GNU-Linux'da Mantıksal Hacim Yönetimi (LVM) Nedir ? [Teknik Linux Bilgisi]

Mantıksal Hacim Yönetimi (LVM) Nedir ?

Mantısal Hacim Yönetimi modüler disk veri kümesi oluşturmamıza böylelikle de mevcut disk alanımız üzerinde dilediğimiz zaman dilediğimiz boyutlandırmayı yeniden yapabilmemize, düzenleyebilmemize olanak sağlayan bir yapıdır. Disk alanımızın yetersiz kaldığı durumlarda LVM ile oluşturduğumuz disk veri kümesine, kolaylıkla yeni disk veya disk bölümleri ilave edebilir, çıkarabilir mevcut ihtiyaçlarımıza göre disk alanımızı şekillendirebiliriz.

Özellikle yansı tutulan ve büyük disk alanı ihtiyacı olan sistemlerde LVM ile disk veri kümeleri (veya veri dizinide diyebiliriz) oluşturularak mevcut disk alanının ihtiyaçlara cevap veremediği durumlarda sisteme yeni bir disk daha eklenerek mevcut veri kümesi eklenilen disk miktarı kadar genişletilir. Veya sistemde atıl durumda olan bir disk bölümü aktif disk kümesine dahil edilebilir, mevcut disk bölümlerinin boyutları ile oynanabilir. Yapılacak fiziksel veri alanı değişikliklerinden sistemin mevcut haritası hiçbir şekilde etkilenmez ve yeni yol tanımları yapmaya gerek kalmaz.

Daha somut bir örnek ile ifade etmek istersek, diyelimki sistemimizde /home için ayrılmış 100 GB'lık yer ve /var için ayrılmış 2GB'lık bir alan var ve zamanla /var için ayırmış olduğumuz disk alanı kâfi gelmemeye başladı. Bu durumda şayet /home alanında da kullanılmayan yeterli boş alan varsa bu alanı /var bölümüne aktarabilir mevcut alanı kolayca yeniden boyutlandırabiliriz. Aynı şekilde /home için ayırdığımız alan yetmemeye başladığı zaman da sisteme ekleyeceğimiz yeni bir disk ile bu bölüm için kullanılabilir veri alanını arttırabiliriz. Yansı (mirror) yapılan sistemlerde kullanılan disk veri alanları genelde birden fazla diskin LVM veya aynı işi yapan başka yapılarla (EVMS, Veritas gibi) birleştirilerek veri kümesi oluşturulması ile sağlanırlar.

Ev kullanıcılarının çok ihtiyaç duymayacağı bir yapı olmasına karşın, veri alanı olarakda modüler ve ölçeklenebilir sistemler oluşturmak isteyenler için çok önemli ve kullanışlı bir yapıdır.

LVM, hacim grubu (VG) içerisinde fiziksel (PV) ve mantısal hacimlerden (LV) oluşur. LVM'nin yapısı ile ilgili bir miktar daha ayrıntıya girelim.

Hacim Grubu (VG)

Hacim grubu, fiziksel ve mantıksal hacimleri içine alan üst düzey katmandır.

Fiziksel Hacim (PG)

Fiziksel hacim adından da anlaşılacağı üzere fiziksel aygıtlardan (disklerden) veya disk bölümlerinden oluşan kısımdır.

Mantıksal Hacim (LV)

Disk bölümlerinin karşılığıdır. Dosya sistemi içerir.

Aşağıdaki şekil ile yine yukarıda izahı çalışılan yapı kabaca ifade edilmektedir.​

Özetlemek gerekirse, yukarıdaki şekilden de görüleceği üzere, fiziksel hacime örnek elimizdeki diskleri veya bu diskimizdeki bölümleri verebiliriz. İki farklı disk bölümünü birleştirip ortaya bir hacim grubu (VG) çıkartır daha sonra bu hacim grubunun içerisinde de mantıksal bölümlemeler (LV) yaparız. Bu mantıksal bölümlerde dosya sistemlerini içerirler. Dosya sistemi olarak her mantıksal bölümde farklı birşey kullanabiliriz.

Hacim gruplarına ve bunların içlerindeki mantıksal hacimlere aşağıdaki şekil ilede bakabiliriz.​

Ayrıca fiziksel hacim içerisinde bulunan fiziksel kümeler (PE) ve aynı şekilde mantıksal hacim içerisinde bulunan mantısal kümeler vardır. Bunların varsayılan değeri 4 MB'dır. Yani varsayılan olarak PE = LE = 4 MB'dır.

