Kapitel 2. Fortgeschrittene Festplattenkonfiguration

Inhaltsverzeichnis

2.1. LVM-Konfiguration
2.2. Soft-RAID-Konfiguration

Komplexe Systemkonfigurationen erfordern besondere Festplattenkonfigurationen. Um eine persistente Gerätebenennung für SCSI-Geräte zu ermöglichen, verwenden Sie ein bestimmtes Startskript oder udev. Das Logical Volume Management (LVM) ist ein Schema für die Festplattenpartitionierung, das viel flexibler als die physische Partitionierung in Standardkonfigurationen ist. Mithilfe seiner Snapshot-Funktionalität können Sie problemlos Daten-Backups erstellen. Ein RAID (Redundant Array of Independent Disks) bietet verbesserte Datenintegrität, Leistung und Fehlertoleranz.


2.1. LVM-Konfiguration

Dieser Abschnitt erläutert kurz die Prinzipien von LVM und seinen grundlegenden Funktionen, mit denen es in vielen Situationen nützlich ist. In Abschnitt 2.1.2, „LVM-Konfiguration mit YaST“ erfahren Sie, wie LVM mit YaST eingerichtet wird.

[Warning]Warnung

Der Einsatz von LVM kann mit einem höheren Risiko (etwa des Datenverlusts) verbunden sein. Risiken umfassen auch Anwendungsausfälle, Stromausfälle und fehlerhafte Befehle. Speichern Sie Ihre Daten, bevor Sie LVM implementieren oder Volumes neu konfigurieren. Arbeiten Sie nie ohne Backup.

2.1.1. Der Logical Volume Manager

Der Logical Volume Manager (LVM) ermöglicht eine flexible Verteilung von Festplattenspeicher über mehrere Dateisysteme. Er wurde entwickelt, da gelegentlich die Segmentierung des Festplattenspeichers geändert werden muss, nachdem die erste Partitionierung bei der Installation abgeschlossen wurde. Da es schwierig ist, Partitionen in einem laufenden System zu ändern, bietet LVM einen virtuellen Pool (Volume-Gruppe, kurz: VG) an Speicherplatz, aus dem bei Bedarf logische Volumes (LVs) erzeugt werden können. Das Betriebssystem greift dann auf diese logischen Volumes statt auf physische Partitionen zu. Volume-Gruppen können sich über mehr als eine Festplatte erstrecken, wobei mehrere Festplatten oder Teile davon eine einzige VG bilden können. Auf diese Weise bietet LVM eine Art Abstraktion vom physischen Festplattenplatz, der eine viel einfachere und sicherere Möglichkeit zur Änderung der Aufteilung ermöglicht als die physische Umpartitionierung. Hintergrundinformationen zum physischen Partitionieren erhalten Sie in Abschnitt 1.8.1.1, „Partitionstypen“ (↑ Start ) und Abschnitt 2.5.6, „Partitionierung“ (↑ Start ).

Abbildung 2.1. Physische Partitionierung versus LVM

Physische Partitionierung versus LVM

Abbildung 2.1, „Physische Partitionierung versus LVM“ stellt die physische Partitionierung (links) der LVM-Segmentierung (rechts) gegenüber. Auf der linken Seite wurde eine einzelne Festplatte in drei physische Partitionen (PART) aufgeteilt, von denen jede einen Einhängepunkt (MP) hat, auf den das Betriebssystem zugreifen kann. Auf der rechten Seite wurden zwei Festplatten in zwei bzw. drei physische Partitionen aufgeteilt. Es wurden zwei LVM-Volume-Gruppen (VG 1 und VG 2) angelegt. VG 1 enthält zwei Partitionen von DISK 1 und eine von DISK 2. VG 2 enthält die restlichen zwei Partitionen von DISK 2. In LVM werden die physischen Festplattenpartitionen, die in einer Volume-Gruppe zusammengefasst sind, als physische Volumes (PV) bezeichnet. In den Volume-Gruppen wurden vier logische Volumes (LV 1 bis LV 4) angelegt, die vom Betriebssystem über die zugewiesenen Einhängepunkte benutzt werden können. Die Grenzen zwischen verschiedenen logischen Volumes müssen sich nicht mit den Partitionsgrenzen decken. Dies wird in diesem Beispiel durch die Grenze zwischen LV 1 und LV 2 veranschaulicht.

LVM-Funktionen:

  • Mehrere Festplatten/Partitionen können zu einem großen logischen Volume zusammengefügt werden.

  • Neigt sich bei einem LV (z. B. /usr) der freie Platz dem Ende zu, können Sie dieses bei geeigneter Konfiguration vergrößern.

  • Mit dem LVM können Sie sogar im laufenden System Festplatten oder LVs hinzufügen. Voraussetzung ist allerdings hotswap-fähige Hardware, die für solche Aktionen geeignet ist.

