Logikai kötetkezelés - Logical volume management

A számítógépes tárolása , logikai kötet menedzsment vagy LVM tárgya eljárás elosztásának helyet háttértároló- eszköz, amely rugalmasabb, mint a hagyományos particionálás rendszereknek a boltba kötetek. Különösen a kötetkezelő összefűzheti, csíkozhatja vagy más módon kombinálhatja a partíciókat (vagy általában blokkolhatja az eszközöket ) nagyobb virtuális partíciókká, amelyeket az adminisztrátorok átméretezhetnek vagy áthelyezhetnek, potenciálisan a rendszer használatának megszakítása nélkül.

A kötetkezelés a tárolás virtualizációjának számos formájának csak egyike ; megvalósítása az operációs rendszer (OS) eszközillesztő-veremének rétegében történik (szemben a tárolóeszközökön belül vagy a hálózaton).

Tervezés

Linux Logical Volume Manager (LVM) v1

A legtöbb kötetkezelő megvalósítás ugyanazzal az alaptervvel rendelkezik. Fizikai kötetekkel (PV) kezdődnek , amelyek lehetnek merevlemezek , merevlemez- partíciók vagy külső tárolóeszközök logikai egységszámai (LUN-ok) . A hangerőszabályozás úgy kezeli az egyes PV-kat, hogy azok fizikai daraboknak (PE) nevezett darabok sorozatából állnak . Néhány kötetkezelő (például a HP-UX és a Linux esetében) egységes méretű PE-kkel rendelkezik; másoknak (például a Veritasban ) változó méretű PE-k vannak, amelyeket tetszés szerint fel lehet osztani és összevonni.

Normális esetben a PE-k egyszerűen egytől egyig logikai kiterjedésbe (LE) kapcsolják. Tükrözéssel minden PE-hez több PE tartozik. Ezek a PE-k egy fizikai kötetcsoportból (PVG) származnak , azonos méretű PV-kből, amelyek hasonlóan hatnak, mint a RAID1 tömb merevlemezei. A PVG-k általában úgy vannak elrendezve, hogy különböző lemezeken vagy adatbuszokon helyezkedjenek el a maximális redundancia érdekében.

A rendszer az LE-ket kötetcsoportba (VG) foglalja össze. Az egyesített LE-k ezután összefűzhetők virtuális lemezpartícióknak, úgynevezett logikai köteteknek vagy LV-knek . A rendszerek az LV-ket nyers blokkeszközként használhatják, csakúgy, mint a lemezpartíciókat: csatlakoztatható fájlrendszerek létrehozása vagy cseretárolásként használható.

A csíkos LV-k minden egyes egymást követő LE-t különböző PV-ből osztanak ki; az LE méretétől függően ez javíthatja a nagy szekvenciális olvasások teljesítményét azáltal, hogy több PV kombinált olvasási átviteli sebességét viseli.

A rendszergazdák megnövelhetik az LV-eket (több LE összekapcsolásával), vagy csökkenthetik (az LE-k visszatérésével a készletbe). Az összefűzött LE-knek nem kell egymás mellett lenniük. Ez lehetővé teszi az LV-ek növekedését anélkül, hogy a már kiosztott LE-ket kellene mozgatni. Egyes kötetmenedzserek lehetővé teszik az LV-ek átméretezését mindkét irányba online állapotban. Az LV méretének megváltoztatása nem feltétlenül változtatja meg a rajta lévő fájlrendszer méretét; csupán megváltoztatja a benne lévő tér méretét. Az azonnali átméretezhető fájlrendszer ajánlott, mivel lehetővé teszi a rendszer számára, hogy az alkalmazások megszakítása nélkül menet közben módosítsa tárhelyét.

A PV-k és LV-k nem oszthatók meg, és nem terjedhetnek át a különböző virtuális gépek között (bár egyes kötetkezelők megengedhetik, hogy tetszés szerint áthelyezzék őket ugyanazon gazdagépen lévő virtuális gépek között). Ez lehetővé teszi az adminisztrátorok számára, hogy online módon hozzák a virtuális gépeket, offline állapotba hozzák, vagy egyetlen adminisztrációs egységként áthelyezhessék őket a gazda rendszerek között.

A VG-k új PV-k abszorbeálásával növelhetik tárolókészletüket, vagy visszahúzódhatnak a PV-kből. Ez magában foglalhatja a már kiosztott LE-k mozgatását a PV-ből. A kötetkezelők többsége online tudja végrehajtani ezt a mozgást; ha az alapul szolgáló hardver gyorsan csatlakoztatható, ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy a rendszer leállása nélkül frissítsék vagy cseréljék a tárhelyet.

