【LVM】論理ボリュームの作成と管理操作

17693 ワード

EC2 lvm AWS AWS テキストリンク

目標

LVMを利用して論理ボリュームを作成する。
AWS EC2上での構築とする。

前提

・EC2の構築手順を知っていること。
・LINUXでの基本的なディスク操作方法を知っていること。
・LVMの基本的な概念や用語を知っていること。

LVMとは

物理ディスクや物理パーティションを束ねて、仮想ディスクや仮想パーティションを作成する機能のこと。
LVMを利用することで以下のような物理ディスク上の制約を回避することが可能となります。

・一度パーティションを作成するとサイズ変更が出来ない。
（⇒LVMではlvextendやlvreduceを利用して仮想パーティションのサイズを柔軟に変更することが可能）

・別のディスクにパーティションを移動させることができない。
（⇒LVMではpvmoveを利用してパーティション内のデータを別ディスクに移動させることが可能）

・ディスクのサイズを超える大きさのパーティションは作成できない。
（⇒LVMでは複数の物理ディスクにまたがって仮想ディスクを構築することが可能なため、所属するディスクサイズ以上のパーティションを構築することができる）

図とかも記載している参考サイトを掲載致します。
【Linuxの基礎知識】LVMとは？LVMを理解しよう！

利用環境

ハードウェア　：　AWS EC2サーバ 1台
OS（AMI）　:　Amazon Linux 2 AMI (HVM), SSD Volume Type

作業の流れ

項番	タイトル
1	EC2インスタンスの作成
2	パーティション構築
3	LVMの構築
4	LVMの管理操作

手順

1.EC2インスタンスの作成

以下のように、データボリューム/dev/sdbと/dev/sdc（両デバイス最小の1GB）をアタッチしたEC2インスタンスを作成します。

2.パーティション構築

作成したEC2インスタンスの/dev/sdbと/dev/sdc内に2つの基本パーティション（パーティションサイズは全て300MB）を構築します（※）。
パーティションタイプは8e（Linux LVM）とします。

※パーティション構築の手順は以下に記載しています、参考として掲載致します。
【RAID5】基本構築（2.RAID用パーティション構築）


[root@ip-172-31-38-158 tmp]# fdisk -l
# ルートボリューム/dev/xvda
Disk /dev/xvda: 8 GiB, 8589934592 bytes, 16777216 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 55BAE540-16DE-4A92-90DF-3330D51DF457

Device       Start      End  Sectors Size Type
/dev/xvda1    4096 16777182 16773087   8G Linux filesystem
/dev/xvda128  2048     4095     2048   1M BIOS boot

Partition table entries are not in disk order.

# データボリューム/dev/xvdb（/dev/sdb）
# 基本パーティション2つを構築、どちらもサイズは300MBでパーティションタイプは8e
Disk /dev/xvdb: 1 GiB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x69289ddb

Device     Boot  Start     End Sectors  Size Id Type
/dev/xvdb1        2048  616447  614400  300M 8e Linux LVM
/dev/xvdb2      616448 1230847  614400  300M 8e Linux LVM

# データボリューム/dev/xvdc（/dev/sdc）
# 基本パーティション2つを構築、どちらもサイズは300MBでパーティションタイプは8e
Disk /dev/xvdc: 1 GiB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x2654e9ba

Device     Boot  Start     End Sectors  Size Id Type
/dev/xvdc1        2048  616447  614400  300M 8e Linux LVM
/dev/xvdc2      616448 1230847  614400  300M 8e Linux LVM

3.LVMの構築

①物理ボリュームの構築
pvcreateで前手順で作成したパーティションを物理ボリュームとしてLVMの管理対象とします。


pvcreate /dev/xvdb1 /dev/xvdb2 /dev/xvdc1 /dev/xvdc2

pvscanで物理ボリューム群の簡単な情報を表示します。


# 全パーティションがエントリに入っていればOK
[root@ip-172-31-38-158 ~]# pvscan
  PV /dev/sdb1                      lvm2 [300.00 MiB]
  PV /dev/sdb2                      lvm2 [300.00 MiB]
  PV /dev/sdc2                      lvm2 [300.00 MiB]
  PV /dev/sdc1                      lvm2 [300.00 MiB]
  Total: 4 [1.17 GiB] / in use: 0 [0   ] / in no VG: 4 [1.17 GiB]

