Gestión lógica de volúmenes

En el almacenamiento informático , la gestión de volúmenes lógicos ( LVM ) proporciona un método para asignar espacio en dispositivos de almacenamiento masivo que es más flexible que los esquemas de particionamiento convencionales para almacenar volúmenes. En concreto, un gestor de volúmenes puede concatenar, agrupar o combinar particiones (o dispositivos de bloques en general) en particiones virtuales más grandes que los administradores pueden redimensionar o mover, potencialmente sin interrumpir el uso del sistema.

La gestión de volúmenes representa solo una de las muchas formas de virtualización de almacenamiento ; su implementación se lleva a cabo en una capa de la pila de controladores de dispositivos de un sistema operativo (SO) (a diferencia de dentro de los dispositivos de almacenamiento o en una red).

La mayoría de las implementaciones de gestores de volúmenes comparten el mismo diseño básico. Parten de volúmenes físicos (PV), que pueden ser discos duros , particiones de disco duro o números de unidad lógica (LUN) de un dispositivo de almacenamiento externo. La gestión de volúmenes trata cada PV como compuesto por una secuencia de fragmentos denominados extensiones físicas (PE). Algunos gestores de volúmenes (como los de HP-UX y Linux) tienen PE de tamaño uniforme; otros (como el de Veritas ) tienen PE de tamaño variable que se pueden dividir y fusionar a voluntad.

Normalmente, los PE se asignan uno a uno a las extensiones lógicas (LE). Con la replicación, varios PE se asignan a cada LE. Estos PE se extraen de un grupo de volúmenes físicos (PVG), un conjunto de PV del mismo tamaño que funcionan de forma similar a los discos duros en una matriz RAID  1. Los PVG suelen estar organizados de manera que residan en diferentes discos o buses de datos para lograr la máxima redundancia.

El sistema agrupa los LE (elementos lógicos) en un grupo de volúmenes (VG). Estos LE agrupados se pueden concatenar para formar particiones de disco virtuales llamadas volúmenes lógicos ( LV) . Los sistemas pueden usar los LV como dispositivos de bloques sin formato , al igual que las particiones de disco: creando sistemas de archivos montables o usándolos como almacenamiento de intercambio .

Los LV con franjas asignan cada LE sucesivo de un PV diferente; dependiendo del tamaño del LE, esto puede mejorar el rendimiento en lecturas secuenciales grandes al aprovechar el rendimiento de lectura combinado de múltiples PV.

Los administradores pueden aumentar el tamaño de los volúmenes lógicos (concatenando más elementos lógicos) o reducirlo (devolviendo elementos lógicos al grupo). Los elementos lógicos concatenados no tienen por qué ser contiguos. Esto permite que los volúmenes lógicos aumenten sin tener que mover los elementos lógicos ya asignados. Algunos gestores de volúmenes permiten redimensionar los volúmenes lógicos en cualquier dirección mientras están en línea. Cambiar el tamaño de un volumen lógico no implica necesariamente cambiar el tamaño del sistema de archivos que contiene; simplemente cambia el tamaño del espacio que lo contiene. Se recomienda un sistema de archivos que se pueda redimensionar en línea, ya que permite al sistema ajustar su almacenamiento sobre la marcha sin interrumpir las aplicaciones.

Los volúmenes físicos (PV) y lógicos (LV) no se pueden compartir ni abarcar diferentes grupos de volúmenes (VG) (aunque algunos gestores de volúmenes permiten moverlos libremente entre VG en el mismo host). Esto permite a los administradores activar o desactivar VG, o moverlos entre sistemas host como una única unidad administrativa.

Los grupos de volúmenes (VG) pueden aumentar su capacidad de almacenamiento incorporando nuevos volúmenes físicos (PV) o reducirla retirando recursos de los PV existentes. Esto puede implicar la reubicación de elementos lógicos (LE) ya asignados fuera del PV. La mayoría de los gestores de volúmenes pueden realizar esta operación en línea; si el hardware subyacente es de conexión en caliente, esto permite a los ingenieros actualizar o reemplazar el almacenamiento sin interrupciones del sistema.

Los volúmenes lógicos pueden sufrir fragmentación externa cuando los dispositivos de almacenamiento subyacentes no asignan sus PE de forma contigua. Esto puede reducir el rendimiento de E/S en medios de búsqueda lenta, como discos magnéticos y otros medios rotacionales. Sin embargo, los gestores de volúmenes que utilizan PE de tamaño fijo suelen asignarles un tamaño relativamente grande (por ejemplo, Linux LVM utiliza 4  MB por defecto) para amortizar el coste de estas búsquedas.

En implementaciones que se centran exclusivamente en la gestión de volúmenes, como Core Storage y Linux LVM, separar y abstraer la gestión de volúmenes del sistema de archivos dificulta la toma de decisiones de almacenamiento para archivos o directorios específicos. Por ejemplo, si se desea mover permanentemente un directorio (pero no todo el sistema de archivos) a un almacenamiento más rápido, es necesario recorrer tanto la estructura del sistema de archivos como la capa subyacente de gestión de volúmenes. En Linux, por ejemplo, sería necesario determinar manualmente el desplazamiento del contenido de un archivo dentro del sistema de archivos y, posteriormente, mover manualmente pvmovelas extensiones (junto con los datos no relacionados con ese archivo) al almacenamiento más rápido. Implementar la gestión de volúmenes y archivos dentro del mismo subsistema, en lugar de hacerlo como subsistemas separados, simplifica teóricamente el proceso general.

• mapeador de dispositivos

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