Fogalmak

Hibrid térfogat

A hibrid térfogat bármilyen kötet, amely szándékosan és opaquely él két különböző fizikai mennyiség. Például a munkaterhelés véletlenszerű keresésekből állhat, így SSD-t lehet használni a gyakran használt vagy a közelmúltban írt adatok tartós tárolására, miközben nagyobb kapacitású rotációs mágneses adathordozókat használnak a ritkán szükséges adatok hosszú távú tárolására. Linuxon a bcache vagy a dm-cache használható erre a célra, míg a Fusion Drive használható az OS X rendszeren. A ZFS ezt a funkciót a fájlrendszer szintjén is megvalósítja , lehetővé téve az adminisztrátorok számára a többszintű olvasási / írási gyorsítótár konfigurálását.

A hibrid kötetek hasonló koncepciót mutatnak be, mint a hibrid meghajtók , amelyek szintén ötvözik a szilárdtest tárolást és a rotációs mágneses adathordozókat.

Pillanatképek

Egyes kötetmenedzserek pillanatképeket is készítenek azáltal, hogy minden LE -hez alkalmazzák a másolás után írást . Ebben a sémában a kötetkezelő átmásolja az LE-t egy copy-on-write táblába, közvetlenül azelőtt, hogy írná. Ez megőrzi az LV régi verzióját, a pillanatképet, amelyet később rekonstruálhatunk azáltal, hogy a másolás-írásra táblázatot a jelenlegi LV tetejére helyezzük. Hacsak a kötetkezelés nem támogatja mind a vékony kiépítést, mind az elvetést, ha az eredetkötetben található LE-t írják, véglegesen a pillanatkép-kötetben tárolják. Ha a pillanatkép kötetét az eredeténél kisebbre tették, ami általános gyakorlat, ez működésképtelenné teheti a pillanatképet.

A pillanatfelvételek hasznosak lehetnek az illékony adatok, például a táblázatos fájlok önkonzisztens verzióinak biztonsági másolatához, vagy nagy műveletek (például az operációs rendszer frissítése) egyetlen művelettel történő visszahelyezéséhez. Pillanatfelvételek is hasonló a hatása, mint teszi tároló nyugalomban , és hasonló a árnyékmásolatát (VSS) szolgáltatás a Microsoft Windows.

Egyes Linux-alapú Live CD - k pillanatképeket is használnak az írásvédett optikai lemez írás-olvasási hozzáférésének szimulálására .

