텅 비어가는 ..

2. 기본 지식

일반적으로 유닉스 시스템에서 저장 장치를 쓰는 방법은 그 장치의 블록 디바이스(Block Device)에 파일 시스템 (File System)을 만들어서 (다른 표현으로는 포맷(Format)한다라고 하지만 유닉스의 세계에서는 잘 쓰지 않는다.) 디렉토리에 마운트 시키는 것이다. 예를 들어, 두번째 버스의 프라이머리 ide 디스크의 첫번째 파티션에 reiserfs 파일 시스템을 만든 후, /debian/ftp 라는 디렉토리에 마운트를 시킨다면 다음과 같은 절차를 밟을 것이다.

# mkfs -t reiserfs /dev/hdc1
( 화면에 나오는 질문에 y 라고 답변 )
# mount -t reiserfs /dev/hdc1 /debian/ftp

lvm을 써도 마찬가지 절차를 밟는다. 단지, 실제 블록 디바이스가 아닌 가상의 블록 디바이스를 쓴다는 점이 틀리다.

< 그림 1 >
실제적으로 lvm은 커널에서 파일 시스템과 블록 디바이스 사이에 위치하여 동작한다. 일반적인 방식과 lvm에 의해 동작하는 방식의 차이는에 잘 나타나 있다.

lvm의 동작 방식의 이해와 활용을 위해서는 몇 가지 용어에 대한 사전지식이 필요하다.

1) VG, PV, LV

VG(Volume Group)은 LVM의 가장 기본적인 요소이다.

쉽게 말하자면 가상 디스크라고 할 수 있는데, 하나 이상의 실제 물리적으로 존재하는 블록 디바이스가 모여서 VG를 이루게 된다.

그 물리적인 블록 디바이스를 PV(Physical Volume)라고 하는데, 거의 대부분의 장치를 PV로 쓸 수 있다.

하드디스크 및 그 파티션, 소프트웨어/하드웨어 RAID 장치, 심지어 Loopback 블록 디바이스(파일 시스템상의 파일을 블록 디바이스처럼 쓸 수 있게 해준다)까지도 말이다.

PV와 대비되는 것이 LV(Logical Volume)이다.

이것은 가상 파티션이라고도 할 수 있는데, VG를 적당히 나누어 할당한 것이 LV이다.

사용자는 LV를 일반 디스크나 파티션처럼 쓰면 된다.

정리하자면,를 보면 알 수 있듯이, 하나 이상의 PV가 모여 VG를 이루고, VG를 가상적으로 나누어 할당하면 LV이 된다.

< 그림 2 >
참고적으로, 한 시스템에서 VG는 최대 99개까지 만들 수 있고, 하나의 VG에는 PV, LV 모두 최대 256개까지 할당할 수 있다.

2) PE와 LE

PE(Physical Extent)와 LE(Logical Extent)는 각각 물리적 할당단위와 논리적 할당단위를 뜻한다. 이 둘은 물리적인 위치나 크기는 같다.
그러므로 PE가 LV에 할당되면 LE가 된다라고 볼 수 있다.

를 보면 PE, LE의 관계가 잘 설명되어 있다.

< 그림 3 >

VG를 나누어 LV로 할당할 때 LVM은 하드디스크의 섹터처럼 작은 단위로 하지 않고 적당한 크기의 PE로 하게 된다. 그 이유는 할당단위가 극히 작으면, 할당정보가 엄청나게 커지고, 그에따라 시스템의 성능도 느려질 것이다. 또한 할당할 수 있는 크기에도 한계가 생길 것이다. PE의 크기는 VG를 만들 때에 정해지는데, 그에 따라서 VG의 최대 크기가 정해진다. 하나의 VG에는 65536개까지 PE를 할당할 수 있고, PE의 크기는 최소 8KB에서 2배씩 늘어나 최대 512MB까지이다. 그러므로 VG의 최대 크기의 범위는 최소 512MB(8KB x 65536)에서 최대 32TB(512MB x 65536)일 것이다.

