sysadmin-lvm

name	sysadmin-lvm
description	Gestion avancée de LVM2 : volumes physiques, groupes de volumes, volumes logiques, thin provisioning, snapshots, migration, cache, RAIDs logiciels LVM et dépannage.
version	1.0.0
author	EVA
license	Privée EVA St-Étienne
platforms	["linux"]
metadata	{"EVA":{"tags":["lvm","storage","logical-volume","filesystem","disk","partitioning","pv","vg","lv","thin-provisioning","snapshot"],"related_skills":["os-linux-admin","sysadmin-backup-strategies","sysadmin-kernel-tuning"]}}

Gestion Avancée LVM2 (Logical Volume Manager)

Vue d'ensemble

LVM2 permet une gestion flexible et dynamique du stockage sur Linux, en abstraction au-dessus des disques physiques. Contrairement au partitionnement traditionnel, LVM permet d'étendre, réduire, migrer et snapshoter des volumes à chaud sans démontage.

Concepts clés :

• PV (Physical Volume) : disque ou partition brute initialisée pour LVM
• VG (Volume Group) : pool de stockage agrégeant un ou plusieurs PV
• LV (Logical Volume) : volume logique découpé dans le VG, utilisé comme un bloc device (/dev/vg_name/lv_name)
• PE (Physical Extent) : unité d'allocation (4 MiB par défaut)

Quand l'utiliser

• Créer ou étendre des systèmes de fichiers sans partitionnement
• Mettre en place du thin provisioning pour des environnements virtualisés
• Faire des snapshots rapides avant des opérations risquées (mise à jour, upgrade)
• Migrer des données entre disques à chaud (remplacement de disque défaillant)
• Monter des caches LVM sur SSD pour accélérer un volume sur HDD

Commandes Essentielles

Création et Découverte

# Initialiser un disque comme volume physique
sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

# Afficher les PVs
sudo pvs              # compact
sudo pvdisplay        # détaillé

# Créer un groupe de volumes
sudo vgcreate vg_data /dev/sdb /dev/sdc

# Afficher les VGs
sudo vgs
sudo vgdisplay

# Créer un volume logique (ext4)
sudo lvcreate -L 100G -n lv_projects vg_data
sudo mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_projects
sudo mount /dev/vg_data/lv_projects /mnt/projects

Extension et Réduction

# Étendre un LV de 50 Go supplémentaires
sudo lvextend -L +50G /dev/vg_data/lv_projects

# OU étendre à une taille absolue
sudo lvextend -L 200G /dev/vg_data/lv_projects

# Redimensionner le système de fichiers
sudo resize2fs /dev/vg_data/lv_projects       # ext4
sudo xfs_growfs /mnt/projects                  # XFS (monté)

# Ajouter un nouveau disque au VG puis étendre
sudo pvcreate /dev/sdd
sudo vgextend vg_data /dev/sdd
sudo lvextend -L +200G /dev/vg_data/lv_projects
sudo resize2fs /dev/vg_data/lv_projects

Réduction (ext4 uniquement — démonter d'abord)

# 1. Démonter
sudo umount /mnt/projects
# 2. Vérifier le système de fichiers
sudo e2fsck -f /dev/vg_data/lv_projects
# 3. Réduire le système de fichiers
sudo resize2fs /dev/vg_data/lv_projects 80G
# 4. Réduire le LV
sudo lvreduce -L 80G /dev/vg_data/lv_projects
# 5. Remonter
sudo mount /dev/vg_data/lv_projects /mnt/projects

Attention : XFS ne peut PAS être réduit. Pour réduire un LV XFS, il faut sauvegarder, recréer et restaurer.

Thin Provisioning

Permet de sur-allouer de l'espace (overcommitment) :

# Créer un pool thin
sudo lvcreate -L 500G -T vg_data/thin_pool

# Créer un volume thin (alloué virtuellement)
sudo lvcreate -V 1T -T vg_data/thin_pool -n lv_thin_vm1
sudo mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_thin_vm1

# Surveiller l'utilisation réelle du pool
sudo lvs -a -o+discards,chunksize,size,data_percent,metadata_percent

⚠️ Surveiller le data_percent ! Si le pool thin est plein (100%), tous les volumes thin deviennent inaccessibles. Mettre en place une alerte à 80%.