Végrehajtások

Eladó Bevezetett Kötetkezelő Kiosztani bárhol Pillanatképek RAID 0 RAID 1 RAID 5 RAID 10 Vékony ellátás Megjegyzések
IBM AIX 3.0 (1989) Logikai kötetkezelő Igen Igen Igen Igen Nem Igen A PE-kre PP-ként (fizikai partíciók) és az LE-kre, mint LP-kre (logikai partíciók) vonatkozik. Nem rendelkezik az írásra másolás pillanatkép mechanizmusával; pillanatképeket készít egy tükörpár egy kötetének befagyasztásával.
Hewlett-Packard HP-UX 9.0 HP Logical Volume Manager Igen Igen Igen Igen Nem Igen
FreeBSD Vinum Volume Manager Igen Igen Igen Igen Igen Igen A FreeBSD gyors fájlrendszere (UFS) támogatja a pillanatképeket.
FreeBSD ZFS Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Fájlrendszer integrált kötetkezeléssel
NetBSD Logikai kötetkezelő Igen Nem Igen Igen Nem Nem A NetBSD a 6.0 verziótól támogatja a Linux LVM saját újratelepítését. Az újratelepítés egy BSD licencelt eszköz-hozzárendelő illesztőprogramon alapul, és a Linux lvm eszközök portját használja az LVM felhasználói terének részeként. A NetBSD superior RAIDFrame alrendszer miatt nincs szükség a RAID5 támogatására az LVM-ben.
NetBSD ZFS Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Fájlrendszer integrált kötetkezeléssel
A NetBSD Foundation, Inc. NetBSD 5.0 bekezdés (2009) bioctl arcmsr Nem Nem Igen Igen Igen Igen A NetBSD-n található bioctl a hardveres RAID karbantartására és inicializálására egyaránt használható, bár az inicializálást (az BIOCVOLOPS ioctl-en keresztül ) csak egyetlen illesztőprogram támogatja 2019-től - arcmsr(4) ; a szoftveres RAID-t külön támogatják a RAIDframe és a ZFS
Az OpenBSD projekt OpenBSD 4.2 (2007) bioctl softraid Igen Nem Igen Igen Igen Igen Az OpenBSD-n található bioctl használható a hardveres RAID karbantartására, valamint a szoftveres RAID inicializálására és karbantartására egyaránt
Linux 2.2 A Logical Volume Manager 1. verziója Igen Igen Igen Igen Nem Nem
Linux 2.4 Vállalati kötetkezelő rendszer Igen Igen Igen Igen Igen Nem
Linux 2.6 és újabb A Logical Volume Manager 2. verziója Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Linux 2.6 és újabb Btrfs Igen Igen Igen Igen Igen (nem stabil) Igen N / A Fájlrendszer integrált kötetkezeléssel
Szilikon grafika IRIX vagy Linux XVM kötetkezelő Igen Igen Igen Igen Igen
Sun Microsystems SunOS Solaris kötetkezelő (a Solstice DiskSuite volt ). Nem Nem Igen Igen Igen Igen A PV-kre mint kötetre vonatkozik (amelyek RAID0, RAID1 vagy RAID5 primitívekkel kombinálhatók nagyobb kötetbe), az LV-kre mint lágy partíciókra (amelyek összefüggő terjedelműek, bárhol elhelyezhetők a köteteken, de nem terjedhetnek át több kötetre), és a VG-kre mint lemez készletek.
Sun Microsystems Solaris 10 ZFS Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Fájlrendszer integrált kötetkezeléssel
illumos ZFS Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Fájlrendszer integrált kötetkezeléssel
Veritas Cross-OS Veritas Kötetkezelő (VxVM) Igen Igen Igen Igen Igen Igen Az LV-kre mint kötetre , a VG-kre mint lemezcsoportokra vonatkozik ; már változóan méretű PE nevű allemezek és a Les úgynevezett erek .
Microsoft Windows 2000 és újabb NT alapú operációs rendszerek Logikai lemezkezelő Igen Igen Igen Igen Igen Nem Nem Nem rendelkezik a PE vagy LE fogalmával; csak RAID0, RAID1, RAID5 vagy összefűzheti a lemezpartíciókat nagyobb kötetbe; a fájlrendszereknek teljes köteteket kell lefedniük.
Windows 8 Tárolóhelyek Igen Igen Nem Igen Igen Nem Igen Magasabb szintű logika, mint a RAID1 és RAID5 - több tárhely több, különböző méretű lemezt is átfog, a tárhelyek ellenállnak a fizikai meghibásodásoknak akár tükrözéssel (legalább 2 lemez), akár csíkos paritással (legalább 3 lemez), lemezkezeléssel és adat-helyreállítással teljesen automatikus
Windows 10 Tárolóhelyek Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen A RAID 10-et lemez tükrözésnek hívják
piros kalap Linux 4.14 és újabb Stratis Igen Igen Nem Nem Nem Nem Igen RAID támogatás tervezett 2.0 verzióban
alma Mac OS X Lion Magtároló Igen Nem Nem Nem Nem Nem Nem Jelenleg a FileVault Lion általi megvalósításakor használják, hogy lehetővé tegyék a teljes lemezes titkosítást , valamint a Fusion Drive-ot , amely csupán egy több PV-t tartalmazó LVG.

A pillanatképeket a Time Machine kezeli ; A szoftver alapú RAID-t az AppleRAID biztosítja. Mindkettő külön van a Core Storage-tól.

Hátrányok

A logikai kötetek külső széttagoltságtól szenvedhetnek, ha az alapul szolgáló tárolóeszközök nem osztják egymás után a PE-ket. Ez csökkentheti az I / O teljesítményt a lassan kereső adathordozókon, például mágneslemezeken és más rotációs adathordozókon. A rögzített méretű PE-ket használó kötetkezelők azonban jellemzően viszonylag naggyá teszik a PE-ket (például a Linux LVM alapértelmezés szerint 4 MB-ot használ), hogy amortizálják ezeknek a kereséseknek a költségeit.

A kizárólag kötetkezelést megvalósító megvalósításokkal, mint például a Core Storage és a Linux LVM, a kötetkezelés elválasztása és elválasztása a fájlrendszertől elveszíti a képességét, hogy könnyen meghozza a tárolási döntéseket bizonyos fájlok vagy könyvtárak esetében. Például, ha egy bizonyos könyvtárat (de nem a teljes fájlrendszert) véglegesen át akarják helyezni a gyorsabb tárhelyre, mind a fájlrendszer-elrendezést, mind az alapul szolgáló kötetkezelő réteget meg kell haladni. Például Linux rendszeren kézzel kell meghatározni a fájl tartalmának eltolását a fájlrendszeren belül, majd manuálisan megadni pvmove a kiterjedést (a fájlhoz nem kapcsolódó adatokkal együtt) a gyorsabb tárolásra. Ha a kötet- és fájlkezelést ugyanazon az alrendszeren belül valósítják meg, ahelyett, hogy külön alrendszerként valósítanák meg őket, elméletileg egyszerűbbé válik a teljes folyamat.

Megjegyzések

Lásd még


Hivatkozások

Források

Külső linkek