Урок 30: Управление дисками, часть 2. Введение в LVM

Цель урока: Получить концептуальное понимание LVM (Logical Volume Management - Менеджер логических томов) и узнать, почему эта технология так популярна на серверах. Мы разберем три ключевые сущности LVM (PV, VG, LV), научимся определять, используется ли он на вашей системе, и поймем, какие преимущества он дает по сравнению с классической разметкой дисков.

Часть 1: Теория. Проблема классической разметки

Вспомним, как мы работали с дисками до этого. У нас был физический диск (/dev/vda), на нем мы создавали разделы (/dev/vda1, /dev/vda2). Каждый раздел имел фиксированный размер.

В чем проблема? Представьте, вы выделили:

• 20 ГБ под систему (/dev/vda1, смонтирован в /)

• 50 ГБ под данные сайта (/dev/vda2, смонтирован в /var/www)

Через год у вас закончилось место в /var/www, а в системном разделе еще 15 ГБ свободно. С классической разметкой перераспределить это пространство - очень сложная, рискованная и зачастую невозможная "на живую" операция.

LVM решает эту проблему. Он создает дополнительный "слой абстракции" между физическими дисками и тем, что видит операционная система. LVM позволяет вам управлять дисковым пространством как гибким "бассейном", из которого можно "черпать" нужные объемы и легко их изменять.

Часть 2: Теория. Три кита LVM: PV, VG, LV

Чтобы понять LVM, нужно запомнить всего три аббревиатуры.

1. PV (Physical Volume / Физический том):
   Это "строительный кирпичик". Вы берете физический раздел (например, /dev/sdb1) или даже целый диск (/dev/sdc) и инициализируете его как PV. Этим вы как бы говорите: "Этот кусок диска теперь принадлежит LVM, используй его для своих нужд".

2. VG (Volume Group / Группа томов):
   Это тот самый "бассейн" с дисковым пространством. Вы создаете VG и добавляете в нее один или несколько PV (физических томов).

   • Главная фишка: Вы можете создать VG из нескольких дисков! Например, взять /dev/sdb1 (100 ГБ) и /dev/sdc1 (200 ГБ) и объединить их в одну VG размером 300 ГБ. Для системы это будет выглядеть как единое пространство.

3. LV (Logical Volume / Логический том):
   Это то, что вы "отрезаете" от вашего "бассейна" (VG) для реального использования. LV - это аналог классического раздела (/dev/vda1), но с огромным преимуществом: его можно легко увеличивать или уменьшать "на лету", пока в его родительской VG есть свободное место.
   Именно этот логический том (LV) вы потом форматируете в файловую систему (mkfs.ext4) и монтируете (mount).

Схема работы:
Физический диск/раздел -> PV (Physical Volume) -> VG (Volume Group) -> LV (Logical Volume) -> Файловая система -> Точка монтирования

Часть 3: Практика. Установка и проверка LVM

Шаг 1: Установка пакета lvm2
Для работы с LVM необходим набор утилит, который содержится в пакете lvm2. На многих серверных дистрибутивах он уже установлен. Но если нет, его нужно установить.

# Сначала обновляем список пакетов
apt update
# Устанавливаем lvm2. Если он уже есть, система сообщит об этом.
apt install lvm2

Теперь в вашем распоряжении есть все команды (pvs, vgs, lvs и другие).

Шаг 2: Проверка, используется ли LVM на вашей системе
Теперь давайте проведем диагностику. Мы выполним три команды.

pvs
vgs
lvs

Возможны два варианта ответа:

Вариант А: Вывод команд пустой.
Если вы выполнили команды и не получили никакого результата (терминал просто перешел на новую строку), это означает, что на вашей системе в данный момент LVM не используется. Ваш диск размечен "классическим" способом. Это абсолютно нормально для многих VDS.

В этом случае ваш lsblk будет выглядеть просто, как мы видели в уроке 27:

NAME    MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda     254:0    0  25G  0 disk 
└─vda1  254:1    0  25G  0 part /

А в /etc/fstab будет указан UUID от /dev/vda1.