Fiziksel Birimler (PE)

Fiziksel hacim her biri eşit uzunlukta (varsayılan değeri 4 MB) iri veri parçalarına bölünmüştür. Bunlara fiziksel birimlerı denilebilir.

Mantıksal Birimler (LE)

Yine aynı şekilde mantıksal hacimlerde her biri eşit uzunlukta (varsayılan değeri 4 MB) iri veri parçalarına bölünmüştür. Bunlarada mantıksal birimler denilebilir. PE ve LE'ler arasında da bire-bir ilişki vardır.​

Aşağıdaki şekilde de iki farklı diskin birleştirilmesi ve üzerlerinde /home ile /var bölümlerinin tanımlanmasını görebilirsiniz.​

1- Ölçeklenebilirlik

Çok yüksek veri alanları kümesi (veya dizisi) oluşturabilmemizi sağlar. LVM sayesinde Terabyte'lar mertebesinde disk veri alanı dizileri oluşturabiliriz

2- Kullanılabilirlik

Oluşturulan veri alanlarını dinamik şekilde yönetebilir, dilediğimizde yeni veri alanları ilavesi yapabilir veya fazla veri alanlarını sistemden çıkarabiliriz.

3- Anlık Görüntü (Snapshot)

Özellikle yedekleme işleminde kullanılan önemli bir özelliktir. Diyelimki üzerinde sürekl işlem yapılan bir veri alanınız (veritabanı) var. Siz bu veritabanını tutarlı (consistent) bir anında yedeklemek istiyorsunuz. Bu durumda snapshot özelliği sizin için çok büyük kolaylık ve hız sağlar.

Bu veritabanını normal yöntemlerle (copy, rsync vb.) bir yerden diğer bir yere yedeklerken yedek aldığınız yerdeki veritabanı o an için tutarlı olmayan bir durumda kalmış olabilir. Bir veri A tablosuna yazıldıktan sonra o veri ile ilişkili başka veriler tam B tablosuna da yazılacağı sırada yaptığınız bir yedekleme elinizdeki yedeğin tutarsız olmasına sebep verebilir. Bunu engellemek için yedek almadan önce, veritabanızı tutarlı olduğunu bildiğiniz bir anında durdurup yedekleriniz alıp sonra veritabanınızı kaldığı yerden devam ettirebilirsiniz. Ancak bu durum özellikle yüksek oranda veri yedeklemesi yapacağınız durumlarda çok yüksek oranlarda geçikmeye ve sistemin işlemez hale gelmesine sebep olacaktır. Bununda önüne geçebilmek veritabanınızın tutarlı olduğunu bildiğiniz bir anında LVM ile snapshot'ını alır ve veritabanınızın duraksamasına engel olmuş olursunuz. Snapshot almadan önce tutarlı durumu korumayı garanti edebilmek için veritabanını durdursanız bile snapshot ile yedekleme işlemi çok kısa zaman alacağı için veritabanını tekrar aktif etmeniz çok uzun sürmeyecektir.

Snapshot varolan hacim grubu içinde bu iş için kullanılmak üzere mantıksal hacim oluşturmak işlemidir.​

Bu sizin tercihinize ve birazda alışkanlığınıza kalmış bir mesele. Mesela ben LVM için tercihimi ReiserFS veya Ext3'den yana kullanırım. ReiserFS için LVM'de kullanılabilen resize_reiserfs isimli bir araç var. Bu araç ile yaptığımı veri alanı daraltma ve genişletme işlemlerinde hiçbir sorun ile karşılaşmadım. Buda benim tercihimi ReiserFS'den yana kullanmam için bir artı tabi. Öte yandan uzun zamandır değişik sunucularda kullandığım Ext3 ile şu ana kadar herhangibir sorun yaşamadım. Ext3 ile verilerimi herzaman güvende hissetdim.

Ancak tercih sadece buna göre yapılmamalı, sistemin ne amaçla kullanılacağı ve hangi boyutdaki dosyaların ağırlıkda olacağı, performansın mı yoksa sağlamlılığın mı ön planda tutulmasının gerekli olduğu değerlendirmeleri bir bütün olarak ele alınmalı ve ona göre karar verilmeli.

Ext3 : En çok tercih edilen kararlı dosya sistemlerindendir. Ancak Journaling özelliğe sahip olmaması ve veri kaybı riskinin yüksek olması böyle bir yapıda tercih edilebilirliğini düşürmektedir. Zaten artık günümüzde sıradan sunucularda bile yerini tercih edilebilirlik ve kararlılık açısından Ext3'e bırakmış durumdadır.