3) VGDA

PV의 앞 부분에는 VGDA(Volume Group Descriptor Area)라는 부분이 있어서 VG의 모든 정보가 기록된다. 같은 VG에 속해 있는 PV들은 VGDA의 내용이 같다.

그 내용은, VG의 이름, 상태, 속해있는 PV, LV들, PE, LE들의 할당 상태 등이다. LVM은 이 VGDA 를 참조하고, 갱신하면서 모든 일을 수행한다.

4) Linear Mapping LV 와 Striped Mapping LV

앞서 언급한 대로 LVM은 소프트웨어 RAID를 어느 정도는 대체할 수 있다.

LVM에서는 두 가지 방식으로 LV를 만들 수 있는데, Linear RAID 와 대응되는 Linear Mapping 방식과 RAID Level 0 과 대응되는 Striped Mapping 방식이 그것이다.

두 방식의 차이점은 두개 이상의 비어있는 PV를 가지고 있는 VG에 LV를 할당할 때에, PE를 어떻게 배치시키는가 이다.

Linear Mapping 방식은 일반적인 것으로써, PE를 순차적으로 할당시킨다.

예를 들어의 왼쪽 그림을 보면, 각각 3개의 PE가 있는 PV1, PV2으로 이루어진 VG1에 4개의 LE를 가진 LV1을 할당한다고 할 때에, LVM은 먼저 PV1에 3개의 PE를 순차적으로 할당하고 나머지 1개의 PE는 PV2에 할당한다.

반면, Striped Mapping 방식은의 오른쪽 그림에 나타나 있듯이, 위에서와 같은 환경으로 할당한다고 할 때에, PE는 적당한 크기의 조각들(stripes)로 나누어진다. LVM는 그것을 두 PV에 분산하여 할당하게 된다. 그러므로 두 PV들에 할당된 PE의 갯수는 같다.

Striped Mapping 방식의 목적은 두개 이상의 PV를 동시에 읽고 씀으로서, 속도 향상을 바랄 수가 있다는 것이다. 물론, PV들이 서로 독립적인 장치이어야지, 같은 장치 내의 파티션들이라면 오히려 역효과가 날 것이다.

5) Snapshots

규모가 큰 시스템에서 서비스의 중지없이 백업을 할 때에 가장 큰 문제점이 백업도중에 데이터가 변경되는 것이다. 그러면 백업 자체가 무용지물이 될 수도 있기 때문이다.

그런 문제를 해결하려면 어느 시점에 데이터가 변경되지 못하게 고정시키는 것인데, 그런 기능을 구현한 것이 Snapshot LV이다.

Snapshot LV는 기존의 LV를 복사하며 별도의 읽기 전용의 LV를 만드는 것이기 때문에, 데이터 변경을 걱정하지 않고 백업을 마칠 수 있을 것이다.

3. LVM 사용법.

1) PV 초기화 및 생성

먼저 제일 처음에 해야 할 작업이 블록 디바이스를 PV로 초기화하는 것이다.

그러나 하드디스크의 경우 사전 작업을 해야 한다.

만약 파티션을 PV으로 만들 경우 그 파티션의 System ID가 0x8e 이어야 한다.

간단히 fdisk를 사용해서 /dev/hda2를 바꾼다면 다음과 같을 것이다.

# fdisk /dev/hda
Command (m for help): t
Partition number (1-6): 2
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 2 to 8e (Linux LVM)

Command (m for help): w

그리고, 파티션을 나누지 않고 하드디스크 전체를 PV로 만들려고 할 때에, 파티션 정보가 기록되어 있다면 PV로 만들어지지 않을 것이다.

파티션을 fdisk등으로 전부 지워도 마찬가지인데 해결 방법은 dd등의 명령으로 파티션 정보를 깨끗히 지워주면 된다.

예를 들면 다음과 같다.

# dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1

(**주의** 위의 명령은 한순간에 파티션 정보를 날리는 방법이다. 사용상의 특별한 주의가 필요하다.)

PV 를 만드는 명령은 pvcreate인데 사용법은 간단하다. 아래는 그 사용의 예이다.

# pvcreate /dev/hda2
pvcreate — physical volume “/dev/hda2”
successfully created

추가적으로, 권장하는 것은 특별한 이유가 없으면 하나의 하드디스크에는 두개 이상의 PV를 만들지 않는 것이 좋다.

관리적인 면이나 효율적인 면에서 이득이 많기 때문이다.

2) VG 만들기, 이름 바꾸기, 지우기

만들어진 PV들을 합쳐서 하나의 VG로 만드는 명령은 vgcreate이다.
아래는 그 예이다.

# vgcreate -s 16m new_vg /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc

위의 명령은 세개의 SCSI 디스크를 합쳐서 new_vg라는 VG를 만든다는 것이다.
옵션 ‘-s 16m’은 PE의 크기를 16MB로 정하는 것인데, 만약 옵션 ‘-s’가 생략되면 기본적으로 PE의 크기는 4MB가 된다.

VG가 만들어지면 /dev/VolumeGroupName라는 형식으로 디렉토리가 생기게 된다. 위의 예에서는 /dev/new_vg 가 될 것이다.

VG의 이름을 바꾸려면 vgrename 이라는 명령을 아래와 같이 쓰면 된다.

# vgrename new_vg vg00

VG를 활성화 시키려면,

# vgscan

# vgchange -a y

비활성화시키는 방법은,

# vgchange -a n vg00

VG에 LV가 남아있지 않고 비활성화되어 있으면 vgremove로 지울 수 있다.

# vgremove vg00

3) VG 확장시키기, 축소시키기

VG의 확장과 촉소는 PV의 추가, 제거로 이루어진다.

VG에 PV를 추가하는 명령은 vgextend인데, vg00이라는 VG에 PV인 /dev/hda2를 추가하려면 다음과 같이 실행해야 한다.

# vgextend vg00 /dev/hda2

PV를 VG에서 제거하는 명령은 vgreduce이다. 그러나 PV에 PE가 할당되어 있으면 제거되지 않는다. 그 할당된 PE를 다른 PV로 옮겨야 제거될 것이다. 빈 PV인 /dev/hda2를 vg00에서 제거하려면,

# vgreduce vg00 /dev/hda2

4) LV 만들기, 이름 바꾸기, 지우기

VG에 LV를 만들면 /dev/VolumeGroupName/LogicalVolumeName의 형식으로 블록 디바이스가 만들어진다.

이것은 일반 블록 디바이스와 다를 바 없는 용도로 쓸 수 있다.

LV 를 만드는 명령은 lvcreate인데 일반적인 예는 다음과 같다.

# lvcreate -L 4g -n data vg00

위의 명령은 4GB 크기로 vg00이라는 VG에 data라는 새로운 LV를 만드는 것이다.

옵션 ‘-L’은 LV의 크기를 지정하는 것인데, 숫자 뒤의 접미사에 따라 숫자의 단위가 달라진다.

k는 KB, m은 MB, g는 GB, t는 TB를 뜻한다.

만약, 접미사가 안 붙어있으면 숫자의 단위는 MB가 된다. ‘-L’ 대신 ‘-l’를 쓸 수도 있는데, ‘-l’ 뒤에는 LE의 갯수를 쓰면 된다.

LV의 이름을 바꾸는 것은 아래의 명령처럼 간단하고,

# lvrename /dev/vg00/data /dev/vg00/db

지우는 것 또한 간단하다.

# lcremove /dev/vg00/db

5) LV 확장시키기

LV를 확장시키는 명령은 lvextend 인데, 다음은 그 예이다.

