lvm의 기본 개념

lvm의 기본 개념

- 로지컬 볼륨 매니저(Logical Volume Manager)는 기존에 있던 파티션을 합쳐 새롭게 구성하는 기능

PE(physical media) : 일반적인 물리적 하드 디스크

ex) /dev/hda, /dev/sda 등, 여기서 /dev/hda 란 윈도우에서 c 드라이브를 말함

PV(Physical Volume) : 각각 파티션을 나눈 것, 파일 타입은 lvm을 사용할 수 있게 8e(Linux LVM)로 설정

ex) /dev/ hda1, /dev/hda2 등

PE(Physical Extents) : 하드 디스크를 제어할 때 블럭(PE) 단위로 제어, 블럭 하나는 대개 MB 단위의 크기
ex) 볼륨그룹 크기가 184MB이고, 기본 PE가 4MB일 때 PE의 개수는 46개가 된다.

       pvcrate에서 옵션으로 -l을 사용하면 pe 단위로 사용

VG(Volume Group) : PV로 되어 있는 파티션을 그룹으로 설정, /dev/hda1을 하나의 그룹으로 만들 수도 있고, /dev/hda1 + /dev/hda2처럼 파티션 두 개를 하나의 그룹으로 만들 수 있다. 그밖에도 다양하게 그룹 설정을 할 수 있다.

LV(Logical Volume) : 마운트 포인터로 사용할 실질적인 파티션이다. 크기를 바꿀 수 있다.

Filesystem : ext2, reiserfs 등의 리눅스에서 사용하는 모든 파일 시스템을 사용할 수 있다.

# LVM을 만드는 순서

1. 하드디스크를 LVM을 만들 수 있게 파티션 생성
2. 물리볼륨 생성 (pvcreate)
3. 위 물리볼륨들을 볼륨그룹을 생성하여 묶는다. (vgcreate)
4. 위 볼륨그룹을 원하는 크기대로 나눠 논리볼륨 생성 (lvcreate)
5. 파일시스템으로 포맷

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LVM 부가 설명

◆ 일반적으로 유닉스 시스템에서 저장 장치를 쓰는 방법은 그 장치의 블록 디바이스(Block Device)에 파일 시스템 (File System)을 만들어서 (다른 표현으로는 포맷(Format)한다라고 하지만 유닉스의 세계에서는 잘 쓰지 않는다.) 디렉토리에 마운트 시키는 것이다. 예를 들어, 두번째 버스의 프라이머리 ide 디스크의 첫번째 파티션에 reiserfs 파일 시스템을 만든 후, /debian/ftp 라는 디렉토리에 마운트를 시킨다면 다음과 같은 절차를 밟을 것이다.

# mkfs -t reiserfs /dev/hdc1

# 화면에 나오는 질문에 y 라고 답변
# mount -t reiserfs /dev/hdc1 /debian/ftp

◆  lvm을 써도 마찬가지 절차를 밟는다. 단지, 실제 블록 디바이스가 아닌 가상의 블록 디바이스를 쓴다는 점이 틀리다.

◆  실제적으로 lvm은 커널에서 파일 시스템과 블록 디바이스 사이에 위치하여 동작한다.

 

◆ VG, PV, LV

- VG(Volume Group)은 LVM의 가장 기본적인 요소이다. 쉽게 말하자면 가상 디스크라고 할 수 있는데, 하나 이상의 실제 물리적으로 존재하는 블록 디바이스가 모여서 VG를 이루게 된다.

- 그 물리적인 블록 디바이스를 PV(Physical Volume)라고 하는데, 거의 대부분의 장치를 PV로 쓸 수 있다. 하드디스크 및 그 파티션, 소프트웨어/하드웨어 RAID 장치, 심지어 Loopback 블록 디바이스(파일 시스템상의 파일을 블록 디바이스처럼 쓸 수 있게 해준다)까지도 말이다.

- PV와 대비되는 것이 LV(Logical Volume)이다. 이것은 가상 파티션이라고도 할 수 있는데, VG를 적당히 나누어 할당한 것이 LV이다. 사용자는 LV를 일반 디스크나 파티션처럼 쓰면 된다.

- 정리하자면, <그림2>를 보면 알 수 있듯이, 하나 이상의 PV가 모여 VG를 이루고, VG를 가상적으로 나누어 할당하면 LV이 된다.

