Gestion par volumes logiques

La gestion logique des volumes est une méthode d'allocation de la mémoire des ordinateurs. Il s'agit d'allouer de l'espace sur des dispositifs de stockage de masse, comme les disques durs. Elle est plus souple que le partitionnement du disque en volumes statiques (non modifiables). Avec un gestionnaire de volume logique, il est possible d'agrandir les partitions, même au-delà de la taille d'un disque physique. Il est également possible d'utiliser des bandes ou d'assembler des partitions et de les combiner pendant leur utilisation.

La gestion logique des volumes est une forme de virtualisation. Elle permet de s'adapter plus facilement aux besoins changeants des utilisateurs d'ordinateurs en matière de stockage.

Conception

Les gestionnaires de volume diffèrent mais certains concepts de base existent dans la plupart des versions. Le gestionnaire de volume commence par les volumes physiques ou PV, qui peuvent être des partitions de disque dur, des dispositifs RAID ou des SAN LUN. Les PV sont divisés en petits morceaux de taille égale (4 Mo par défaut sur HP-UX) appelés extensions physiques ou PE. Les PE sont ensuite regroupés dans un groupe de volume ou VG.

Les PE mis en commun peuvent ensuite être concaténés ensemble en partitions de disque virtuel appelées volumes logiques ou LV. Ces LVs se comportent comme des partitions de disque dur : des systèmes de fichiers montables peuvent être créés sur eux, ou ils peuvent être utilisés comme des blocs bruts pour l'échange.

Les VL peuvent être augmentées en concaténant davantage d'établissements stables du pool. Certains gestionnaires de volume permettent de réduire les VL ; d'autres autorisent le redimensionnement en ligne dans les deux sens. La modification de la taille des VL ne change pas nécessairement la taille du système de fichiers qui s'y trouve ; elle modifie simplement la taille de l'espace qu'il contient. Un système de fichiers qui peut être redimensionné en ligne est recommandé car il permet au système d'ajuster son stockage à la volée sans interrompre les applications.

Les PV peuvent également être organisés en groupes de volume physique ou PVG. Cela permet de reproduire les LV en couplant ses PE avec des PE redondants sur un PVG différent, de sorte que la défaillance d'un PVG laissera toujours au moins une copie complète de la LV en ligne. En pratique, les PVG sont généralement choisis de telle sorte que leurs PV se trouvent sur des ensembles de disques et/ou des bus de données différents pour une redondance maximale.

Certains responsables de volume mettent également en œuvre le snapshotting en appliquant le copy-on-write (COW) à chaque PE. Dans ce système, le gestionnaire de volume copie un PE dans un tableau COW juste avant qu'il ne soit écrit. Cela permet de conserver une ancienne version du LE - l'instantané - qui peut être reconstruite ultérieurement en superposant le tableau de copie sur écriture au LE actuel. Les instantanés en lecture-écriture sont des instantanés ramifiés car ils permettent implicitement des versions divergentes d'une LE.

Les instantanés peuvent être utiles pour sauvegarder des versions cohérentes de données volatiles comme les fichiers de table d'une base de données chargée, ou pour annuler des changements importants d'un seul coup, comme une mise à niveau du système d'exploitation. Certains systèmes LiveCD basés sur Linux utilisent également des instantanés pour simuler l'accès en lecture-écriture sur un disque compact en lecture seule.

Inconvénients

Les niveaux d'indirection que les gestionnaires de volume introduisent peuvent compliquer la reprise après sinistre, surtout lorsque le système d'exploitation de base et d'autres outils essentiels sont eux-mêmes sur une LE.

Mise en œuvre

De nombreux systèmes d'exploitation sont livrés avec des LVM :

AIX - Gestionnaire de volume logique
FreeBSD - Vinum
HP-UX - HP Logical Volume Manager, depuis la version 9.0 de HP-UX en juillet 1992.
Linux - Logical Volume Manager (LVM) et Enterprise Volume Management System (EVMS). Tous deux sont des interfaces pour le mappeur de périphériques Linux.
Microsoft Windows - Logical Disk Manager (LDM), Windows 2000 ou versions ultérieures des systèmes d'exploitation basés sur NT.
OS/2 - (LVM), à partir de la version 4.5, y compris eComStation.
Solaris - Solaris Volume Manager (SVM) inclus dans Solaris 9 et Solstice DiskSuite (SDS) jusqu'à Solaris 8.
Veritas Volume Manager (VxVM), disponible sur une variété de systèmes d'exploitation (de type Unix). Désormais inclus dans la suite Storage Foundation de Symantec