Linux-இல் LVM: இயற்பியல் தொகுதிகள், குழுக்கள் மற்றும் தருக்க தொகுதிகள் நடைமுறையில்

LVM (Logical Volume Manager) என்பது Linux-இல் தருக்க தொகுதிகளை நிர்வகிக்கும் கருவி, அது கோப்பு முறைமைகளை இயற்பியல் வட்டுகளிலிருந்து பிரிக்கிறது. /var-ஐ /dev/sdb1 பகிர்வுடன் கடினமாகப் பிணைப்பதற்குப் பதிலாக, வட்டுகளை ஒரு பொதுக் குளத்தில் சேர்த்து, அதிலிருந்து தேவையான அளவில் தொகுதிகளை வெட்டுகிறீர்கள். இடம் போதாமல் போனால், தொகுதி ஒரே கட்டளையால் வளர்கிறது — மறுதொடக்கம் இல்லாமல், சேவையை நிறுத்தாமல். கீழே Linux-இல் LVM எப்படி அமைந்துள்ளது, தொகுதிகளை முதலிலிருந்து எப்படி உருவாக்குவது, விரிவாக்குவது, snapshot எடுப்பது மற்றும் பொதுவான தவறுகளால் தரவை இழக்காமல் இருப்பது எப்படி என்று பார்ப்போம்.

சாதாரண பகிர்வுகள் இருக்கும்போது LVM எதற்கு

சாதாரண பகிர்வு என்பது ஒரே வட்டின் தொடர்ச்சியான துண்டு. அதன் அளவு பகிர்வு செய்யும்போதே அமைக்கப்படுகிறது, பின்னால் உடனடியாக இடம் இருந்தால் மட்டுமே பெரிதாக்க முடியும். வட்டு நிரம்பினால் புதிய வட்டு வாங்க வேண்டும், தரவை மாற்ற வேண்டும், /etc/fstab-ஐ மீண்டும் எழுத வேண்டும், அந்த நேரத்தில் சேவையையும் நிறுத்த வேண்டும்.

LVM மூன்று சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது:

• நெகிழ்வான அளவு. தருக்க தொகுதியை எந்த நேரத்திலும் பெரிதாக்கலாம் (ext4-க்கு சிறிதாக்கவும் முடியும்).
• வட்டுகளை இணைத்தல். பல இயற்பியல் வட்டுகள் ஒரே குளமாகின்றன; ஒரு தொகுதி ஒரே நேரத்தில் இரண்டு வட்டுகளிலும் இருக்கலாம்.
• Snapshot-கள். மேம்படுத்தல், தரவுத்தள இடமாற்றம் அல்லது வேறு ஆபத்தான செயலுக்கு முன் தொகுதியின் உடனடி நகல்.

அதனால்தான் Ubuntu Server, RHEL, Rocky மற்றும் AlmaLinux நிறுவிகள் இயல்பாக LVM-ஐ வழங்குகின்றன, மேலும் தரவுக்கான சேவையகங்களில் அதை கிட்டத்தட்ட எப்போதும் பயன்படுத்துகின்றனர்.

LVM-இன் மூன்று நிலைகள்: PV, VG மற்றும் LV

LVM-இன் முழு தர்க்கமும் மூன்று கருத்துகளுக்குள் அடங்குகிறது. எளிய ஒப்புமை: வட்டுகள் — மாவுப் பைகள், குழு — பொது கிடங்கு, தருக்க தொகுதிகள் — கிடங்கிலிருந்து நீங்கள் எடுக்கும் பங்குகள்.

VG-இன் உள்ளே இடம் extents (PE, physical extents) எனப்படும் நிலையான அளவுள்ள தொகுதிகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது — இயல்பாக 4 MiB. தருக்க தொகுதி என்பது extents-களின் தொகுப்பு மட்டுமே, அவை அடுத்தடுத்து இருக்க வேண்டியதில்லை, வெவ்வேறு வட்டுகளிலும் இருக்கலாம். அதனால்தான் தொகுதியை விரிவாக்குவது எளிது: LVM எங்கிருந்தாலும் இலவச extents-களை அதில் சேர்க்கிறது.

