LVM چیست؟

قبل از پرداختن به Linux LVM بهتر است ابتدا دید کلی تری نسبت به مفهوم LVM داشته باشیم. LVM ای که در اینجا درباره آن صحبت می کنیم یک فناوری عمومی است و به سیستم عامل خاصی محدود نمی شود. Logical Volume Management یا LVM روشی برای مدیریت و تخصیص فضای هارد دیسک است که معمولا زمانی استفاده می شود که تعداد دیسک های یک سیستم افزایش پیدا می کند.

این تکنیک امکانات گسترده ای در زمینه پارتیشن بندی در اختیار مدیر سیستم قرار می دهد. انعطاف پذیری بالای LVM این امکان را فراهم می کند که سیستم عامل بتواند پارتیشن ها را به صورت متمرکز، توزیع شده یا ترکیبی روی چندین هارد دیسک مختلف ایجاد کرده و آنها را مدیریت کند.

نکته بسیار مهم در استفاده از LVM این است که تمام این تغییرات بدون آگاهی سیستم عامل و کاربر انجام می شود. شما می توانید به سادگی با کمک LVM حجم پارتیشن های خود را افزایش یا کاهش دهید یا حتی آنها را به محل دیگری منتقل کنید، بدون اینکه اختلالی در عملکرد سیستم ایجاد شود. به همین دلیل از LVM با عنوان مجازی سازی فضای ذخیره سازی یا Storage Virtualization نیز یاد می شود. LVM در لایه ای فعالیت می کند که نزدیک به درایورهاست و به همین خاطر وابستگی و درگیری کمی با خود سیستم عامل دارد.

LVM در لینوکس چیست

LVM که با نام Dynamic Partition نیز شناخته می شود، در سیستم عامل GNU Linux این امکان را فراهم می کند که یک فایل سیستم به صورت همزمان روی چندین پارتیشن قرار بگیرد. زمانی که یک پارتیشن با کمبود فضا مواجه می شود و نیاز به افزایش حجم دارد، می توان به جای روش های سنتی از Logical Volume Manager یا LVM استفاده کرد.

LVM را می توان به عنوان یک لایه نرم افزاری سبک در بالای چندین هارد دیسک و پارتیشن در نظر گرفت که این قابلیت را می دهد بدون اطلاع کاربر، اندازه پارتیشن ها تغییر کند، پارتیشن بندی مجددا انجام شود، هارد دیسک ها جابجا یا تعویض شوند و حتی عملیات بکاپ گیری به شکل ساده تری انجام شود. این قابلیت ها در سیستم عامل ویندوز و سایر سیستم عامل ها نیز وجود دارد اما با نام ها و پیاده سازی های متفاوت، در ادامه تمرکز ما بر بررسی Linux LVM خواهد بود.

LVM یا Logical Volume Management قابلیتی است که به کرنل سیستم عامل اجازه می دهد پارتیشن بندی هارد دیسک های موجود روی سیستم وابسته به ساختار فیزیکی و لایه بندی سخت افزاری دیسک ها نباشد و بتواند به صورت مستقل از دیسک ها عمل کند.

در روش های سنتی مدیریت دیسک که در گذشته استفاده می شد، سیستم عامل ابتدا هارد دیسک های متصل به سیستم را شناسایی می کرد و پس از آن به سراغ پارتیشن ها و فضاهای موجود روی هر دیسک می رفت. به عنوان مثال اولین هارد دیسک با نام dev/sda و هارد دیسک دوم با نام dev/sdb شناخته می شد و پس از شناسایی dev/sda سیستم عامل درون همان دیسک به دنبال پارتیشن هایی مانند dev/sda1 و dev/sda2 و موارد مشابه می گشت.

با استفاده از LVM این وابستگی سیستم عامل به ساختار فیزیکی دیسک ها از بین می رود و دیسک ها و پارتیشن ها می توانند ترکیبی از چندین دیسک و چندین پارتیشن باشند که در نهایت به صورت یک پارتیشن یا یک فایل سیستم واحد دیده می شوند. برای مثال می توان پارتیشنی ایجاد کرد که یک گیگابایت از dev/sda و دو گیگابایت از dev/sdb را در قالب یک پارتیشن واحد نمایش دهد. سیستم عامل هیچ گونه آگاهی از این ساختار ندارد، زیرا LVM با استفاده از مفاهیمی مانند Volume Group و Logical Volume که به ترتیب دیسک ها و پارتیشن ها را تشکیل می دهند، این ساختار پیچیده را از دید سیستم عامل مخفی می کند.

از آنجایی که Volume Group ها و Logical Volume ها به صورت فیزیکی روی هارد دیسک قرار ندارند، شما می توانید به کمک LVM به سادگی دیسک ها و پارتیشن های جدید ایجاد کنید و بدون ایجاد هیچ گونه وقفه ای در عملکرد سیستم، اندازه Volume ها یا همان پارتیشن ها را افزایش یا کاهش دهید. همچنین LVM امکاناتی را در اختیار شما قرار می دهد که در حالت عادی فایل سیستم ها قادر به انجام آن نیستند. برای نمونه فایل سیستم Ext3 به صورت مستقیم از قابلیت live snapshot پشتیبانی نمی کند، اما با استفاده از LVM می توانید بدون Unmount کردن Logical Volume ها از آنها Backup یا Snapshot تهیه کنید.