Ext4 : En kararlı journaling dosya sistemlerinin başında gelir. Artık çoğu dağıtımda varsayılan kurulumda desteklenir ve tercih edilir durumdadır.

ReiserFs : Özellikle küçük boyutlu bol miktardaki dosyalarda yüksek performans sergilediği söyleniyor. En kötü tarafı bozuk sektörler bulunduran (bad sektör) disklerde bozuk sektör yönetimi yapamadığı ve bu alanlara ulaşamayıp hatalara, sorunlara sebebiyet vermesi. Bu nedenle ReiserFs sağlamlık ve kararlılık konusunda farklı görüşlere yol açabilir. Genel kanı ReiserFS' nin şu an için yeterince olgunlaşmadığı yönünde.

ReiserFS tercih edilecekse, bozuk sektör yönetimi için http://namesys.com/bad-block-handling.html adresinede göz atılmalı.

XFS : Kararlı ve sağlam olarak bilinen journaling dosya sistemlerinden birisi. XFS için amaç yüksek performans değil yüksek kararlılık. Bu açıdan veri kaybının çok büyük zararlara yol açabileceği, verilerin korunmasının son derece önemli olduğu sistemlerde tercih edilebilir. En azından tercih edilebilir dosya sistemleri içerisinde üst sıralarda yer almalıdır.

JFS : Genel olarak henüz linux için kararlı hale gelmediği görüşü hakim.

​

Herşeyde olduğu gibi LVM de bir takım limitler içerir. Ancak bu limitler günümüzde bile kolay aşılabilecek ve problem oluşturabilecek limitler değiller. Ayrıca bu limitler Çekirdeğin sınırlarına ve PE, LE boyutlarına görede sistemden sisteme farklılık gösterebilir. Söz konusu limitlere kabaca bakacak olursak;​

LVM2, LVM1'e göre daha sağlam ve daha konfigüre edilebilir hale gelmiştir. LVM2 geriye uyumluluk açısından LVM1'in sahip olduğu özelliklerin hepsini barındırır. Ayrıca libdevmapper arayüzü ile haberleşmeyi sağlamak için device-mapper çekirdek sürücüsünü kullanır.​

ile hem LVM2 araçlarını hemde buna bağımlı olan diğer paketleri (kernel-patch-device-mapper , libdevmapper) indirebilir ve LVM2'ye geçiş yapabilirsiniz. Çekirdeğinizi daha öncesinde Debian metodlarıyla kurmamışsanız, device-mapper yamasını elle ayrıca uygulamak durumundasınız.

Not : Belgedeki kurulum LVM2 olarak yapılmıştır. Bu tarz bir kurulum yapmışsanız zaten LVM2 kullanıyor olacaksınız.

DEVAMI VAR​

LVM ile Debian Gnu/Linux Kurulumu ve Yapılandırılması

Debian-installer ile birlikte LVM kurulum sırasında desteklenir duruma gelmiştir. Bu cidden önemli ve işlerimizi dahada kolay gele getiren bir avantaj sunar.

Burada Debian kurulumunun LVM kullanılarak oluşturulan disk yapılandırılması kısmı izah edilecektir. Baştan soDebian (Sarge) kurulumu ile ilgili daha detaylı bilgilere aşağıdaki adresten ulaşabilirsiniz.

Örnek bir kurulum üzerinde ekran görüntüleri ile kurulumu izah etmeye çalışacağız. Aşağıdaki örnekte aynı disk üzerindeki iki farklı disk bölümünün birleştirilip tek bir hacim içine alınması ve bu oluşan hacim içerisindeki bölümlemeleri göreceksiniz.

Kurulum sayısal değerler itibariylede 3.2 GB ve 1.1 GB dan oluşan disk bölümlerinin ayrı ayrı LVM olarak yapılandırıp daha sonrada bunların birleştirilip toplamda 4.3 GB'lık tek bir hacim grubu olarak kullanılmasını izah eder. Ayrıca bu hacim grubu içerisinde de beş farklı mantıksal hacim oluşturularak /, takas, /usr, /var ve /home için ayrı ayrı bölümleme yapılması ve bu bölümler de kurulum sürecinde ReiserFS yapısı üzerinden örneklendirilmiştir. Normalde aşağıdaki örnekte her iki disk bölümünü ayrı ayrı ele almak gereksiz, her iki disk bölümüde ard arda olduğu için tek bir disk bölümü olarak bunları birleştirebiliriz. Ancak yapının daha iyi anlaşılabilmesi açısından siz diğer disk bölümü farklı bir disk bölümü gibi veya aynı diskteki normal şartlar altında diğer araçlarla birleştirilmesi mümkün görünmeyen bölümler olarak düşünün.

