Gestor de Volúmenes lógicos (LVM)
Contexto
Nuestras necesidades de almacenamiento cambian dependiendo del momento, en muchos casos debemos aumentar el tamaño de nuestro almacenamiento empleando el menor tiempo posible. Para ello necesitamos un esquema de almacenamiento flexible. LVM es una capa de abstracción que permite gestionar el almacenamiento de manera más flexible que el particionado tradicional. Divide el espacio en tres componentes: Volúmenes Físicos (PV), que son las unidades de almacenamiento subyacentes; Grupos de Volúmenes (VG), que agrupan los PV en un "disco virtual"; y Volúmenes Lógicos que son las particiones que el sistema operativo utiliza. Sus principales ventajas incluyen la capacidad de redimensionar volúmenes dinámicamente sin parar el sistema
Objetivos
- Comprender el sistema de volúmentes lógicos de linux
- Crear y configurar un LVM mediante comandos.
- Automatizar la tarea
Pasos previos
Creación y manejo de volúmenes en incus VM
Para trabajar con dispositivos de bloques es necesario crear una máquina virtual en incus, esta a diferencia de los contenedores de sistema dispone de su propio kernel, pero desde el punto de vista del usuario la interfaz de comandos es la misma.
incus$ incus launch images:ubuntu/24.04 lvm --vm
incus$ incus exec lvm -- bash -c 'apt-get update && apt-get -y install aptitude wget bash-completion gpg nano xsel vim bats git lvm2'
Incus almacena los datos (imágenes,máquinas virutales, contenedores y custom) en pools divididos en volúmenes de diferentes tipos. Por defecto incus crea un pool denominado default. Podemos hacer uso de este pool para crear nuestros volumenes que simularán los discos de nuestro RAID.
Para crear los dispositivos de bloques (discos) utilizaremos los siguientes comandos en incus
incus$ incus storage volume list <pool>
incus$ incus storage volume create <pool> disk_a size=10MiB --type=block
incus$ incus storage volume delete <pool> disk_a
incus$ incus storage volume list <pool> -c tnc
| TYPE | NAME |
|---|---|
| custom | disk_b |
| custom | disk_c |
| custom | disk_d |
| custom | disk_e |
| custom | disk_f |
| custom | disk_g |
Una vez creado el volumen, lo asociamos a una instancia
incus$ incus storage volume attach <pool> disk_a <instance>
incus$ incus storage volume detach <pool> disk_a <instance>
Podemos ver los dispositivos de bloques que tiene nuestra instancia con el comando lsblk
Actividad
Crea una instancia de máquina virtual denominada lvm y añadele tres volúmenes de 20MiB y 2 volúmentes de 10MiB
##lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda 8:0 0 10G 0 disk
├─sda1 8:1 0 100M 0 part /boot/efi
└─sda2 8:2 0 9.9G 0 part /
sdb 8:16 0 10M 0 disk
sdc 8:32 0 10M 0 disk
sdd 8:48 0 10M 0 disk
sde 8:64 0 10M 0 disk
Vamos a simular que los dispositivos son de diferente naturaleza física y unos son discos duros magnéticos HDD y otros SSD.
| Device | Type |
|---|---|
| /dev/sdb | HDD |
| /dev/sdc | HDD |
| /dev/sdd | HDD |
| /dev/sde | SSD |
| /dev/sdf | SSD |
Utilizaremos los dispositivos SSD para las aplicaciones que requieran acceso más rápido al sistema de almacenamiento. Utiliza lvm para crear el siguiente esquema de almacenamiento.
Evaluable
- Entrega el taskfile denominado taskfile.yml que cree la instancia lvm y configure los discos según el esquema indicado en clase.
- El fichero
Taskfileentregado debe tener como mínimo las siguienes tareas: - init: creación y aprovisionamiento de la instancia denominada acl
- destroy: destrucción de la instancia acl
- build: construye la práctica (estrucutra de ficheros y directorios necesarios, usuarios, grupos, permisos)
- clean: Elimina todo lo creado en la tarea build
- test: Ejecuta los tests.
Anexo I. Comandos LVM
Se enumeran a continuación los comandos relacionados con la creción, eliminación y visualización de los volúmenes físicos, grupo de volúmenes y volúmenes lógicos.
Volúmenes lógicos
pvcreate /dev/sdX /dev/sdX
pvremove /dev/sdX
pvdisplay /dev/sdX
pvscan
pvs
root@lvm:~# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sdb lvm2 --- 10.00m 10.00m
/dev/sdc lvm2 --- 10.00m 10.00m
/dev/sdd lvm2 --- 10.00m 10.00m
/dev/sde lvm2 --- 10.00m 10.00m
Grupo de volúmenes Cuando se utilizan volúmenes físicos para crear un grupo de volumen, sl espacio de disco se divide en extensiones de 4MB de forma predeterminada. El valor de la extensión es la cantidad mínima por la cual el volumen lógico puede ser incrementado o reducido.
Si el valor predeterminado no es el deseado, el tamaño de la extensión puede ser especificado con la opción -s del comando vgcreate
vgcreate -s <PE_size> <volumen group> /dev/sdX /dev/sdX
vgreduce <volumen group> <phisical volume>
vgextend <volumen group> <phisical volume>
vgremove <volumen group>
vgdisplay <volumn group>
vgs
Volúmenes lógicos
lvcreate -L 10G -n <name> <volumen group>
lvcreate -l 20%VG -n <name> <volumen group>
lvcreate -l 100%FREE -n <name> <volumen group>
lvextend -l +10%VG <path logical volume> #/dev/volumen_group/logical_volumen
lvs
Crea y monta sistema de archivos
mkfs.ext4 /dev/volume_group/logical_volume
mount /dev/volume_group/logical_volume <local_mount_point>
Edita el fichero /etc/fstab para hacer el punto de montaje permanente.
Implementación RAID de LVM
lvcreate --type raid1 -m 1 -L 1G -n raid1 my_vg
#three stripes + 1 parity
lvcreate --type raid5 -i 3 -L 1G -n raid5 my_vg
#three stripes + 2 parity
lvcreate --type raid6 -i 3 -L 1G -n raid6 my_vg