چه زمانی باید از LVM استفاده کرد؟

اولین سوالی که پیش از پیاده سازی LVM باید از خود بپرسید این است که قرار است با این پارتیشن ها چه کاری انجام دهید. برخی توزیع های لینوکس مانند Fedora به صورت پیشفرض از LVM استفاده می کنند. اگر روی سیستم خود تنها یک هارد دیسک دارید که مربوط به هارد داخلی لپتاپ است و برنامه ای برای افزایش یا کاهش ظرفیت آن ندارید، برای مثال از توزیع Ubuntu استفاده می کنید و نیازی به قابلیت live snapshot هم ندارید، استفاده از LVM ضروری نخواهد بود.

اما اگر چندین هارد دیسک در اختیار دارید و قصد دارید همه این دیسک ها برای سیستم عامل در قالب یک پارتیشن یا فایل سیستم واحد دیده شوند، یا به بیان فنی تر به شکل یک Storage Pool مورد استفاده قرار گیرند، در این حالت استفاده از LVM انتخاب منطقی تری خواهد بود. LVM مدیریت هارد دیسک ها را بسیار قدرتمندتر می کند اما نباید آن را به عنوان یک مکانیزم امنیتی در نظر گرفت. در ادامه بلوک های اصلی تشکیل دهنده ساختار LVM معرفی می شوند.

Physical Volume یا PV اولین لایه بعد از هارد دیسک های فیزیکی است. به پارتیشن هایی که مستقیما روی هارد دیسک یا یک فایل loopback ایجاد می شوند و امکان ساخت Volume Group روی آنها وجود دارد، PV گفته می شود. در واقع PV ها اولین اطلاعات مدیریتی هستند که روی دیسک فیزیکی نوشته می شوند تا سیستم بتواند آنها را شناسایی کند. به زبان ساده PV ها بلوک های بزرگی هستند که برای مدیریت اولیه فضای هارد دیسک ایجاد می شوند و معمولا کل فضای دیسک را در بر می گیرند. LVM از PV به عنوان نگهدارنده Physical Extent ها استفاده می کند.

Volume Group یا VG مجموعه ای از چند Physical Volume است که در قالب یک دیسک یا یک Storage Volume نمایش داده می شود. VG ها شامل Logical Volume های ما هستند و می توان برای درک بهتر آنها را مشابه یک هارد دیسکی دانست که سیستم عامل آن را شناسایی کرده است.

Logical Volume یا LV در واقع همان پارتیشن هایی هستند که برای کاربر آشنا هستند. یک پارتیشن منطقی یا مجازی که روی یک Volume Group قرار دارد و می تواند شامل چندین Physical Extent باشد. LV خروجی نهایی عملکرد LVM است و محلی است که داده های ما در آن ذخیره می شوند.

Physical Extent یا PE کوچکترین واحد فضایی است که می توان از Physical Volume دریافت و به Logical Volume اختصاص داد. مقدار پیشفرض این فضا 4 مگابایت است و برای درک بهتر می توان آن را بخشی کوچک از دیسک در نظر گرفت که قابلیت تخصیص به هر پارتیشن را دارد.

برای پیاده‌سازی زیرساختی پایدار، منعطف و قابل‌توسعه، سرورهای HP انتخابی مطمئن هستند. تیم تخصصی یرورتیک آماده است تا مناسب‌ترین سرور HP را متناسب با نیاز شما پیشنهاد دهد. برای مشاوره تخصصی، استعلام قیمت و خرید سرور HP همین حالا اقدام کنید.

مزایای استفاده از Linux LVM چیست؟

با استفاده از LVM می توانید چندین هارد دیسک را به صورت یک هارد دیسک واحد مورد استفاده قرار دهید. مدیریت دیسک ها از دید سیستم عامل ساده تر می شود زیرا لایه های پایینی پنهان هستند. فضای یک Logical Volume می تواند روی چندین دیسک مختلف توزیع شود. امکان ایجاد Logical Volume با حجم کم و افزایش ظرفیت آن در آینده وجود دارد.

تغییر اندازه پارتیشن ها بدون ایجاد اختلال برای کاربر و سیستم عامل انجام می شود. اضافه کردن، حذف یا جایگزینی دیسک های فیزیکی ساده تر خواهد بود و سرویس دهی قطع نمی شود. امکان Backup گیری با استفاده از Snapshot ها فراهم می شود و انتقال آنلاین دیسک ها و داده ها بدون Restart کردن سرویس ها امکان پذیر است.

در آموزش های بعدی با نحوه پیاده سازی LVM از طریق یک سناریوی عملی آشنا خواهید شد. اگر پیش از این با ابزار Disk Management ویندوز و مفاهیمی مانند Shrink و Extend کار کرده باشید، درک LVM برای شما ساده تر خواهد بود، هرچند پیاده سازی این مفهوم در لینوکس و ویندوز تفاوت های زیادی دارد. در نهایت باید توجه داشت که پیاده سازی LVM با وجود مزایای فراوان، ساده نیست و پیچیدگی های آن می تواند به عنوان یکی از نقاط ضعف این فناوری در نظر گرفته شود. ITPRO باشید