Yukarı izah etmeye çalıştığımız disk bölümlerinin aşağıda ayrılmış ve LVM kullanımı için yapılandırılmış olduğuna dikkat ediniz. Bu yapılandırmayı ilgili bölümlerin üzerine tıklayarak ulaşacağımız "bölüm ayarları" kısmından, "bölümün nasıl kullanılacağı" seçeneğini "LVM için fiziksel hacim" olarak belirterek yaptık.​

Elimizdeki kullanılabilecek mevcut alanları yukarıdaki şekilde ayarladıktan sonra "Mantıksal Hacim Yöneticisi'ini (LVM) yapılandır" kısmından hacim grubu ve mantıksal hacimleri oluşturacağız. Yukarıdaki yapılandırmadan eminsek aşağıdaki soruya evet deyip devam ediyoruz.​

Şimdi "Hacim Gruplarını (VG) değiştir" ile devam edip, hacim grubumuzu oluşturacağız.​

Daha önce oluşturulmuş bir hacim grubumuz olmadığı için bu kısımda "Hacim gruplarını oluştur" diyoruz. Hacim gruplarını oluşturdukdan sonra olası silme, düzenleme işlemlerininde bu kısımdan yapıldığına dikkat ediniz.​

Ben isim olarak "vg" verdim, siz dilediğiniz ismi verebilirsiniz. Mesela debianvg olabilir ​

Hacim grubunu oluşturduktan sonra, hacim grubunun içinde yer alacak olan mantıksal hacimleri belirleyeceğiz. Bunun içinde aşağıda görüldüğü üzere "Mantıksal Hacimleri (LV) değiştir" ile devam ediyoruz.​

Mantıksal hacimlerin oluşturulup, varolanlarının silinebileceği kısım aşağıda görülüyor. Biz "Mantıksal hacimleri oluştur" ile devam ediyoruz.​

Oluşturacağımız ilk mantıksal hacim için bir isim vermeye geldi sıra. Ben buna ilk mantıksal hacim olması sebebiyle "lv1" dedim. Bu bölüme hangi dizini bağlayacağınıza göre isimleme şeklide yapabilirsiniz. rootlv, usrlv,varlv gibi...​

Bu işlemi hangi hacim gurubu için uygulayacağımızı soruyor. Bizde zaten bir tane hacim grubu olduğu için daha önce "vg" olarak isimlendirdiğimiz hacim grubunu seçiyoruz.​

Peki, bu mantıksal hacimin boyutu ne kadar olacak diye bir soru karşımıza gelecek. Bu soruyuda tasarladığımız sisteme uygun olarak cevaplayıp geçeceğiz.​

Yukarıdaki mantıksal hacim oluşturulması ile ilgili olan son dört işlemi farklı isimler (lv2, lv3, lv4 ve lv5) için tekrar edip aşağıdaki örnek yapımıza ulaşabiliriz.​

Ayırmış olduğumuz mantıksal hacimlerin, nasıl kullanılacağı ve bağlama noktalarının ne olacağını belirlemeye geldi sıra. Dosya sistemi olarak genelde tercihim Ext3 olmasına karşın buradaki örnekte ReiserFS seçtim, alışık olduğunuz veya güvendiğiniz herhangibir dosya sistemi kullanabilirsiniz.

Tabiki bu işlemi herbir mantıksal hacimi oluşturur oluşturmaz yapabilir, sonra sıradaki mantıksal hacimide oluşturup aynı şekilde devam edebilirdik. Tercih sizin.​

Sözünü ettiğimiz bağlama noktalarını aşağdaki menüden seçip işlemlerimize devam edeceğiz.​

Sonuçta yukarıdaki işlemleri her mantıksal hacim için tamamladıktan sonra şu şekilde bir yapı oluşturmuş olacağız. Burada şu ana kadar yaptığımız yapılandırmayı kontrol ettikten sonra , "Bölümlendirmeyi bitir ve değişiklikleri diske kaydet" ile devam ediyoruz.​

Herşey yolunda görünüyorsa onay verip işlemin gerçekleştirilmesini ve artık debian temel sisteminin kurulumunun başlamasını sağlayacağız.​

Temel sistemin kurulumundan sonra sırada lilo önyükleyici yöneticisinin yapılandırılması var. Genelde "Ana önyükleme kaydı (MBR)" seçeneği çoğu kullanıcı için uygun olan seçenektir ancak siz kendi sisteminize göre en uygun yapılandırma şeklini seçerek devam ediniz.​

Bu işlemlerden sonra temel sistem'in yapılandırılması yapılacak ve kurulum sona erecek. Böylece LVM ile yapılandırılmış bir disk veri yapısına sahip olmuş olacaksınız.

