파일시스템은 휘발성 정보이기 때문에 재부팅 시 자동 등록되게 하기 위해선 /etc/fstab에 아래와 같이 작성해주어야 한다. 

 

mkfs.[파일시스템명] [마운트포인트]

vi /etc/fstab

/dev/mapper/testvg-testLV1 /lv1 ext4 defaults 00
/dev/mapper/testvg-testLV2 /lv2 ext4 defaults 0 0
/dev/mapper/testvg-testLV3 /lv3 ext4 defaults 0 0

https://404notonc.tistory.com/182

리눅스 - /etc/fstab

 

설정법 시나리오2 : 기존 사용하고 있던 LVM 디스크의 공간을 재할당하는 경우

fdisk -l

 

현재 디스크와 파티션을 볼 수 있는 fdisk -l 통해 디스크 확인 시 실제 디스크와 밑의 사용하고 있는 lvm을 보여준다. 나는 lvm 설정을 따로 해준적이 없는데 생성되어 있는걸로 봐서 18.04. 우분투 부터는 기본으로 설치되어 있는 것 같다. 

lsblk를 통한 블록 스토리지 확인

 

현재 예전에 작성했던 글을 수정해서 추가 정보를 적는 중인데 기존에 자료화면으로 담아논 사진엔 LVM이 디스크의 모든 공간을 활용하고 있다.. 아무튼 아래에서는 파티션 크기를 확인하고 기존 LVM의 크기를 변경하는 법을 확인해보겠다. 

 

파티션 확인

df -h
#disk 사용량 확인

# Filesystem                         Size  Used Avail Use% Mounted on
# tmpfs                               13G  2.2M   13G   1% /run
# /dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv   98G   29G   65G  31% /
# tmpfs                               63G     0   63G   0% /dev/shm
# tmpfs                              5.0M  4.0K  5.0M   1% /run/lock
# /dev/nvme0n1p2                     2.0G  340M  1.5G  19% /boot
# /dev/nvme0n1p1                     1.1G  6.1M  1.1G   1% /boot/efi
# tmpfs                               13G  8.0K   13G   1% /run/user/1000

lsblk 
#블록 스토리지 리스트 확인

# NAME                      MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
# loop0                       7:0    0  63.3M  1 loop /snap/core20/1822
# loop1                       7:1    0  63.5M  1 loop /snap/core20/2015
# loop2                       7:2    0 111.9M  1 loop /snap/lxd/24322
# loop3                       7:3    0  49.8M  1 loop /snap/snapd/18357
# loop4                       7:4    0  40.9M  1 loop /snap/snapd/20290
# sda                         8:0    0   3.6T  0 disk
# ├─sda1                      8:1    0    16M  0 part
# └─sda2                      8:2    0   3.6T  0 part
# nvme0n1                   259:0    0   1.9T  0 disk
# ├─nvme0n1p1               259:1    0     1G  0 part /boot/efi
# ├─nvme0n1p2               259:2    0     2G  0 part /boot
# └─nvme0n1p3               259:3    0   1.9T  0 part
#   └─ubuntu--vg-ubuntu--lv 253:0    0   100G  0 lvm  / 

 

PV 상태 확인

pvcreate [마운트포인트]
#fdisk로 파티션닝한 디스크를 PV로 변환하는 명령어

pvscan 
#pysical volume을 모두 보여주는 명령어 

#  PV /dev/nvme0n1p3   VG ubuntu-vg       lvm2 [1.86 TiB / 1.76 TiB free]
#  Total: 1 [1.86 TiB] / in use: 1 [1.86 TiB] / in no VG: 0 [0   ]

# -> free 라고 적혀있는 부분이 사용하지 않고 있는 디스크 용량을 뜻함

 

VG 상태확인

vgdisplay [VG 이름]
#VG 생성확인

#  VG Size               1.86 TiB
-> VG 에는 전체 디스크의 크기가 인식되는 것을 확인

 

LV 확장

lvextend -l +100%FREE -n [lvm 마운트 포인트]
#LVM의 LV 확장 명령어

lvscan
#생성된 LV 확인 

resize2fs [LVM]
#인식된 디스크를 파일시스템에서 인식될 수 있도록 하는 명령어