Home » Как использовать LVM для управления устройствами хранения на Ubuntu 24

Как использовать LVM для управления устройствами хранения на Ubuntu 24

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, как превратить несколько жёстких дисков в гибкую систему хранения данных, которая может масштабироваться на лету, то LVM (Logical Volume Management) — это именно то, что вам нужно. Представьте себе возможность увеличивать размер разделов без остановки системы, создавать моментальные снимки для бэкапов или объединять несколько физических дисков в один логический том. Всё это становится реальностью с LVM на Ubuntu 24.

В этой статье мы разберём LVM от теории до практики — как это работает под капотом, как настроить всё с нуля за 15 минут, и какие подводные камни могут поджидать в реальных проектах. Если вы администрируете серверы или просто хотите получить больше контроля над дисковой подсистемой, то этот материал поможет вам освоить один из самых мощных инструментов Linux.

Как работает LVM: архитектура и принципы

LVM работает по принципу трёхуровневой абстракции, которая позволяет отделить физическое железо от логических томов. Давайте разберём каждый уровень:

Physical Volumes (PV) — это ваши физические диски или разделы, которые LVM “видит” как строительные блоки
Volume Groups (VG) — группы физических томов, объединённых в один пул ресурсов
Logical Volumes (LV) — виртуальные разделы, которые создаются из пула VG и выглядят как обычные блочные устройства

Магия заключается в том, что логические тома могут динамически изменяться в размере, перемещаться между физическими дисками и даже создавать снимки состояния. Это как виртуализация для дисков — вы получаете слой абстракции, который даёт невероятную гибкость.

Установка и базовая настройка LVM

На Ubuntu 24 LVM уже включён в ядро, но нужно установить пользовательские утилиты:

sudo apt update
sudo apt install lvm2

# Проверим, что всё установилось
lvm version

Теперь пошагово создадим LVM-структуру. Предположим, у нас есть два диска: /dev/sdb и /dev/sdc.

Шаг 1: Создание Physical Volumes

# Создаём PV из дисков
sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

# Проверяем результат
sudo pvs
sudo pvdisplay

Шаг 2: Создание Volume Group

# Создаём VG с именем "storage" из наших PV
sudo vgcreate storage /dev/sdb /dev/sdc

# Проверяем
sudo vgs
sudo vgdisplay storage

Шаг 3: Создание Logical Volumes

# Создаём LV размером 50GB
sudo lvcreate -L 50G -n data storage

# Или используем проценты от доступного места
sudo lvcreate -l 30%VG -n logs storage

# Проверяем
sudo lvs
sudo lvdisplay

Шаг 4: Создание файловой системы и монтирование

# Создаём ext4 на логическом томе
sudo mkfs.ext4 /dev/storage/data

# Создаём точку монтирования
sudo mkdir /mnt/data

# Монтируем
sudo mount /dev/storage/data /mnt/data

# Добавляем в /etc/fstab для автомонтирования
echo '/dev/storage/data /mnt/data ext4 defaults 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

Расширение и управление томами

Главная фишка LVM — это возможность изменять размеры томов на лету. Вот как это делается:

Расширение логического тома

# Увеличиваем том на 20GB
sudo lvextend -L +20G /dev/storage/data

# Расширяем файловую систему
sudo resize2fs /dev/storage/data

# Или делаем всё в одну команду
sudo lvextend -L +20G -r /dev/storage/data

Уменьшение тома (осторожно!)

# Сначала отмонтируем
sudo umount /mnt/data

# Проверим файловую систему
sudo e2fsck -f /dev/storage/data

# Уменьшаем файловую систему
sudo resize2fs /dev/storage/data 30G

# Теперь уменьшаем логический том
sudo lvreduce -L 30G /dev/storage/data

# Монтируем обратно
sudo mount /dev/storage/data /mnt/data

Снимки (Snapshots) — бэкапы на лету

Одна из самых крутых функций LVM — это возможность создавать мгновенные снимки состояния томов:

# Создаём снимок тома data
sudo lvcreate -L 10G -s -n data_snapshot /dev/storage/data

# Монтируем снимок для доступа
sudo mkdir /mnt/snapshot
sudo mount /dev/storage/data_snapshot /mnt/snapshot

# После работы удаляем снимок
sudo umount /mnt/snapshot
sudo lvremove /dev/storage/data_snapshot

Практические кейсы и примеры использования

Сценарий	Преимущества LVM	Альтернативы	Когда использовать
Веб-сервер с растущими логами	Динамическое расширение /var/log	Символические ссылки, отдельные диски	Непредсказуемый рост данных
База данных с бэкапами	Мгновенные снимки для consistent backup	mysqldump, pg_dump	Большие БД, минимальный downtime
Файловый сервер	Объединение нескольких дисков в один том	RAID, ZFS	Гибкость важнее производительности
Тестовая среда	Быстрые снимки для отката изменений	VM snapshots, Docker volumes	Частые эксперименты с данными

Мониторинг и диагностика

Для эффективной работы с LVM важно следить за состоянием системы:

# Основные команды для мониторинга
sudo vgs -o +lv_size,lv_name    # Детальная информация о VG
sudo lvs -o +lv_size,lv_attr    # Подробности о LV
sudo pvs -o +pv_used,pv_free    # Использование PV