# lvextend -L +2g /dev/vg00/db

위의 명령은 /dev/vg00/db의 크기를 2GB 만큼 늘린다. 기존의 크기가 4GB 였다면, 옵션 ‘-L 6g’를 줬어도 같은 결과를 보일 것이다. 역시 여기에서도 옵션 ‘-l’를 쓰면 LE 단위로 늘릴 수 있다.

LV의 크기가 커졌어도 파일 시스템에는 영향을 주지 않으므로 파일 시스템 고유의 툴을 이용하여 확장 해주어야 한다.
한 가지 주의해야 할 것은 이렇게 크기를 늘릴 때 순서를 뒤바꾸면 절대 안 된다는 것이다. LV 확장 다음에 파일 시스템의 확장이다.

다음은 파일 시스템 별 확장 방법이다.

* ext2 : ext2 파일 시스템의 크기를 바꿀 수 있는 명령으로는 resize2fs이 있는데, e2fsprogs 1.19버전 이상에는 기본적으로 포함되어 있다. 그 이하의 버전을 쓴다면 ext2resize라는 프로그램을 다음의 사이트에서 구할 수 있다.

http://ext2resize.sourceforge.org

다음은 일반적인 ext2 의 확장 절차이다.

# umount /var/lib/mysql
# lvextend -L +10g /dev/databases/mysql
# resize2fs /dev/databases/mysql
# mount /dev/databases/mysql /var/lib/mysql

LVM tool에 포함되어있는 e2fsadm을 쓰면 LV 확장과 파일 시스템의 확장을 동시에 할 수 있다. 다음의 명령은,

# e2fsadm L +10g /dev/databases/mysql

다음의 두 명령과 같다.

# lvextend -L +10g /dev/databases/mysql
# resize2fs /dev/databases/mysql

* reiserfs : reiserfs는 resize_reiserfs 라는 명령으로 크기를 바꿀 수 있다.

마운트된 상태에서도 크기를 늘릴 수 있는데, 그 예는 다음과 같다.

# lvextend -L +5g /dev/devel/cvs
# resize_reiserfs -f /dev/devel/cvs

언마운트해서 늘리려면 다음 같이 한다.

# umount /var/cvs
# lvextend -L +5g /dev/devel/cvs
# resize_reiserfs -f /dev/devel/cvs
# mount /dev/devel/cvs /var/cvs

6) LV 축소시키기

lvreduce는 LV의 크기를 줄이는데, 늘릴 때와 마찬가지로 파일 시스템과 별개로 이루어지므로 데이터를 잃어버릴 수 있으니 상당히 조심해야 한다.

작업의 순서는 확장할 때와는 반대로, 파일 시스템의 축소 다음에 LV의 축소이다.

각 파일 시스템 별 축소 방법이다.

* ext2 : e2fsadm 을 쓰는 것이 간단하다.

# umount /home
# e2fsadm -L -2g /dev/vg00/home
# mount /dev/vg00/home /home

* reiserfs : 크기를 늘릴 때와는 달리 마운트 된 상태에서는 줄일 수 없다.

# umount /usr
# resize_reiserfs -s -1g /dev/vg00/usr
# lvreduce -L -1g /dev/vg00/usr
# mount /dev/vg00/usr /usr

7) 설정의 백업과 복구

LVM Tool들은 기본적으로 몇몇을 제외하고 동작 전의 설정상태를 자동으로 백업해둔다.(절대 데이터의 백업이 아니다!) 그 백업파일들은 /etc/lvmconf 라는 디렉토리에 VolumeGroupName.conf{,.[0-9].old}라는 이름으로 만들어진다. 뒤에 번호가 붙어있지 않은 것은 현재의 설정 내용이고, 그 번호가 클수록 오래된 내용이다. 그러므로 바로 전의 설정 내용을 담고 있는 파일에는 이름 뒤에는 .1.old가 붙어있다.

먼저 설정 백업 파일의 내용을 보려면 다음과 같이 한다.

# vgcfgrestore -f /etc/lvmconf/vg00.conf.1.old -ll -n vg00

이 파일을 이용해 설정을 복구하려면 다음과 같이 한다.