②ボリュームグループの構築
vgcreateで物理ボリューム/dev/xvdb1、/dev/xvdb2、/dev/xvdc1を束ねてボリュームグループtestvgを構築します。


vgcreate testvg /dev/xvdb1 /dev/xvdb2 /dev/xvdc1

vgdisplayで構築したボリュームグループの内容を確認します。


[root@ip-172-31-38-158 ~]# vgdisplay testvg
  --- Volume group ---
  VG Name               testvg
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        3
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                3
  Act PV                3
  VG Size               888.00 MiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              222
  Alloc PE / Size       0 / 0
  Free  PE / Size       222 / 888.00 MiB
  VG UUID               duuKl7-ogCc-FSEX-6EA6-7q1h-8hlE-2t5wFy

③論理ボリュームの構築
lvcreateでボリュームグループ（888MB）のうち500MBを論理ボリュームlv01として切り出します。


lvcreate -L 500M -n lv01 testvg

lvscanで作成した論理ボリュームの簡単な情報を表示します。


# /dev/testvg/lv01としてACTIVEのエントリが存在していればOK
[root@ip-172-31-38-158 ~]# lvscan
  ACTIVE            '/dev/testvg/lv01' [500.00 MiB] inherit

③論理ボリュームのマウント
論理ボリューム/dev/testvg/lv01にファイルシステムext4を作成します。


mkfs.ext4 /dev/testvg/lv01

/mntにマウントします。


mount /dev/testvg/lv01 /mnt

df-hでマウントの確認
/dev/mapper/testvg-lv01（※）のエントリが存在すれば論理ボリュームが利用可能となり完了です。

※Device Mapper（LVMに必須の機能）によってマウント時、/dev/ボリュームグループ名/論理ボリューム名は/dev/mapper/ボリュームグループ名-論理ボリューム名にマッピングされるようです。


[root@ip-172-31-38-158 ~]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs                 474M     0  474M   0% /dev
tmpfs                    492M     0  492M   0% /dev/shm
tmpfs                    492M  428K  492M   1% /run
tmpfs                    492M     0  492M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/xvda1               8.0G  1.3G  6.8G  17% /
tmpfs                     99M     0   99M   0% /run/user/1000
/dev/mapper/testvg-lv01  477M  2.3M  445M   1% /mnt

4.LVMの管理操作

いくつかLVMの管理操作を試してみます。

①ボリュームグループの拡張と縮小

現状のボリュームグループtestvgの物理ボリュームの数は3つ、ボリュームグループサイズは888MB



[root@ip-172-31-38-158 ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               testvg
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        3
  Metadata Sequence No  2
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                3                   # 物理ボリューム数
  Act PV                3
  VG Size               888.00 MiB          # ボリュームグループサイズ
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              222
  Alloc PE / Size       125 / 500.00 MiB
  Free  PE / Size       97 / 388.00 MiB
  VG UUID               duuKl7-ogCc-FSEX-6EA6-7q1h-8hlE-2t5wFy

vgextendでボリュームグループtestvgに未使用の物理ボリューム/dev/xvdc2（300MB）を追加します。


vgextend testvg /dev/xvdc2

ボリュームグループの、物理ボリュームの数が4つ、ボリュームサイズが1.16GBまで拡大しました



[root@ip-172-31-38-158 ~]# vgdisplay testvg
  --- Volume group ---
  VG Name               testvg
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        4
  Metadata Sequence No  3
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                4                   # 物理ボリューム数が3から4に増えた
  Act PV                4
  VG Size               <1.16 GiB           # ボリュームグループサイズが888MBから1.16GBに増えた
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              296
  Alloc PE / Size       125 / 500.00 MiB
  Free  PE / Size       171 / 684.00 MiB
  VG UUID               duuKl7-ogCc-FSEX-6EA6-7q1h-8hlE-2t5wFy

vgreduceで追加したデバイスをボリュームグループからデタッチします。


vgreduce testvg /dev/xvdc2

②論理ボリュームの拡張
現状の論理ボリューム/dev/testvg/lv0のサイズは500MB


[root@ip-172-31-38-158 ~]# lvscan
  ACTIVE            '/dev/testvg/lv01' [500.00 MiB] inherit

lvextendで論理ボリューム/dev/testvg/lv01を100MB拡張してみます


lvextend -L +100M /dev/testvg/lv01

サイズが600MBまで拡張されました。

[root@ip-172-31-38-158 ~]# lvscan
  ACTIVE            '/dev/testvg/lv01' [600.00 MiB] inherit

しかし、論理ボリュームを拡張してもファイルシステム（ext4）自体のサイズが自動拡張されるわけではないようなので、
resize2fsを利用してファイルシステムサイズを拡張した論理ボリュームのサイズに合わせます。

