Logical Volume Manager

Ein häufig genutztes, aber oft übersehenes oder missverstandenes Speicherwerkzeug ist der Logical Volume Manager. Logical Volume Manager, kurz LVMs, sind eine Technologie zur Speicherabstraktion, -kapselung und -virtualisierung, die ein Maß an Flexibilität bietet, das andernfalls häufig nicht verfügbar wäre.

Am häufigsten wird ein LVM eingesetzt, um herkömmliche Partitionierungssysteme zu ersetzen, und manchmal wird zusätzliche Funktionalität in einen LVM integriert, etwa RAID-Funktionen. Nahezu alle Betriebssysteme bieten heute ein integriertes LVM-Produkt an, und die meisten tun dies schon seit sehr langer Zeit. LVMs sind zu einem Standardmerkmal der Speicherverwaltung sowohl auf Server- als auch auf Client-Seite geworden.

LVMs bieten nicht zwangsläufig einheitliche Funktionen, doch zu den häufig in einem LVM enthaltenen gemeinsamen Funktionen zählen logische Volumes (weiche Partitionierung), Thin Provisioning, flexible Zuweisung des physischen Speicherorts, Verschlüsselung, einfache RAID-Funktionalität (in der Regel nur spiegelungsbasiertes RAID) und Snapshots. Im Wesentlichen bieten alle LVMs logische Volumes, Snapshots und flexible Zuweisung; diese gelten als grundlegende LVM-Funktionen.

Zu den verbreiteten LVMs gehören Logical Disk Management unter Windows Server 2000 bis Server 2008 R2, Storage Spaces unter Windows 2012 und neuer, LVM unter Linux, BtrFS unter Linux, Core Storage unter Mac OSX, Solaris Volume Manager unter Solaris, ZFS unter Solaris und FreeBSD, der Vinum Volume Manager unter FreeBSD, der Veritas Volume Manager für die meisten UNIX-Systeme, LVM unter AIX und viele weitere. LVMs sind seit den späten 1980er Jahren zunehmend verbreitet und standardmäßig vorhanden. ZFS und BtrFS sind insofern interessant, als es sich um Dateisysteme handelt, die einen LVM als integriertes System innerhalb des Dateisystems implementieren.

Ein LVM nutzt Blockgeräte (Laufwerkserscheinungen) und erzeugt logische Volumes (häufig als LVs bezeichnet), die ihrerseits ebenfalls Laufwerkserscheinungen sind. Aus diesem Grund kann ein LVM an vielen verschiedenen Stellen im Speicherstapel sitzen. Am häufigsten würden wir erwarten, dass ein LVM ein RAID-Array nutzt, ein RAID-Array in ein oder mehrere logische Volumes aufteilt und jedem logischen Volume ein Dateisystem zuweist. Es ist jedoch durchaus möglich, dass ein LVM ohne RAID direkt auf physischem Speicher sitzt, und es ist sehr gut möglich, dass RAID per Software oberhalb der logischen Volumes statt darunter implementiert wird. LVMs sind außerdem sehr nützlich, um viele verschiedene Speichersysteme zu einem zusammenzufassen, etwa um viele physische Geräte und/oder RAID-Arrays zu einer einzigen, abstrahierten Einheit zu vereinen, die anschließend in logische Volumes aufgeteilt werden kann (wobei einzelne Volumes potenziell viele verschiedene zugrunde liegende Speichergeräte nutzen). Eine Standardanwendung eines LVM besteht darin, viele SAN-LUNs (möglicherweise aus einem einzigen SAN-System oder aus mehreren verschiedenen) zu einer einzigen Volume-Gruppe zusammenzufassen.

Während LVMs Leistungsfähigkeit und Flexibilität für die Arbeit mit mehreren Speichergeräten und Arten von Speichergeräten bieten und dabei eine standardisierte Schnittstelle zu höheren Ebenen im Speicherstapel präsentieren, sind die wohl häufigsten Anwendungen die Bereitstellung von Flexibilität dort, wo früher starre Partitionen waren, sowie für Snapshots. Herkömmliche Partitionen sind starr und lassen sich nicht in der Größe verändern. Logische Volumes können fast immer nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden, was sie ungemein flexibler macht.

Snapshots sind im letzten Jahrzehnt zu einem zentralen Schwerpunkt der LVM-Nutzung geworden, wobei dies größtenteils auf das wachsende Bewusstsein für Snapshots zurückzuführen ist und nicht auf eine jüngste Veränderung ihrer Verfügbarkeit. Standardisierte Virtualisierungssysteme haben Snapshots von einer zugrunde liegenden, der Speicherbranche bekannten Komponente in den IT-Mainstream gebracht. Vieles von der Art und Weise, wie Virtualisierungstechnologien die Speichervirtualisierung angehen, lässt sich als verwandt mit LVMs auffassen, doch im Allgemeinen handelt es sich dabei um ähnliche Funktionalität, die auf andere Weise angeboten wird, oder schlicht um das Weiterreichen von LVM-Funktionalität aus einer tieferen Ebene.

Heute kann man damit rechnen, LVMs nahezu überall im Einsatz zu finden, sogar transparent auf Speicher-Arrays (etwa SAN-Geräten) implementiert, um eine flexiblere Bereitstellung zu ermöglichen. Sie sind nicht nur standardmäßig verfügbar, sondern standardmäßig implementiert und haben viel dazu beigetragen, die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit moderner Speichersysteme zu verbessern.