Kurulum bittikten sonra "df -h" ile sistemimizi kontrol ettiğimizde aşağıdaki sonuca ulaşıyoruz.​

Örnek olması açısından vgdisplay çıktısını aşağıda görebilirsiniz. Hacim grubu isminin yukarıdaki kurulumda verdiğimiz "vg" olduğuna format türünün "lvm2" ve hacim grubu boyutunun yaklaşık 4 GB (3.99 GB) olduğu bilgilerini buradan elde edebiliriz.​

Not : ReiserFS'de "resize_reiserfs -s+100M /dev/vg/lv3" şeklindeki boyut arttırma işlemini ilgili dosya sistemi aktif iken (mount edilmiş durumda iken) de yapılabilir. Ben LVM ile ilgili her türlü işlemi dosya sistemi pasif iken yapmayı tercih ediyorum.​

Şimdi burada birşeyi unuttuk, lvresize ile /home (/dev/vg/lv5) alanını 100M indirdik ancak indirilen alana artık sen bu mevcut alanı kullanacaksın kendini ona göre ayarla demedik.​

Bu işlemi test etmemekle birlikte, LVM2 üzerinde ext2/ext3 dosya sistemi için yukarıdakine benzer bir komut ile bu işlemi yapabiliyor olmamız gerekir.

Şayet LVM1 kullanıyor olsaydık 100M'lık alanın indirilmesi ve geriye kalan tüm yerin bu alan içine tekrar doldurulması işlemini ext2/ext3 sistemler için kullanılabilen e2sfadm komutu ile ile yapabiliriz. Bu durumda;​

ile daha sağlıklı olarak yapabilirdik. Bu komut resize2fs aracını kullanarak bizim lvresize ve resize2fs ile ard arda iki hamlede yapabileceğimiz işlemi daha sağlıklı olarak tek hamlede yerine getirir.​

Önemli Not : Alan daraltma (lvresize veya lvreduce) işlemleri, alan genişletme (lvextend) işlemine bir miktar daha riskli ve daha dikkatli olunması gereken bir konu. Alan daraltma işlemlerinden sonra zaman zaman ilgili dosya sisteminin gerekli araçlarla taranması ve onarılmasını gerektirecek durumlar ortaya çıkabiliyor.​

Mevcut diskimizde artık bazı bölümler için yer kalmamış ve disk ilavesine ihtiyacımız olsun. Şimdi mevcut hacim grubumuza yeni diskimizi ekleyelim.​

Bu belgede şu an için yer verilmeyen diğer temel komutlara veya yer verilen temel komutlarla ilgili daha fazla detaylara aşağıdaki adresten ulaşabilirsiniz.​

Özellikle alan daraltma işlemlerinde beklenmedik durumlarla karşılaşabilirsiniz. Böyle bir durumda ilgili dosya sisteminin kontrol ve hata düzeltme araçlarına başvurmak gerekir. Aşağıda ReiserFs ve Ext3 için örnek kullanımlar bulacaksınız.​

Halen ilgili bölümü bağladıktan sonrada herhangibir problem görülüyorsa (boş alanın 0 görünmesi, doluluk oranının %100 olması gibi normalde olmaması gereken durumlar) varsa reboot ile işi kökünden hızlıca çözmeyi deneyebilir, yada problemin kaynağını ve çözümünü aramaya devam edip daha sağlıklı bir çözüm bulmayı deneyebilirsiniz. Bu durumda reiserfsck man sayfaları başvurmanız gereken ilk kaynak olmalı.​

https://web.archive.org/web/20100710061320/http://sources.redhat.com/lvm2/
https://web.archive.org/web/20100710061320/http://www.linux.org/docs/ldp/howto/LVM-HOWTO/index.html
https://web.archive.org/web/20100710061320/http://deb.riseup.net/storage/lvm2/
https://web.archive.org/web/20100710061320/http://www.linuxjunkies.org/html/LVM-HOWTO.html