その前に事前にe2fsckを利用してファイルシステムの整合性チェックを行います。
アンマウント⇒e2fsck実行という流れです。


umount /dev/testvg/lv01


e2fsck -f /dev/testvg/lv01

ファイルシステムのリサイズを実行


resize2fs /dev/testvg/lv01

マウント実行をしてファイルシステムのサイズも共に拡張した論理ボリュームが利用可能になります。


mount /dev/testvg/lv01 /mnt

③スナップショットの作成とバックアップ取得及びリストア実行
LVMにはスナップショット（ある時点での論理ボリューム状態の断面記録）取得機能があり、これを利用することでdumpによるバックアップ取得時、ファイルシステムをアンマウントしたり読み取り専用にすることなく、バックアップ取得を行うことが可能（dumpでディスクのバックアップを取得する際はアンマウントor読み取り専用にしてバックアップ取得を行うのがセオリー）となります。

本項目では論理ボリュームのスナップショット取得⇒dumpコマンドによるバックアップ取得⇒restoreコマンドによるリストアという流れを試します。

リストア確認用のテストファイルとして/mnt/testfileを作成


touch /mnt/testfile
echo "test" >> /mnt/testfile

lvcreateコマンドに-sオプションをつけることで、スナップショットの取得が可能です。
サイズは論理ボリュームの10%-20%にするということなので100MBで作成、スナップショットの名前はsnap0とします。


lvcreate -s -L 100M -n snap0 /dev/testvg/lv01

lvscanでスナップショットの作成確認を行います。


# スナップショット/dev/testvg/snap0が作成されている
[root@ip-172-31-38-158 mnt]# lvscan
  ACTIVE   Original '/dev/testvg/lv01' [600.00 MiB] inherit
  ACTIVE   Snapshot '/dev/testvg/snap0' [100.00 MiB] inherit

dumpでのバックアップ保存に使用するファイルを作成します。


mkdir /backup
touch /backup/data.dump

dump -f /backup/data.dump /dev/testvg/snap0でスナップショット/dev/testvg/snap0のデータを/backup/data.dump内にバックアップとして保存します。

# 特にエラーなくDUMP: DUMP IS DONEが出力されること
[root@ip-172-31-38-158 mnt]# dump -f /backup/data.dump /dev/testvg/snap0
  DUMP: Date of this level 0 dump: Sat Aug 29 07:22:51 2020
  DUMP: Dumping /dev/testvg/snap0 (an unlisted file system) to /backup/data.dump
  DUMP: Label: none
  DUMP: Writing 10 Kilobyte records
  DUMP: mapping (Pass I) [regular files]
  DUMP: mapping (Pass II) [directories]
  DUMP: estimated 54 blocks.
  DUMP: Volume 1 started with block 1 at: Sat Aug 29 07:22:51 2020
  DUMP: dumping (Pass III) [directories]
  DUMP: dumping (Pass IV) [regular files]
  DUMP: Closing /backup/data.dump
  DUMP: Volume 1 completed at: Sat Aug 29 07:22:51 2020
  DUMP: Volume 1 50 blocks (0.05MB)
  DUMP: 50 blocks (0.05MB) on 1 volume(s)
  DUMP: finished in less than a second
  DUMP: Date of this level 0 dump: Sat Aug 29 07:22:51 2020
  DUMP: Date this dump completed:  Sat Aug 29 07:22:51 2020
  DUMP: Average transfer rate: 0 kB/s
  DUMP: DUMP IS DONE

/tmp配下で、取得したバックアップを利用したリストアを実行します。


cd /tmp/
restore -r -f /backup/data.dump

以下のように事前作成したtestfileが/tmp内に展開されているため正常にリストアされたことが分かります。


[root@ip-172-31-38-158 tmp]# ls
restoresymtable  testfile
[root@ip-172-31-38-158 tmp]# cat /tmp/testfile
test

バックアップ取得後、スナップショットは削除するのがセオリーのようです（スナップショット取得後、取得元の論理ボリュームに変更が加われば加わるほどスナップショット領域が拡大し、システムのパフォーマンスに影響が出るからとのこと）


lvremove /dev/testvg/snap0

参考書籍

Linux教科書 LPICレベル2 Version4.5対応

Author And Source

この問題について(【LVM】論理ボリュームの作成と管理操作), 我々は、より多くの情報をここで見つけました https://qiita.com/OPySPGcLYpJE0Tc/items/4bf319982362e1590d9d

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