- 참고적으로, 한 시스템에서 VG는 최대 99개까지 만들 수 있고, 하나의 VG에는 PV, LV 모두 최대 256개까지 할당할 수 있다.

 

◆ PE와 LE

- PE(Physical Extent)와 LE(Logical Extent)는 각각 물리적 할당단위와 논리적 할당단위를 뜻한다. 이 둘은 물리적인 위치나 크기는 같다.
그러므로 PE가 LV에 할당되면 LE가 된다라고 볼 수 있다..

- VG를 나누어 LV로 할당할 때 LVM은 하드디스크의 섹터처럼 작은 단위로 하지 않고 적당한 크기의 PE로 하게 된다. 그 이유는 할당단위가 극히 작으면, 할당정보가 엄청나게 커지고, 그에따라 시스템의 성능도 느려질 것이다. 또한 할당할 수 있는 크기에도 한계가 생길 것이다. PE의 크기는 VG를 만들 때에 정해지는데, 그에 따라서 VG의 최대 크기가 정해진다. 하나의 VG에는 65536개까지 PE를 할당할 수 있고, PE의 크기는 최소 8KB에서 2배씩 늘어나 최대 512MB까지이다. 그러므로 VG의 최대 크기의 범위는 최소 512MB(8KB x 65536)에서 최대 32TB(512MB x 65536)일 것이다.

 

◆ VGDA

- PV의 앞 부분에는 VGDA(Volume Group Descriptor Area)라는 부분이 있어서 VG의 모든 정보가 기록된다. 같은 VG에 속해 있는 PV들은 VGDA의 내용이 같다.

- 그 내용은, VG의 이름, 상태, 속해있는 PV, LV들, PE, LE들의 할당 상태 등이다. LVM은 이 VGDA 를 참조하고, 갱신하면서 모든 일을 수행한다.

 

◆ Linear Mapping LV 와 Striped Mapping LV

- 앞서 언급한 대로 LVM은 소프트웨어 RAID를 어느 정도는 대체할 수 있다. lvm에서는 두 가지 방식으로 LV를 만들 수 있는데, Linear RAID 와 대응되는 Linear Mapping 방식과 RAID Level 0 과 대응되는 Striped Mapping 방식이 그것이다.

- 두 방식의 차이점은 두개 이상의 비어있는 PV를 가지고 있는 VG에 LV를 할당할 때에, PE를 어떻게 배치시키는가 이다.

- Linear Mapping 방식은 일반적인 것으로써, PE를 순차적으로 할당시킨다. 예를 들어 <그림4>의 왼쪽 그림을 보면, 각각 3개의 PE가 있는 PV1, PV2으로 이루어진 VG1에 4개의 LE를 가진 LV1을 할당한다고 할 때에, LVM은 먼저 PV1에 3개의 PE를 순차적으로 할당하고 나머지 1개의 PE는 PV2에 할당한다.

- 반면, Striped Mapping 방식은 <그림4>의 오른쪽 그림에 나타나 있듯이, 위에서와 같은 환경으로 할당한다고 할 때에, PE는 적당한 크기의 조각들(stripes?)로 나누어진다. LVM는 그것을 두 PV에 분산하여 할당하게 된다. 그러므로 두 PV들에 할당된 PE의 갯수는 같다.

- Striped Mapping 방식의 목적은 두개 이상의 PV를 동시에 읽고 씀으로서, 속도 향상을 바랄 수가 있다는 것이다. 물론, PV들이 서로 독립적인 장치이어야지, 같은 장치 내의 파티션들이라면 오히려 역효과가 날 것이다.

 

◆ Snapshots

- 규모가 큰 시스템에서 서비스의 중지없이 백업을 할 때에 가장 큰 문제점이 백업도중에 데이터가 변경되는 것이다. 그러면 백업 자체가 무용지물이 될 수도 있기 때문이다.

- 그런 문제를 해결하려면 어느 시점에 데이터가 변경되지 못하게 고정시키는 것인데, 그런 기능을 구현한 것이 Snapshot LV이다.

- Snapshot LV는 기존의 LV를 복사하며 별도의 읽기 전용의 LV를 만드는 것이기 때문에, 데이터 변경을 걱정하지 않고 백업을 마칠 수 있을 것이다.

참조 URl : http://lily.mmu.ac.kr/lecture/08sm/Ubuntu2/6lvm.html