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@ntluan5695

Logical Volume Manager の定義、I/O効率を改善する為LVMでストライプ化をテスト

Last updated at Posted at 2018-11-30

LVMとは

  • LVMは「論理ボリューム管理：Logical Volume Manager」の略でボリューム管理をするツールです。
  • 管理対象は複数の論理ボリュームを集約したLVM論理ボリュームです。

image.png

  • 用語：

物理ボリューム（パーティション）　
パーティションであり、Linuxではsda1やsdb2など

ボリュームグループ
物理ボリュームはボリュームグループに統合され、論理ボリュームへ割り当てるディスク領域のプールが作成される。

論理ボリューム
ボリュームグループから切り出した仮想的なパーティション領域。従来のパーティションと同じようにファイルシステムを作って利用可能です。

  • LVMを利用する流れ

  1. 物理ディスクから物理ボリューム（パーティション）を作成
    （sda1、sdb1、sdc1）

  2. 物理ボリュームのシステムタイプを、83(Linux)から8e (LVM)に変更

  3. ボリュームグループを作成（Vol-00）

  4. 論理ボリュームを作成（LogicVol-01）

  5. 論理ボリュームをmount（/mnt/lvm）

image.png

LVMのの機能

  • リニアボリューム

    • 複数の物理ボリュームの領域を 1 つの論理ボリュームに統合します。 例えば： 60GB ディスクが 2 つある場合、120GB の論理ボリュームを作成できます。
    • 通常データは設定した順番に書き込まれます。 PV1　⇒　PV2
    • 論理ボリュームを構成している物理ボリュームは同じサイズである必要はありません。

    • 必要に応じて容量が追加できることでオブジェクトストレージみたいものです。

      image.png

　　　　

  • ストライプ化 ボリューム

    • 単一ディスクでのデータ格納とは対照的に、複数のディスクにわたってデータを分散させる手段です。そしてストライプ化では、I/O は並行して実行されますので効率を改善することができます。
    • 以下の図では、3 つの物理ボリューム全体にデータがストライプ化されている状態を示しています。

    データの 1 番目のストライプは PV1 に書き込まれます。
    データの 2 番目のストライプは PV2 に書き込まれます。
    データの 3 番目のストライプは PV３ に書き込まれます。
    データの 4 番目のストライプは PV1 に書き込まれます。

    image.png

  • ミラー化 ボリューム

    • ミラーはデータの同一コピーを異なるデバイスに維持します。データが 1 つ目のデバイスに書き込まれると、2 つ目のデバイスにも書き込まれ、データのミラー化が行われます。この重複保存は、デバイス障害に対する保護になります。
    • ミラー化した際、同一の物理ボリュームを使用せずに異なる物理ボリュームを使用した場合、利用できるのは容量の小さな物理ボリュームのサイズとなります。 1GBディスクと2GBディスクをミラー化した場合の使用可能な容量は1GBになります。
    • 実際に各サーバでLVMのスナップショットとミラー化を利用せずにVMwareやStorageなどがスナップショットとミラー化をサポートするので、集中的に管理した方がいいです

image.png

  • スナップショット

    • 論理ボリュームのシンプロビジョニング（thin provisioning）が可能になりました。スナップショットは、ある瞬間のファイルシステムのイメージを保持したものです。

    • スナップショットは全データを複製するのではなく、元のデータへのリンク情報というポインタだけを残したものであるため、スナップショット領域はデータ元よりも格段に少ない容量で済み、元データが大きい場合もスナップショット作成処理は数秒で完了します。元のデータに変更が加えられた場合は、スナップショット領域に変更前のデータが退避されます。

      image.png

LVMでストライプ化論理ボリュームをテスト

  • I/O効率を改善することがでるので今回LVMでストライプ化のテストを実施します。 テスト目的：
    • 二つの2Tパーティションから４TBのLVM論理パーティションを組み立てて、 ストライプできるか確認します。
    • MBR標準で２T 以上のパーティションが作成できない問題を解決します。

  • CentOSバージョンとパーティションテーブルを確認
    CentOSバージョン：6.10
    パーティションテーブル：msdos ➞　MBR標準です。

    image.png

  • 操作する対象のsdb、sdcを確認

    image.png

  • 物理ボリュームを作成
    image.png

  • ボリュームグループを作成

    image.png

  • 論理ボリュームを作成
    オプション：　
    -n lv-data 論理ボリューム名を指定
    -l 100%FREE 空き容量を全て使うことができる
    -i2 ストライプするボリューム数（２）を指定
    -vg-data どのボリュームグループか名前を指定

    image.png

  • ストライプを確認
    lvdisplay 論理ボリュームの情報を表示
    m 論理ボリュームのマッピングの情報を表示

    image.png

  • 実際に論理ボリュームをmountし、データを作成してI/Oテスト
    ddで８GB のデータを作成して、I/Oテスト
    bs 　　　ブロックデータのサイズを指定
    count 　 ブロックデータの数を指定

    image.png

  • 同時にiostatで観察sdbとsdcが一斉に書き込むことができました。
    image.png

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