# vgchange -a n vg00
# vgcfgrestore -f /etc/lvmconf/vg00.conf.1.old -n vg00
# vgchange -a y vg00

5. 활용

몇 가지 유용한 활용 예를 보이겠다.

1) 두개의 ide disk를 하나의 striped mapping LV로 묶기

80GB 짜리(실제는 약 76.1GB) IDE 하드디스크 두 개를 striped mapping LV 로 묶는 과정이다.

먼저 블록 디바이스 이름이 /dev/hde, /dev/hdf 인 디스크들을 PV로 만든다.

# pvcreate /dev/hde /dev/hdf

그렇게 만든 PV들을 합쳐서 VG를 만든다.

# vgcreate vg00 /dev/hde /dev/hdf

이제 VG에 LV를 만든다.

# lvcreate -i 2 -I 4 -L 152g -n striped_lv vg00

위의 명령으로 152GB 짜리 striped mapping LV가 만들어진 것이다. 옵션을 설명하면 ‘-i 2’는 두개의 PV를 striped 하는데 쓰고, ‘-I 4’는 PE를 4KB로 쪼개서 PV들에게 저장한다는 것이다. ‘-I’ 옵션에는 2^n (0파일 시스템을 만들고, 마운트를 해서,

# mkreiserfs /dev/vg00/striped_lv
# mount /dev/vg00/striped_lv /mnt

bonnie++ 등의 벤치마킹 프로그랭으로 시험해본 결과, linear mapping LV보다 약 1.5배에서 1.8배까지 속도의 차이가 있었다.

물론 억세스가 많아지면 어떻게 되는지는 필자도 시험을 못했다.

2) 새로운 디스크로 PV 교체하기

하드디스크를 확장하면서 기존에 있는 하드디스크를 제거해야 할 때는 다음과 같은 과정을 거치면 된다.

환경은 /dev/hdd, /dev/sda, /dev/sdb가 vg01에 속해있는데, 그중에서 /dev/hdd를 빼고 /dev/sdc를 더하는 과정이다.

먼저 /dev/sdc 를 PV 로 만들고,

# pvcreate /dev/sdc

/dev/sdc를 vg01에 추가한 후에,

# vgextend vg01 /dev/sdc

/dev/hdd의 PE 들을 /dev/sdc로 옮긴다.

# pvmove /dev/hdd /dev/sdc

성공적으로 옮겨졌으면 vg01에서 /dev/hdd를 제거한다.

# vgreduce vg01 /dev/hdd

3) snapshot LV를 만들어서 안전한 백업하기

데이터의 변동이 많은 /var등의 디렉토리는 백업 도중에 데이터가 엉키는 수가 있다. 그것을 방지하기 위해서, snapshot LV를 만들어 데이터를 고정시킨 후 백업을 하면 된다.

일단 snapshot LV 를 만든다.(한 줄로)

# lvcreate -s -L 5g -n mysqlbackup /dev/vg01/mysql

위의 명령은 /dev/vg01/mysql에 대한 snapshot LV인 /dev/vg01/mysqlbackup를 만든다. 옵션 ‘-s’는 만들어질 LV가 snapshot 형식임을 정해주고 있다. 옵션 ‘-L’ 는 LV 의 최대 크기를 정해준다. 대게 원본 LV와 크기를 같게 하는 것이 좋다. 사실 snapshot LV는 원본이 갱신되는 부분만 고정시키려고 데이터를 가져와 LE에 할당하기 때문에 많은 LE가 필요하지 않다.

이제 만든 LV 를 마운트 시킨 후

# mount /dev/vg01/mysqlbackup /mnt

백업을 하면 된다.

# tar cf /dev/rmt0 /mnt

백업을 마쳤으면 언마운트시킨 후에 snapshot LV 을 지운다.

# mount /mnt# lvremove /dev/vg01/mysqlbackup

출처 : http://hungi.tk/it/os/linux/1800