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公開：2024-08-18

LVMとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

LVMとは

LVMはLinuxシステムにおいてディスクストレージを柔軟に管理するためのソフトウェア機構です。LVMを使用することで、物理ディスクを抽象化し、論理ボリュームとして扱うことができます。

LVMは、物理ボリューム(PV)、ボリュームグループ(VG)、論理ボリューム(LV)という3つの主要コンポーネントから構成されています。PVは物理ディスクやパーティションを表し、VGはPVの集合体であり、LVはVG内で作成される論理的なストレージ単位となります。

LVMを利用することで、ストレージ容量の動的な拡張や縮小、スナップショットの作成、ミラーリングなどの高度な機能を実現できます。これにより、システム管理者はストレージリソースを効率的に活用し、柔軟にシステムを運用することが可能になるのです。

LVMは、エンタープライズレベルのLinuxシステムにおいて広く採用されており、大規模なストレージ環境の管理に適しています。また、LVMはオープンソースソフトウェアであり、多くのLinuxディストリビューションに標準で含まれています。

LVMの基本的な概念と機能を理解することは、Linuxシステム管理者にとって重要なスキルの一つです。LVMを適切に活用することで、ストレージ管理の柔軟性と効率性を高め、システムの安定性と可用性を向上させることができるでしょう。

LVMの主要コンポーネント

LVMの主要コンポーネントに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• 物理ボリューム(PV)の役割と特徴
• ボリュームグループ(VG)の役割と特徴
• 論理ボリューム(LV)の役割と特徴

物理ボリューム(PV)の役割と特徴

物理ボリューム(PV)は、LVMにおいて物理ストレージデバイスを表す基本単位です。PVは、ハードディスクやパーティションなどの物理的なストレージリソースを抽象化し、LVMで管理できるようにします。

PVは、物理ストレージデバイス上に作成され、LVMメタデータを格納します。このメタデータには、PVの識別情報やサイズ、所属するVGなどの情報が含まれています。PVを作成することで、物理ストレージをLVMの管理下に置くことができるのです。

PVは、複数のVGに属することができます。また、PVは動的に追加や削除が可能であり、ストレージ構成の柔軟な変更を可能にします。PVの状態は、pvdisplayコマンドを使用して確認できます。

ボリュームグループ(VG)の役割と特徴

ボリュームグループ(VG)は、LVMにおいて複数のPVを組み合わせて作成される論理的なストレージプールです。VGは、PVから提供されるストレージ容量を統合し、LVを作成するための領域を提供します。

VGは、一意の名前で識別され、複数のPVから構成されます。VGの作成時には、PVを指定し、それらを組み合わせてVGを形成します。VGの総容量は、構成するPVの容量の合計となります。

VGは、LVの作成や拡張、縮小などのストレージ管理操作の対象となります。VGの空き容量を利用して新しいLVを作成したり、既存のLVにストレージを追加したりすることができます。VGの状態は、vgdisplayコマンドを使用して確認できます。

論理ボリューム(LV)の役割と特徴

論理ボリューム(LV)は、LVMにおいてVGから切り出された論理的なストレージ単位です。LVは、ファイルシステムやアプリケーションで使用される実際のストレージ領域を表します。

LVは、VG内の空き容量から作成され、必要なサイズを指定して割り当てられます。LVは、VG内で自由にサイズを変更することができ、ストレージ容量の動的な拡張や縮小が可能です。また、LVはスナップショットの作成にも利用されます。

LVは、通常のディスクパーティションと同様に、ファイルシステムを作成してマウントすることができます。LVの状態は、lvdisplayコマンドを使用して確認できます。LVは、システム上で柔軟なストレージ管理を実現するための重要な要素となっています。

LVMのストレージ管理機能

LVMのストレージ管理機能に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• LVMによる動的なストレージ拡張と縮小
• LVMスナップショットの仕組みと活用方法
• LVMミラーリングによる冗長性の確保

LVMによる動的なストレージ拡張と縮小

LVMの重要な機能の一つは、論理ボリューム(LV)の動的なストレージ拡張と縮小です。LVMを使用することで、LVのサイズを必要に応じて変更することができ、ストレージ容量の柔軟な管理が可能になります。

LVの拡張は、VG内に十分な空き容量がある場合に実行できます。lvextendコマンドを使用して、LVのサイズを増やすことができます。拡張後は、ファイルシステムのリサイズが必要な場合があります。一方、LVの縮小は、lvreduceコマンドを使用して行います。ただし、縮小前にファイルシステムのリサイズが必要です。