தருக்க தொகுதியின் சாதனத்தை இரண்டு சமமான பாதைகளில் அணுகலாம்: /dev/data_vg/app மற்றும் /dev/mapper/data_vg-app. உள்ளே இது கர்னலின் device-mapper சாதனம்.

ஏற்கனவே என்ன உள்ளது என்று பார்ப்பது

முதலில் தொகுப்பு நிறுவப்பட்டுள்ளதா என்று உறுதி செய்யுங்கள்: Debian மற்றும் Ubuntu-இல் அது lvm2 (sudo apt install lvm2), RHEL குடும்பத்தில் இயல்பாகவே உள்ளது. கண்ணோட்டத்துக்கு சுருக்கமான மற்றும் விரிவான கட்டளைகள் உள்ளன:

$ sudo pvs
  PV         VG      Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sdb   data_vg lvm2 a--  <20.00g      0
  /dev/sdc   data_vg lvm2 a--  <20.00g  <10.00g

$ sudo vgs
  VG      #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  data_vg   2   1   0 wz--n- 39.99g <10.00g

$ sudo lvs
  LV   VG      Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%
  app  data_vg -wi-ao---- 30.00g

விவரங்களை pvdisplay, vgdisplay மற்றும் lvdisplay காட்டுகின்றன. சாதாரண பகிர்வுகளுடன் சேர்ந்த முழுப் படத்தை lsblk தருகிறது: தருக்க தொகுதிகள் அதில் lvm வகையுடன் தெரியும்.

$ lsblk /dev/sdb /dev/sdc
NAME             MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sdb                8:16   0  20G  0 disk
└─data_vg-app    253:0    0  30G  0 lvm  /srv/app
sdc                8:32   0  20G  0 disk
└─data_vg-app    253:0    0  30G  0 lvm  /srv/app

இங்கு 30 GB app தொகுதி இரண்டு 20 GB வட்டுகளிலும் ஒரே நேரத்தில் உள்ளது — சாதாரண பகிர்வால் இதைச் செய்ய முடியாது.

LVM முதலிலிருந்து: வெற்று வட்டிலிருந்து மவுண்ட் செய்யப்பட்ட தொகுதி வரை

சேவையகத்தில் வெற்று வட்டு /dev/sdb சேர்க்கப்பட்டது, பயன்பாட்டின் தரவுக்கு 15 GB தொகுதி வேண்டும் என்று வைத்துக்கொள்வோம். வட்டின் பெயரை lsblk மூலம் இருமுறை சரிபாருங்கள்: கீழே உள்ள எல்லாக் கட்டளைகளும் குறிப்பிட்ட சாதனத்திலுள்ள தரவை அழிக்கும்.

படி 1. இயற்பியல் தொகுதியை உருவாக்குங்கள்

$ sudo pvcreate /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.

முழு வட்டையும் LVM-க்குக் கொடுக்கலாம், அல்லது முதலில் fdisk அல்லது parted மூலம் «Linux LVM» வகையில் பகிர்வை உருவாக்கி (/dev/sdb1) அதைக் கொடுக்கலாம். பகிர்வு மற்ற நிர்வாகிகளுக்கு தெளிவானது, LVM-இன் மேல் தற்செயலாக வட்டை மீண்டும் பகிர்வு செய்வதிலிருந்தும் பாதுகாக்கிறது; முழு வட்டு மேகத்தில் விரிவாக்க எளிதானது.

படி 2. தொகுதிக் குழுவை உருவாக்குங்கள்

$ sudo vgcreate data_vg /dev/sdb
  Volume group "data_vg" successfully created

படி 3. தருக்க தொகுதியை வெட்டுங்கள்

$ sudo lvcreate -n app -L 15G data_vg
  Logical volume "app" created.

-L கொடி முழுமையான அளவைத் தருகிறது, -l — extents அல்லது சதவீதத்தில்: -l 100%FREE குழுவின் எல்லா இலவச இடத்தையும் எடுக்கும், -l 50%VG — குழுவின் பாதியை. VG-இல் இலவச இருப்பை வைத்திருப்பது நல்ல பழக்கம்: அதை பின்னர் எந்தத் தொகுதிக்கும் சேர்க்கலாம் அல்லது snapshot-க்கு ஒதுக்கலாம்.