  • Es ist möglich, einen „Striping-Modus“ zu aktivieren, der den Datenstrom eines logischen Volumes über mehrere physische Volumes verteilt. Wenn sich diese physischen Volumes auf verschiedenen Festplatten befinden, kann dies die Lese- und Schreibgeschwindigkeit wie bei RAID 0 verbessern.

  • Die Snapshot-Funktion ermöglicht vor allem bei Servern konsistente Backups im laufenden System.

Aufgrund dieser Eigenschaften lohnt sich der Einsatz von LVM bereits bei umfangreich genutzten Home-PCs oder kleinen Servern. Wenn Sie einen wachsenden Datenbestand haben wie bei Datenbanken, Musikarchiven oder Benutzerverzeichnissen, bietet sich der Logical Volume Manager an. Dann ist es möglich, Dateisysteme zu haben, die größer sind als eine physische Festplatte. Ein weiterer Vorteil des LVM ist die Möglichkeit, bis zu 256 LVs anlegen zu können. Beachten Sie jedoch, dass sich die Arbeit mit dem LVM sehr von der mit konventionellen Partitionen unterscheidet. Anleitungen und weiterführende Informationen zur Konfiguration des LVM finden Sie im offiziellen LVM-Howto unter http://tldp.org/HOWTO/LVM-HOWTO/.

Ab Kernel Version 2.6 steht Ihnen LVM in der Version 2 zur Verfügung. Er ist abwärtskompatibel zum bisherigen LVM und kann alte Volume-Gruppen weiter verwalten. Wenn Sie neue Volume-Gruppen anlegen, müssen Sie entscheiden, ob Sie das neue Format oder die abwärtskompatible Version verwenden möchten. LVM 2 benötigt keine Kernel-Patches mehr. Er verwendet den Device-Mapper, der in Kernel 2.6 integriert ist. Beginnend mit diesem Kernel kann LVM nur noch in der Version 2 verwendet werden. In diesem Kapitel ist mit LVM daher immer LVM in der Version 2 gemeint.

2.1.2. LVM-Konfiguration mit YaST

Zur LVM-Konfiguration mit YaST gelangen Sie über den YaST-Expertenmodus des Partitionierungsmoduls (siehe Abschnitt 2.5.6, „Partitionierung“ (↑ Start )). Mit diesem Partitionierungswerkzeug können Sie vorhandene Partitionen bearbeiten und löschen sowie neue Partitionen erstellen, die mit LVM verwendet werden sollen. Sie erstellen eine LVM-Partition, indem Sie zunächst auf Anlegen+Nicht formatieren klicken und anschließend 0x8E Linux LVM als Partitions-ID wählen. Nachdem Sie alle mit LVM zu verwendenden Partitionen erstellt haben, klicken Sie auf LVM, um mit der Konfiguration von LVM zu beginnen.

2.1.2.1. Erstellen von Volume-Gruppen

Wenn auf Ihrem System noch keine Volume-Gruppe existiert, werden Sie aufgefordert, eine anzulegen (siehe Abbildung 2.2, „Anlegen einer Volume-Gruppe“). Zusätzliche Gruppen können mit Gruppe hinzufügen hinzugefügt werden. Gewöhnlich ist jedoch eine Volume-Gruppe ausreichend. Als Name für die Volume-Gruppe, auf der sich die Dateien des SUSE LINUX Systems befinden, wird system vorgeschlagen. Die Physical Extent Size bestimmt die maximale Größe eines physischen Blocks in der Volume-Gruppe. Der gesamte Plattenplatz in einer Volume-Gruppe wird in Blöcken dieser Größe verwaltet. Dieser Wert wird normalerweise auf 4 MB festgelegt. Dies lässt eine Maximalgröße für ein physisches und logisches Volume von 256 GB zu. Sie sollten die Physical Extent Size also nur dann erhöhen (z. B. auf 8, 16 oder 32 GB), wenn Sie größere logische Volumes als 256 GB benötigen.

Abbildung 2.2. Anlegen einer Volume-Gruppe

Anlegen einer Volume-Gruppe

2.1.2.2. Konfigurieren von physischen Volumes

Sobald eine Volume-Gruppe angelegt wurde, listet das folgende Dialogfeld alle Partitionen auf, die entweder den Typ „Linux LVM“ oder „Linux native“ haben. Swap- oder DOS-Partitionen werden nicht angezeigt. Wenn eine Partition bereits einer Volume-Gruppe zugeordnet ist, wird der Name der Volume-Gruppe in der Liste angezeigt. Nicht zugewiesene Partitionen sind mit „--“ gekennzeichnet.