# Проверка производительности
sudo iostat -x 1 5              # I/O статистика
sudo iotop                      # Мониторинг I/O в реальном времени

# Логи LVM
sudo journalctl -u lvm2-*       # Системные логи LVM

Автоматизация с помощью скриптов

LVM отлично подходит для автоматизации. Вот пример скрипта для автоматического расширения тома при нехватке места:

#!/bin/bash
# auto-extend-lv.sh

VG_NAME="storage"
LV_NAME="data"
THRESHOLD=90
EXTEND_SIZE="10G"

# Проверяем использование диска
USAGE=$(df /mnt/data | tail -1 | awk '{print $5}' | sed 's/%//')

if [ $USAGE -gt $THRESHOLD ]; then
    echo "Disk usage: ${USAGE}% - extending volume"
    
    # Проверяем доступное место в VG
    VG_FREE=$(vgs --noheadings -o vg_free --units g $VG_NAME | sed 's/g//')
    
    if (( $(echo "$VG_FREE > 10" | bc -l) )); then
        lvextend -L +$EXTEND_SIZE -r /dev/$VG_NAME/$LV_NAME
        echo "Volume extended successfully"
    else
        echo "Not enough space in VG: ${VG_FREE}G available"
    fi
else
    echo "Disk usage: ${USAGE}% - no action needed"
fi

Интеграция с другими инструментами

LVM прекрасно работает в связке с другими системными утилитами:

rsync + LVM snapshots — создаём снимок, синхронизируем с удалённым сервером
Docker + LVM — используем LVM как storage driver для контейнеров
Ansible + LVM — автоматизируем развёртывание дисковой подсистемы
Nagios/Zabbix — мониторим использование LVM-томов

Сравнение с альтернативами

Решение	Гибкость	Производительность	Сложность	Лучше для
LVM	Высокая	Хорошая	Средняя	Универсальные задачи
ZFS	Очень высокая	Отличная	Высокая	Энтерпрайз хранилища
RAID	Низкая	Отличная	Низкая	Производительность и надёжность
Обычные разделы	Очень низкая	Максимальная	Очень низкая	Статичные конфигурации

Подводные камни и как их избежать

Из личного опыта — несколько важных моментов, которые могут сэкономить нервы:

Всегда делайте бэкапы перед изменением размеров — уменьшение тома может привести к потере данных
Мониторьте свободное место в VG — если места нет, расширить LV не получится
Не используйте снимки для долгосрочного хранения — они замедляют работу основного тома
Планируйте заранее — добавление новых PV в VG проще, чем их удаление

Продвинутые техники

Для тех, кто хочет выжать из LVM максимум:

# Миграция данных между PV
sudo pvmove /dev/sdb /dev/sdc

# Создание RAID внутри LVM
sudo lvcreate --type raid1 -m 1 -L 100G -n raid_data storage

# Thin provisioning для экономии места
sudo lvcreate --type thin-pool -L 100G -n thin_pool storage
sudo lvcreate --type thin -V 50G -T storage/thin_pool -n thin_volume

# Кеширование с помощью SSD
sudo lvcreate --type cache-pool -L 10G -n cache_pool storage /dev/nvme0n1p1
sudo lvconvert --type cache --cachepool cache_pool storage/data

Заключение и рекомендации

LVM — это мощный инструмент, который должен быть в арсенале каждого системного администратора. Он особенно полезен для VPS-серверов и выделенных серверов, где важна гибкость в управлении дисковым пространством.

Используйте LVM когда:

Нужна гибкость в управлении дисками
Планируете масштабирование системы
Требуются регулярные снимки для бэкапов
Работаете с несколькими физическими дисками

Избегайте LVM когда:

Критична максимальная производительность
Система статична и не требует изменений
Есть строгие требования к простоте архитектуры

В современном мире контейнеров и облачных технологий LVM остаётся актуальным решением для тех случаев, когда нужен полный контроль над дисковой подсистемой. Освоив его, вы получите инструмент, который выручит в самых разных ситуациях — от простого расширения раздела до сложных схем резервного копирования.

Дополнительную информацию можно найти в официальной документации LVM и руководстве Ubuntu.

В этой статье собрана информация и материалы из различных интернет-источников. Мы признаем и ценим работу всех оригинальных авторов, издателей и веб-сайтов. Несмотря на то, что были приложены все усилия для надлежащего указания исходного материала, любая непреднамеренная оплошность или упущение не являются нарушением авторских прав. Все упомянутые товарные знаки, логотипы и изображения являются собственностью соответствующих владельцев. Если вы считаете, что какой-либо контент, использованный в этой статье, нарушает ваши авторские права, немедленно свяжитесь с нами для рассмотрения и принятия оперативных мер.

Данная статья предназначена исключительно для ознакомительных и образовательных целей и не ущемляет права правообладателей. Если какой-либо материал, защищенный авторским правом, был использован без должного упоминания или с нарушением законов об авторском праве, это непреднамеренно, и мы исправим это незамедлительно после уведомления. Обратите внимание, что переиздание, распространение или воспроизведение части или всего содержимого в любой форме запрещено без письменного разрешения автора и владельца веб-сайта. Для получения разрешений или дополнительных запросов, пожалуйста, свяжитесь с нами.