படி 4. கோப்பு முறைமை மற்றும் மவுண்ட்

$ sudo mkfs.ext4 /dev/data_vg/app
$ sudo mkdir -p /srv/app
$ sudo mount /dev/data_vg/app /srv/app
$ df -h /srv/app
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/data_vg-app   15G   24K   14G   1% /srv/app

மறுதொடக்கத்திற்குப் பின்னும் தொகுதி மவுண்ட் ஆக, /etc/fstab-இல் ஒரு வரி சேருங்கள். தருக்க தொகுதிகளுக்கு /dev/mapper/... பாதை நிலையானது, அதனால் அதையோ blkid-இன் UUID-ஐயோ பயன்படுத்தலாம்:

/dev/mapper/data_vg-app  /srv/app  ext4  defaults  0 2

மறுதொடக்கத்திற்கு முன் sudo mount -a மூலம் பதிவைச் சரிபாருங்கள்: fstab-இல் ஒரு பிழை சேவையகத்தை அவசர நிலையில் விட்டுவிடலாம்.

சேவையை நிறுத்தாமல் LVM தொகுதியை விரிவாக்குவது எப்படி

LVM-ஐ விரும்புவதற்கு இதுவே முக்கிய காரணம். மவுண்ட் செய்யப்பட்ட கோப்பு முறைமையிலேயே தொகுதி வளர்கிறது, பயன்பாடு தொடர்ந்து தரவை எழுதுகிறது. சூழ்நிலை குழுவில் இலவச இடம் இருக்கிறதா என்பதைப் பொறுத்தது.

VG-இல் இலவச இடம் இருந்தால்

$ sudo vgs data_vg
  VG      #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  data_vg   1   1   0 wz--n- <20.00g <5.00g

$ sudo lvextend -r -L +4G /dev/data_vg/app
  Size of logical volume data_vg/app changed from 15.00 GiB to 19.00 GiB.
  Logical volume data_vg/app successfully resized.
resize2fs 1.47.0
Filesystem at /dev/mapper/data_vg-app is mounted on /srv/app; on-line resizing required

முக்கிய கொடி — -r (--resizefs): தொகுதி பெரிதானதும் அது கோப்பு முறைமையையும் உடனே விரிவாக்குகிறது. அது இல்லாவிட்டால் தொகுதி பெரிதாகும், ஆனால் df -h பழைய அளவைக் காட்டும், ஏனெனில் கோப்பு முறைமைக்கு புதிய இடம் பற்றி தெரியாது. இது மிகவும் பொதுவான தவறு: அப்போது ext4-க்கு resize2fs அல்லது XFS-க்கு xfs_growfs கைமுறையாக இயக்கினால் போதும்.

$ sudo resize2fs /dev/data_vg/app      # ext4, சாதனப் பெயர் கொடுக்கப்படுகிறது
$ sudo xfs_growfs /srv/app             # XFS, மவுண்ட் புள்ளி கொடுக்கப்படுகிறது

கவனியுங்கள்: -L +4G 4 GB சேர்க்கிறது, -L 4G இறுதி அளவை 4 GB ஆக அமைக்கிறது. தொகுதிக்கு மீதமுள்ள எல்லா இடத்தையும் கொடுக்க -l +100%FREE பயன்படுத்துங்கள்.

குழுவில் இடம் தீர்ந்தால்: வட்டு சேர்ப்பது

புதிய வட்டை இணையுங்கள் (மேகத்தில் — தொகுதியை இணைக்கவும்), lsblk மூலம் கண்டறிந்து குழுவில் சேருங்கள்:

$ sudo pvcreate /dev/sdc
$ sudo vgextend data_vg /dev/sdc
  Volume group "data_vg" successfully extended
$ sudo lvextend -r -l +100%FREE /dev/data_vg/app

மூன்று கட்டளைகள், பூஜ்ய நிறுத்தம். கோப்பு முறைமை இப்போது இரண்டு வட்டுகளிலும் உள்ளது, பயன்பாடு இதை கவனிப்பதில்லை.