Falls es mehrere Volume-Gruppen gibt, stellen Sie die aktuelle Volume-Gruppe im Auswahlfeld links oben ein. Mit den Schaltflächen rechts oben ist es möglich, zusätzliche Volume-Gruppen anzulegen und bestehende Volume-Gruppen zu löschen. Es können allerdings nur solche Volume-Gruppen gelöscht werden, denen keine Partitionen mehr zugeordnet sind. Partitionen, die einer Volume-Gruppe zugeordnet sind, werden auch physische Volumes (PV) genannt.

Abbildung 2.3. Setup für physische Volumes

Setup für physische Volumes

Um der ausgewählten Volume-Gruppe eine zuvor nicht zugewiesene Partition zuzuweisen, klicken Sie zuerst auf die Partition und anschließend auf Volume hinzufügen. Der Name der Volume-Gruppe wird dann bei der ausgewählten Partition eingetragen. Sie sollten alle Partitionen, die Sie für LVM vorgesehen haben, einer Volume-Gruppe zuordnen. Anderenfalls bleibt der Speicherplatz in den Partitionen unbenutzt. Bevor Sie das Dialogfeld schließen können, muss jeder Volume-Gruppe mindestens ein physisches Volume zugeordnet sein. Nachdem Sie alle physischen Volumes zugeordnet haben, klicken Sie auf Weiter, um zur Konfiguration der logischen Volumes zu gelangen.

2.1.2.3. Konfigurieren von logischen Volumes

Nachdem die Volume-Gruppe mit physischen Volumes gefüllt ist, bestimmen Sie im nächsten Dialogfeld die logischen Volumes, die das Betriebssystem benutzen soll. Wählen Sie im Auswahlfeld oben links die aktuelle Volume-Gruppe. Der verfügbare Platz in der aktuellen Volume-Gruppe wird daneben angezeigt. Die Liste darunter enthält alle logischen Volumes in der Volume-Gruppe. Alle normalen Linux-Partitionen, denen ein Einhängepunkt zugewiesen wurde, alle Swap-Partitionen und alle existierenden logischen Volumes werden hier aufgeführt. Sie können nach Bedarf logische Volumes mithilfe der entsprechenden Schaltflächen Hinzufügen, Bearbeiten und Entfernen, bis der Platz in der Volume-Gruppe verbraucht ist. Weisen Sie jeder Volume-Gruppe mindestens ein logisches Volume zu.

Abbildung 2.4. Verwaltung der logischen Volumes

Verwaltung der logischen Volumes

Um ein neues logisches Volume anzulegen, klicken Sie auf Hinzufügen und füllen das anschließende Popup-Fenster aus. Wie bei der Partitionierung kann die Größe, das Dateisystem und der Einhängepunkt eingegeben werden. Normalerweise wird in einem logischen Volume ein Dateisystem wie reiserfs oder ext2 erstellt und ein Einhängepunkt wird festgelegt. Die auf diesem logischen Volume gespeicherten Dateien sind dann im installierten System an diesem Einhängepunkt zu finden. Es ist auch möglich, den Datenfluss im logischen Volume über verschiedene physische Volumes zu verteilen (Striping). Wenn sich diese physischen Volumes auf verschiedenen Festplatten befinden, verbessert dies in der Regel die Lese- und Schreibgeschwindigkeit (wie bei RAID 0). Ein Striping-LV mit n Stripes kann jedoch nur richtig angelegt werden, wenn der von dem LV benötigte Festplattenplatz gleichmäßig über n physische Volumes verteilt werden kann. Sind beispielsweise nur zwei physische Volumes verfügbar, ist ein logisches Volume mit drei Stripes nicht möglich.

[Warning]Striping

YaST hat zurzeit keine Möglichkeit, die Richtigkeit Ihrer Angaben zum Striping zu überprüfen. Fehler an dieser Stelle können erst festgestellt werden, wenn LVM auf der Festplatte in Betrieb genommen wird.

Abbildung 2.5. Erstellen logischer Volumes

Erstellen logischer Volumes

Falls Sie auf Ihrem System LVM bereits konfiguriert haben, können Sie jetzt die vorhandenen logischen Volumes eingeben. Bevor Sie fortfahren, weisen Sie diesen logischen Volumes passende Einhängepunkte zu. Klicken Sie auf Weiter, um in den YaST-Expertenmodus für Partitionierung zu gelangen und Ihre Arbeit abzuschließen.

2.1.2.4. Direkte Verwaltung von LVM

Falls Sie LVM bereits konfiguriert haben und lediglich etwas ändern möchten, gibt es eine alternative Methode. Wählen Sie im YaST-Kontrollzentrum System+LVM. Im Wesentlichen erlaubt dieses Dialogfeld dieselben Aktionen wie oben beschrieben, mit Ausnahme der physischen Partitionierung. Es zeigt die vorhandenen physischen Volumes und logischen Volumes in zwei Listen an. Sie können Ihr LVM-System mit den oben beschriebenen Methoden verwalten.