Snapshots

Les snapshots LVM sont des copies quasi-instanées (redirect-on-write) :

# Créer un snapshot (allouer assez d'espace pour les changements)
sudo lvcreate -s -n lv_projects_snap -L 20G /dev/vg_data/lv_projects

# Fusionner un snapshot (restaurer l'état)
sudo lvconvert --merge /dev/vg_data/lv_projects_snap
# Le snapshot est fusionné au prochain mount ou immédiatement si le FS est démonté

# Supprimer un snapshot
sudo lvremove /dev/vg_data/lv_projects_snap

Pour un snapshot cohérent au niveau fichier, figer le FS avec fsfreeze -f /mount/point avant, puis dégeler avec fsfreeze -u /mount/point.

Migration à Chaud (Pvmove)

# Déplacer les données d'un disque défaillant vers un autre PV
sudo pvmove /dev/sdb /dev/sdd

# Retirer le PV du VG
sudo vgreduce vg_data /dev/sdb
sudo pvremove /dev/sdb
# Le disque peut maintenant être physiquement retiré

Cache LVM (HDD + SSD)

# Créer un LV cache (sur SSD rapide)
sudo lvcreate -L 50G -n lv_cache vg_data /dev/sdf

# Créer le LV de métadonnées du cache
sudo lvcreate -L 8G -n lv_cache_meta vg_data /dev/sdf

# Associer le cache au LV lent
sudo lvconvert --type cache --cachepool vg_data/lv_cache \
  --cachemode writethrough /dev/vg_data/lv_projects

# Voir l'état du cache
sudo lvs -a -o+policy,cache_settings,cache_mode
# cachemode writethrough = safe (données écrites sur HDD+SSD)
# cachemode writeback  = plus rapide mais perte possible si crash SSD

RAID Logiciel LVM

# RAID 1 (mirror) entre deux PVs
sudo lvcreate --type raid1 -L 200G -n lv_mirror vg_data

# RAID 5 (3 PVs minimum)
sudo lvcreate --type raid5 -L 500G -n lv_raid5 vg_data

# RAID 6 (4 PVs minimum, double parité)
sudo lvcreate --type raid6 -L 500G -n lv_raid6 vg_data

# Vérifier le statut RAID
sudo lvs -a -o+raid_sync_action,raid_mismatch_count,sync_percent

Dépannage (Troubleshooting)

LV manquant au boot (LVM non activé)

sudo vgchange -ay          # Activer tous les VGs
sudo lvscan                # Scanner et afficher les LVs

PV manquant ou perdu (disque remplacé)

# Marquer le PV manquant comme absent
sudo vgreduce --removemissing vg_data

# Si le disque revient avec un nouveau path (ex: /dev/sdb vs /dev/sdc)
sudo pvcreate /dev/sdc -u <UUID_original> --restorefile /etc/lvm/backup/vg_data
sudo vgcfgrestore vg_data

Métadonnées corrompues

# Restaurer depuis le backup automatique LVM
sudo vgcfgrestore -f /etc/lvm/archive/vg_data_00000.vg vg_data

Pièges Courants

1. Snapshot plein : Un snapshot LVM devient inaccessible quand il est plein. Surveiller avec lvs -o+snap_percent. Supprimer et recréer dès qu'il dépasse 80%.

2. Thin pool full : Irrécupérable sans ajout d'espace au pool. Ne jamais sur-allouer sans monitoring, ou configurer dm-thin-pool avec auto-extension :

   # /etc/lvm/lvm.conf
   thin_pool_autoextend_threshold = 75
   thin_pool_autoextend_percent = 20
   

3. LVREDUCE XFS impossible : Vérifier le type de FS avant toute réduction. Sur XFS, seule l'extension est possible à chaud.

4. pvcreate efface les données : pvcreate écrit un label LVM sur le disque, détruisant la table de partitions. Vérifier que le disque ne contient pas de données importantes avant.

Liste de vérification (Checklist)

• Vérifier l'espace dans le VG avant d'étendre : vgs vg_data
• Vérifier le type de FS avant réduction : blkid /dev/vg_data/lv_name
• Toujours démonter avant de réduire un LV
• Surveiller les snapshots et thin pools avec lvs -a -o+snap_percent,data_percent
• Configurer l'auto-extension pour thin pools dans /etc/lvm/lvm.conf
• Activer les snapshots LVM dans les scripts de backup avant une tâche risquée
• Documenter la topologie LVM (PV → VG → LV) dans un fichier /etc/lvm/topology.txt