மேகத்தில் வட்டின் அளவை அதிகரித்திருந்தால்

மேகத்தில் பெரும்பாலும் புதிய வட்டைச் சேர்ப்பதை விட, இருக்கும் வட்டைப் பெரிதாக்குவது எளிது. அப்போது கர்னல் சாதனத்தின் புதிய அளவைப் பார்க்கும், இயற்பியல் தொகுதியை pvresize மூலம் நீட்ட வேண்டும்:

$ sudo pvresize /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" changed
$ sudo lvextend -r -l +100%FREE /dev/data_vg/app

PV பகிர்வின் (/dev/sdb1) மேல் உருவாக்கப்பட்டிருந்தால், முதலில் பகிர்வை விரிவாக்குங்கள், எடுத்துக்காட்டாக cloud-guest-utils தொகுப்பிலிருந்து growpart /dev/sdb 1 மூலம், பின்னர் மட்டுமே pvresize /dev/sdb1.

LVM தொகுதியை சிறிதாக்க முடியுமா

முடியும், ஆனால் எல்லா கோப்பு முறைமைகளுக்கும் அல்ல, பறக்கும்போதும் அல்ல. XFS-ஐ சிறிதாக்கவே முடியாது — தரவை மாற்றி மறுஉருவாக்கம் மட்டுமே. Ext4 சிறிதாகும், ஆனால் மவுண்ட் நீக்கப்பட்ட நிலையில் மட்டும்:

$ sudo umount /srv/app
$ sudo lvreduce -r -L 10G /dev/data_vg/app

-r கொடியுடன் LVM தானாகவே கோப்பு முறைமையைச் சரிபார்க்கும் (e2fsck), தொகுதியைக் குறைக்கும் முன் அதைச் சுருக்கும். -r இல்லாமல் தொகுதியை கோப்பு முறைமையை விடச் சிறியதாக வெட்டிவிடலாம், தரவு சிதையும். குறைப்பதற்கு முன் எப்போதும் காப்புப் பிரதி எடுங்கள்.

LVM snapshot-கள்: ஆபத்தான செயலுக்கு முன் தொகுதியின் நகல்

Snapshot என்பது தருக்க தொகுதியின் உடனடி நகல். அது ஒரு நொடியின் பின்னத்தில் உருவாகிறது, தரவை நகலெடுப்பதில்லை: LVM copy-on-write முறையில் வேலை செய்கிறது, snapshot உருவாக்கப்பட்ட பின் மூல தொகுதியில் மாறும் தொகுதிகளை மட்டுமே snapshot-இல் சேமிக்கிறது. அதனால் snapshot-க்கு VG-இல் தொகுதி முழுவதற்கும் அல்ல, மாற்றங்களுக்கான இடம் மட்டுமே தேவை.

$ sudo lvcreate -s -n app_before_upgrade -L 2G /dev/data_vg/app
  Logical volume "app_before_upgrade" created.

$ sudo lvs data_vg
  LV                 VG      Attr       LSize  Origin Data%
  app                data_vg owi-aos--- 19.00g
  app_before_upgrade data_vg swi-a-s---  2.00g app    0.01

Data% நெடுவரிசை மாற்றங்களின் சேமிப்பு எவ்வளவு நிரம்பியுள்ளது என்று காட்டுகிறது. அது 100%-ஐ அடைந்தால் classic snapshot செல்லாததாகிவிடும், அதன் பின் அதை நீக்குவது மட்டுமே மிச்சம். அளவை எதிர்பார்க்கும் மாற்றங்களுக்கு போதுமான இருப்புடன் தேர்ந்தெடுங்கள், நீண்ட நாள் snapshot-களை lvs மூலம் கண்காணியுங்கள் அல்லது lvextend மூலம் பெரிதாக்குங்கள்.

snapshot-க்கு திரும்புவது எப்படி

மேம்படுத்தல் சரியாக நடக்கவில்லை என்றால், தொகுதியை snapshot எடுத்த நேரத்தின் நிலைக்குத் திருப்புங்கள்:

$ sudo umount /srv/app
$ sudo lvconvert --merge /dev/data_vg/app_before_upgrade
  Merging of volume data_vg/app_before_upgrade started.
$ sudo mount /srv/app

இணைப்புக்குப் பின் snapshot மறைந்துவிடும். தொகுதியை மவுண்ட் நீக்க முடியாவிட்டால் (எடுத்துக்காட்டாக அமைப்பின் root), இணைப்பு தொகுதி அடுத்த முறை செயல்படுத்தப்படும் வரை, அதாவது மறுதொடக்கம் வரை தள்ளிப்போகும்.

