Menedżery woluminów logicznych

Powszechnie stosowanym, lecz często pomijanym lub źle rozumianym narzędziem do zarządzania pamięcią masową jest Menedżer woluminów logicznych. Menedżery woluminów logicznych, zwane LVM (Logical Volume Manager), to technologia abstrakcji, enkapsulacji i wirtualizacji pamięci masowej, zapewniająca poziom elastyczności, który w innym przypadku byłby trudny do osiągnięcia.

Najczęściej LVM służy do zastąpienia tradycyjnych systemów partycjonowania, a niekiedy rozszerzany jest o dodatkowe funkcje, takie jak obsługa RAID. Niemal wszystkie systemy operacyjne oferują dziś zintegrowany produkt LVM i większość robi to od bardzo dawna. LVM stały się standardowym elementem zarządzania pamięcią masową zarówno po stronie serwerów, jak i klientów.

LVM nie muszą oferować jednolitego zestawu funkcji, jednak do typowych funkcji wchodzących w ich skład należą: woluminy logiczne (miękkie partycjonowanie), cienkie udostępnianie (thin provisioning), elastyczna alokacja fizycznej lokalizacji, szyfrowanie, podstawowe funkcje RAID (najczęściej tylko RAID oparty na lustrzaniu) oraz migawki. Zasadniczo wszystkie LVM oferują woluminy logiczne, migawki i elastyczną alokację — są to funkcje uznawane za fundamentalne dla LVM.

Do popularnych LVM należą: Logical Disk Management w Windows Server 2000 – Server 2008 R2, Storage Spaces w Windows 2012 i nowszych, LVM w Linux, BtrFS w Linux, Core Storage w Mac OSX, Solaris Volume Manager w Solaris, ZFS w Solaris i FreeBSD, Vinum Volume Manager w FreeBSD, Veritas Volume Manager dla większości systemów UNIX, LVM w AIX i wiele innych. LVM zyskują na popularności i stają się standardem od końca lat 80. ZFS i BtrFS są szczególnie interesujące, ponieważ są systemami plików implementującymi LVM wewnątrz systemu plików jako zintegrowany mechanizm.

LVM przyjmuje urządzenia blokowe (reprezentacje dysków) i tworzy woluminy logiczne (często nazywane LV), które same w sobie są również reprezentacjami dysków. Dzięki temu LVM może być umieszczony na różnych poziomach stosu pamięci masowej. Najczęściej oczekujemy, że LVM będzie korzystał z macierzy RAID, dzielił jedną macierz RAID na jeden lub więcej woluminów logicznych, z zastosowanym do każdego systemu plików. Możliwe jest jednak, że LVM działa bezpośrednio na fizycznych nośnikach bez RAID, a RAID może być implementowany programowo na wierzchu woluminów logicznych, a nie pod nimi. LVM są również bardzo przydatne do łączenia wielu różnych systemów pamięci masowej w jeden — na przykład wielu urządzeń fizycznych i/lub macierzy RAID w jedną abstrakcyjną całość, którą następnie można podzielić na woluminy logiczne (przy czym pojedyncze woluminy mogą korzystać z wielu różnych bazowych urządzeń magazynujących). Jednym ze standardowych zastosowań LVM jest łączenie wielu jednostek LUN z sieci SAN (potencjalnie z jednego lub kilku systemów SAN) w jedną grupę woluminów.

Choć LVM zapewniają elastyczność i moc w pracy z wieloma urządzeniami i typami pamięci masowej, prezentując jednocześnie standardowy interfejs wyższym warstwom stosu, najczęstszymi zastosowaniami są: zapewnienie elastyczności tam, gdzie wcześniej obowiązywały sztywne partycje, oraz obsługa migawek. Tradycyjne partycje są sztywne i nie można ich zmieniać rozmiaru. Woluminy logiczne można natomiast w prawie każdym przypadku zwiększać lub zmniejszać w razie potrzeby, co czyni je znacznie bardziej elastycznymi.

Migawki stały się głównym obszarem zastosowań LVM w ostatniej dekadzie, choć wynika to bardziej ze wzrostu świadomości na temat migawek niż z niedawnej zmiany w dostępności tej funkcji. Komercyjne systemy wirtualizacji przeniosły migawki z poziomu wiedzy branżowej dotyczącej pamięci masowej do głównego nurtu IT. Wiele z tego, jak technologie wirtualizacji podchodzą do wirtualizacji pamięci masowej, można postrzegać jako powiązane z LVM, choć generalnie jest to podobna funkcjonalność oferowana w inny sposób lub po prostu przekazywanie funkcjonalności LVM z niższej warstwy.

Dziś LVM można znaleźć niemal wszędzie — są implementowane nawet w sposób transparentny na macierzach pamięci masowej (jak sprzęt SAN), aby zapewnić bardziej elastyczne udostępnianie zasobów. Nie są one jedynie standardowo dostępne, ale standardowo wdrażane i znacznie przyczyniły się do poprawy niezawodności i możliwości nowoczesnych systemów pamięci masowej.