LVMによる動的なストレージ拡張と縮小は、システムの運用中でも実行可能であり、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。これにより、ストレージ容量の変化に柔軟に対応し、システムの可用性を維持することができるのです。

LVMスナップショットの仕組みと活用方法

LVMスナップショットは、ある時点でのLVの状態を保存し、後で参照できるようにする機能です。スナップショットは、元のLV(オリジナル)とは別の論理ボリュームとして作成され、オリジナルのLVに対する変更を追跡します。

スナップショットの作成には、lvcreateコマンドに--snapshotオプションを指定して実行します。スナップショットは、作成時点でのオリジナルLVの状態を保持し、その後の変更については、コピーオンライト(COW)方式で管理されます。オリジナルLVに対する変更は、スナップショットには反映されません。

LVMスナップショットは、バックアップやリカバリ、テスト環境の作成などに活用されます。スナップショットを使用することで、ある時点でのデータを保存し、必要に応じて元の状態に戻すことができます。また、スナップショットから新しいLVを作成することで、テスト用の環境を素早く構築することも可能です。

LVMミラーリングによる冗長性の確保

LVMミラーリングは、LV上のデータを複数のPVに同期的に複製する機能です。ミラーリングにより、ストレージの冗長性を確保し、データの可用性を高めることができます。

LVMミラーリングは、lvcreateコマンドに--mirrorオプションを指定して設定します。ミラーリングの設定では、ミラー数やミラー用のPVを指定します。ミラーリングが有効になると、LVへの書き込みは、すべてのミラーに同期的に複製されます。

LVMミラーリングは、ストレージデバイスの障害に対する耐性を向上させます。一つのPVに障害が発生しても、他のミラーからデータにアクセスできるため、システムの可用性を維持することができます。また、ミラーリングを使用することで、読み取りパフォーマンスの向上も期待できます。

LVMの運用管理

LVMの運用管理に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• LVMコマンドを使用した基本的な管理操作
• LVMシステムのモニタリングと監視
• LVMの設定ファイルとその役割

LVMコマンドを使用した基本的な管理操作

LVMの運用管理において、コマンドラインツールを使用した基本的な管理操作が重要です。LVMには、PV、VG、LVの作成、表示、変更、削除などを行うための各種コマンドが用意されています。

主要なLVMコマンドには、以下のようなものがあります。

- pvcreate：物理ボリューム(PV)の作成
- vgcreate：ボリュームグループ(VG)の作成
- lvcreate：論理ボリューム(LV)の作成
- pvdisplay、vgdisplay、lvdisplay：PV、VG、LVの情報表示
- lvextend、lvreduce：LVのサイズ拡張・縮小
- lvremove、vgremove、pvremove：LV、VG、PVの削除

これらのコマンドを適切に使用することで、LVMの構成要素を管理し、ストレージシステムを効率的に運用することができます。コマンドの使用方法やオプションについては、man ページやオンラインドキュメントを参照することをお勧めします。

LVMシステムのモニタリングと監視

LVMシステムの安定性と性能を維持するために、定期的なモニタリングと監視が必要です。LVMには、システムの状態を確認するためのツールが用意されています。

代表的なモニタリングツールとして、以下のようなものがあります。

- lvs、vgs、pvs：LV、VG、PVの状態を要約して表示
- lvscan、vgscan、pvscan：LVM構成をスキャンして表示
- lvmsar：LVMシステムのアクティビティを収集・報告

これらのツールを使用することで、LVMシステムの状態を確認し、潜在的な問題を早期に発見することができます。また、システム監視ツールやログ管理ツールと連携させることで、LVMに関する重要なイベントを監視し、適切なアクションを取ることができるでしょう。

LVMの設定ファイルとその役割

LVMの動作は、設定ファイルによって制御されます。LVMの主要な設定ファイルには、以下のようなものがあります。

- /etc/lvm/lvm.conf：LVMの全体的な設定を定義
- /etc/lvm/backup/：VGの設定のバックアップを保存
- /etc/lvm/archive/：VGの設定の変更履歴を保存

lvm.confファイルは、LVMの動作を制御するための各種オプションを含んでいます。このファイルを編集することで、LVMのデフォルト動作を変更したり、特定の機能を有効・無効にしたりすることができます。ただし、設定変更には十分な注意が必要です。

バックアップと変更履歴の保存は、LVMシステムの設定管理において重要な役割を果たします。これらのファイルを定期的にチェックし、必要に応じてリストアすることで、システムの整合性を維持することができます。設定ファイルのバックアップは、LVMシステムの運用において欠かせない作業の一つと言えるでしょう。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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