Вариант Б: Команды выдают информацию.
Если же вы видите таблицы с данными, это значит, что ваша система была установлена с использованием LVM.

• pvs покажет, какой физический раздел отдан LVM:

  PV         VG        Fmt  Attr PSize   PFree
    /dev/vda2  ubuntu-vg lvm2 a--  <24.00g <4.00g

• vgs покажет "бассейн" дискового пространства:

  VG        #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
    ubuntu-vg   1   1   0 wz--n- <24.00g <4.00g

• lvs покажет "нарезанные" из этого бассейна логические тома:

  Generated code

  LV        VG        Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%
    root      ubuntu-vg -wi-ao---- <20.00g

Шаг 3: Сопоставление с lsblk
Теперь, если вы используете LVM, вывод lsblk станет абсолютно понятным. Он наглядно покажет всю цепочку вложенности.

Generated code

NAME                      MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda                       254:0    0   25G  0 disk 
├─vda1                    254:1    0    1G  0 part /boot
└─vda2                    254:2    0   24G  0 part 
  └─ubuntu--vg-root       253:0    0   20G  0 lvm  /

Эта схема читается так: на диске vda есть раздел vda2, который является физическим томом (PV) для LVM. Внутри него создан логический том (lvm) с именем ubuntu--vg-root, который и смонтирован в корень (/).

Часть 4: Преимущества LVM и когда его использовать

Теперь, когда мы понимаем структуру, давайте подытожим, зачем все это нужно.

1. Гибкое изменение размера:
Представим, что у нас на LV root заканчивается место, а в его VG ubuntu-vg еще есть 4 ГБ свободного пространства (VFree в выводе vgs). Мы можем одной командой (lvextend) добавить эти 4 ГБ к нашему root, а затем еще одной командой (resize2fs) "растянуть" файловую систему на новое место. И все это без перезагрузки и потери данных. Это главное преимущество.

2. Простое добавление новых дисков:
Ваш VDS на 25 ГБ заполнился. Вы покупаете у хостера еще один диск на 50 ГБ. С LVM вы просто:

1. Создаете на новом диске PV.

2. Добавляете этот PV в вашу существующую VG, увеличивая ее "бассейн".

3. Расширяете ваш LV за счет нового пространства.
   В итоге ваш корневой раздел просто "вырастает" без сложного переноса данных.

3. Снэпшоты (Snapshots):
LVM позволяет делать "моментальные снимки" состояния логического тома. Это очень полезно перед рискованными операциями, такими как обновление системы. Если что-то пойдет не так, вы можете за несколько секунд "откатиться" к состоянию на момент создания снэпшота.

Когда использовать LVM?

• Всегда на серверах, где потенциально может потребоваться изменение размеров разделов.

• Когда вы планируете в будущем добавлять новые диски.

• Когда вам нужна функция снэпшотов.

Часть 5: Заключение

Сегодня мы познакомились с LVM - мощной технологией, которая добавляет необходимую гибкость в управление дисковым пространством сервера. Мы разобрали его ключевые концепции - Физические тома (PV) как кирпичики, Группы томов (VG) как "бассейн" и Логические тома (LV) как гибкие разделы, которые мы используем в итоге. Вы научились определять, используется ли LVM на вашей системе, и понимать его структуру через команды pvs, vgs, lvs.

Мы не углублялись в команды по созданию и изменению LVM-томов, так как это очень ответственная операция. Но теперь у вас есть прочный теоретический фундамент. Если вы столкнетесь с сервером на LVM, вы не испугаетесь непонятных путей в fstab, а будете точно понимать его структуру.

На следующем, 31-м уроке, мы завершим наш большой второй блок и начнем применять все полученные знания. Мы напишем наш первый большой и комплексный скрипт для аудита системы, который будет собирать информацию о пользователе, дисках, процессах и сети, используя команды, которые мы изучили в последних 15 уроках.

Перейти к просмотру - УРОК №31.