எல்லாம் நன்றாக நடந்திருந்தால்

Snapshot-ஐ நீக்கிவிடுங்கள், அது எழுத்தை மெதுவாக்காமலும் இடம் பிடிக்காமலும் இருக்க:

$ sudo lvremove /dev/data_vg/app_before_upgrade

ஓடிக்கொண்டிருக்கும் அமைப்பின் ஒத்திசைந்த காப்புப் பிரதியை எடுக்க snapshot-ஐ படிக்க மட்டும் மவுண்ட் செய்வது வசதியானது: mount -o ro மற்றும் rsync அல்லது tar மூலம் நகலெடுத்தல். XFS-க்கு nouuid விருப்பத்தைச் சேருங்கள், இல்லையெனில் மூலத்துடன் UUID ஒத்துப்போவதால் மவுண்ட் தோல்வியடையும்.

LVM மற்றும் RAID: பணிகளைக் குழப்ப வேண்டாம்

LVM தனியாக வட்டு பழுதிலிருந்து பாதுகாக்காது. தொகுதி இரண்டு வட்டுகளில் பரவியிருந்து அவற்றில் ஒன்று பழுதானால், முழு தொகுதியும் இழக்கப்படும், பாதி மட்டும் அல்ல. தவறு தாங்கும் திறனுக்கு LVM-இன் கீழ் RAID (mdadm) வைக்கப்படுகிறது அல்லது LVM-இல் உள்ள கண்ணாடி (mirror) பயன்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது (lvcreate --type raid1 -m 1).

RAID-உம் snapshot-உம் காப்புப் பிரதியை மாற்றுவதில்லை. Snapshot மூலத்தின் அதே வட்டுகளில் இருக்கிறது, RAID-உம் தற்செயலான rm -rf-ஐயும் கீழ்ப்படிதலுடன் கண்ணாடியாக்கும். வேறு ஊடகத்தில் தனி நகல் தேவை.

LVM கட்டளைகளின் சுருக்கம்

பொதுவான தவறுகள்

• தொகுதியை விரிவாக்கினோம், ஆனால் df பழைய அளவைக் காட்டுகிறது. -r மறந்துவிட்டது. resize2fs அல்லது xfs_growfs இயக்குங்கள்.
• Insufficient free space. குழுவில் இலவச extents இல்லை: vgs சரிபாருங்கள், vgextend மூலம் வட்டைச் சேருங்கள் அல்லது PV-ஐ நீட்டுங்கள்.
• Device /dev/sdc excluded by a filter. வட்டில் பழைய பகிர்வு அல்லது கோப்பு முறைமை கையொப்பம் எஞ்சியுள்ளது. அதில் உள்ள தரவு உண்மையில் தேவையில்லை என்றால், wipefs -a /dev/sdc மூலம் அதை அழியுங்கள்.
• Snapshot Invalid ஆகிவிட்டது. மாற்றங்களின் சேமிப்பு 100% நிரம்பியது. அதை மீட்க முடியாது — நீக்கிவிட்டு அடுத்த முறை அதிக இடம் ஒதுக்குங்கள்.

சுருக்கம்

Linux-இல் LVM மூன்று அடுக்குகளாக உள்ளது: இயற்பியல் தொகுதிகள் (PV) ஒரு குழுவில் (VG) சேர்கின்றன, அதிலிருந்து தருக்க தொகுதிகள் (LV) வெட்டப்படுகின்றன. இது சாதாரண பகிர்வுகளிடம் இல்லாதவற்றைத் தருகிறது: lvextend -r மூலம் பறக்கும்போது தொகுதி விரிவாக்கம், நிறுத்தம் இல்லாமல் வட்டுகள் சேர்ப்பு மற்றும் ஆபத்தான மாற்றங்களுக்கு முன் snapshot-கள். LVM RAID-ஐயோ காப்புப் பிரதிகளையோ மாற்றாது என்பதை நினைவில் வையுங்கள். வட்டு பகிர்வு, LVM, RAID மற்றும் quotas ஆகியவை Linux பாடத்தில் நடைமுறையில் விளக்கப்பட்டுள்ளன.