LVM でストレージに拡張性を持たせる

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LVMは論理的にボリュームを管理できる機能です。
物理ディスクの場合、容量は固定ですが LVM で論理的に管理する事でボリュームの増設・縮小が可能になります。また、 Kubernetes 向けストレージプロバイダーの製品に LVM の機能を内包しているものがいくつかあるので、利用して慣れる点でもメリットがあると考えています。

LVM の考え方は以下の通りです。

  • Physical Volume(PV) -> 物理的なディスクまたはパーティション
  • Volume Group(VG) -> 1つ以上のPVをグルーピング
  • Logical Volume(LV) -> VGを論理的なボリュームとして確保

上記の概念をコマンドで設定していきます。
コマンドの概要についても記載します。

論理ボリューム
| コマンド  |         概要         |
| --------- | -------------------- |
| pvcreate  | 物理ボリュームの作成 |
| pvdisplay | 物理ボリュームの表示 |
| pvremove  | 物理ボリュームの削除 |
ボリュームグループの管理コマンド
| コマンド  |           概要           |
| --------- | ------------------------ |
| vgcreate  | ボリュームグループの作成 |
| vgdisplay | ボリュームグループの表示 |
| vgremove  | ボリュームグループの削除 |
| vgextend  | ボリュームグループの拡張 |
| vgreduce  | ボリュームグループの縮小 |
論理ボリュームの管理コマンド
| コマンド  |         概要         |
| --------- | -------------------- |
| lvcreate  | 論理ボリュームの作成 |
| lvdisplay | 論理ボリュームの表示 |
| lvremove  | 論理ボリュームの削除 |
| lvextend  | 論理ボリュームの拡張 |
| lvreduce  | 論理ボリュームの縮小 |

論理ボリュームの容量指定方法

数値%VG = diskの総量から何%か指定して作成する
数値%FREE = diskの空き容量から何%か指定して作成する

VG全体のサイズに対する割合を指定してLVを作成

lvcreate -l 数値%VG -n 論理ボリューム名 ボリュームグループ名

VGの空き容量に対する割合を指定して、LVを作成

lvcreate -l 数値%FREE -n 論理ボリューム名 ボリュームグループ名

ここからは設定方法について紹介します。

目次

  1. 物理ボリューム作成(PV)
  2. ボリュームグループ作成(VG)
  3. 論理ボリューム作成(LV)
  4. 論理ボリュームをファイルシステムにフォーマット
  5. ファイルシステム状態確認
  6. 自動マウント設定

まずは、 fdisk コマンドでディスクまたはパーティションを確認します。

fdisk -l
Disk /dev/sda: 931.53 GiB, 1000204886016 bytes, 1953525168 sectors
Disk model: Generic
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

fdisk で確認したディスクに対して物理ボリューム(PV)を設定します。

pvcreate /dev/sda

ボリュームグループ作成します。

vgcreate

vgcreate vg01 /dev/sda

論理ボリューム作成を作成します。
VG から確保する容量を -l で指定し、 -n で論理ボリューム名を付けます。
今回は複数の用途に分けて LV を作成します。

RAWデバイス用のLV
lvcreate -l 20%VG -n lv-raw vg01
docker volume用のLV
lvcreate -l 30%VG -n lv-fs-docker vg01
GlusterFS用のLV
lvcreate -l 100%FREE -n lv-fs vg01

フォーマットする際に必要なパスを確認(LV Path)します。

root@node1:/home# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg01/lv-fs-docker
  LV Name                lv-fs-docker
  VG Name                vg01
  LV UUID                J6PGbx-cPqW-QozB-PK6p-aZdJ-P5LW-2hsHT5
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time node1, 2021-01-28 14:05:03 +0000
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                279.45 GiB
  Current LE             71540
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg01/lv-raw
  LV Name                lv-raw
  VG Name                vg01
  LV UUID                x73sDZ-Uhwd-HDSZ-wT7V-6nA7-Ses7-ZEUVfR
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time node1, 2021-01-28 14:05:12 +0000
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                186.30 GiB
  Current LE             47693
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:1

  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg01/lv-fs
  LV Name                lv-fs
  VG Name                vg01
  LV UUID                JijAhZ-93Rx-B0V0-n5MQ-vVUu-064S-ozhVfQ
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time node1, 2021-01-28 14:05:20 +0000
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                <465.76 GiB
  Current LE             119234
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:2

論理ボリュームをフォーマットします。
※フォーマット完了まで少し間があるので、プロンプトの応答があるまで待機

mkfs.<フォーマット形式>

mkfs.xfs /dev/vg01/lv-fs
mkfs.ext4 /dev/vg01/lv-fs-docker

フォーマットの状態を確認します。

root@node1:/home# lsblk -fi
sda                   LVM2_member             QeHaKf-TNdL-z1vp-4QP4-DitI-6wYN-mfKqeK
|-vg01-lv--fs--docker ext4                    05a55309-ea7a-4ee8-b435-7be149171c66    258.9G     0% /var/lib/docker/volumes
|-vg01-lv--raw
`-vg01-lv--fs         xfs                     fd1f53fc-5d35-4310-b908-388d05b2f3aa    451.3G     3% /data

自動マウント設定のため、UUIDを確認します。

root@node1:/home# blkid
/dev/mmcblk0p1: LABEL_FATBOOT="system-boot" LABEL="system-boot" UUID="B726-57E2" TYPE="vfat" PARTUUID="ab86aefd-01"
/dev/mmcblk0p2: LABEL="writable" UUID="483efb12-d682-4daf-9b34-6e2f774b56f7" TYPE="ext4" PARTUUID="ab86aefd-02"
/dev/sda: UUID="QeHaKf-TNdL-z1vp-4QP4-DitI-6wYN-mfKqeK" TYPE="LVM2_member"
/dev/mapper/vg01-lv--fs--docker: UUID="05a55309-ea7a-4ee8-b435-7be149171c66" TYPE="ext4"
/dev/mapper/vg01-lv--fs: UUID="fd1f53fc-5d35-4310-b908-388d05b2f3aa" TYPE="xfs"

自動マウント設定に必要なパスを確認します。
lvdisplay で確認した場合ファイルパスは “-” を用いているのですが
fdisk コマンドで確認すると “/” が “-” に変っているので注意してください。
/etc/fstab にマウント設定を記載する際は fdisk で表示されている Disk名を記載します。

root@node1:/home# fdisk -l
Disk /dev/sda: 931.53 GiB, 1000204886016 bytes, 1953525168 sectors
Disk model: Generic
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes


Disk /dev/mapper/vg01-lv--fs--docker: 279.46 GiB, 300060508160 bytes, 586055680 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes


Disk /dev/mapper/vg01-lv--raw: 186.31 GiB, 200038940672 bytes, 390701056 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes


Disk /dev/mapper/vg01-lv--fs: 465.78 GiB, 500103643136 bytes, 976764928 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

起動時に自動でマウントする設定を行います。

vi /etc/fstab
LABEL=writable  /        ext4   defaults        0 0
LABEL=system-boot       /boot/firmware  vfat    defaults        0       1
/dev/mapper/vg01-lv--fs--docker /var/lib/dcoker  ext4 defaults 1 2
/dev/mapper/vg01-lv--fs /glsuterfs xfs defaults 1 2

以下コマンドで設定を反映して完了です。

mount -a

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