LVM avancé : snapshots, resize à chaud et migration sans downtime

LVM (Logical Volume Manager) est l'outil standard pour gérer le stockage sous Linux. Au-delà de la création basique de volumes, il apporte des fonctionnalités lourdes : snapshots pour backup, resize à chaud, et migration de données entre disques sans downtime.

• Rappel architecture LVM : PV, VG, LV
• Snapshots LVM : backup rapide et restauration
• Resize à chaud : étendre et réduire des volumes
• Migration avec pvmove : remplacer un disque sans arrêt
• Troubleshooting et bonnes pratiques
• Conclusion

Si vous êtes nouveau à LVM, consultez d'abord notre guide sur les bases de LVM.

Hiérarchie LVM

Disques physiques (/dev/sda, /dev/sdb)
        ↓
Physical Volumes (PV) - pvcreate
        ↓
Volume Group (VG) - vgcreate
        ↓
Logical Volumes (LV) - lvcreate
        ↓
Filesystem (ext4, xfs, etc.)

Commandes de base

# Créer un Physical Volume
pvcreate /dev/sdb

# Créer un Volume Group
vgcreate vg_data /dev/sdb

# Créer un Logical Volume de 50G
lvcreate -n lv_app -L 50G vg_data

# Formatter et monter
mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_app
mount /dev/vg_data/lv_app /data

Visualiser la configuration

# Vue d'ensemble
pvs     # Physical Volumes
vgs     # Volume Groups
lvs     # Logical Volumes

# Détails complets
pvdisplay /dev/sdb
vgdisplay vg_data
lvdisplay /dev/vg_data/lv_app

# Espace libre
vgs -o +vg_free
pvs -o +pv_free,pv_used

Principe des snapshots COW

Les snapshots LVM utilisent Copy-On-Write (COW) :

• À la création, le snapshot ne prend quasiment pas d'espace
• Seules les données modifiées dans le volume original sont copiées dans le snapshot
• Si 100 Go de données avec 5 Go de modifications = snapshot de ~5 Go nécessaire

Important : Un snapshot n'est pas un backup. Si le disque est corrompu, le snapshot est aussi perdu.

Créer un snapshot

# Créer un snapshot de 10G pour /dev/vg_data/lv_app
lvcreate -L 10G -s -n lv_app_snap /dev/vg_data/lv_app

# Vérifier
lvs

Le snapshot peut être monté en lecture seule pour effectuer un backup :

mkdir /mnt/snapshot
mount -o ro /dev/vg_data/lv_app_snap /mnt/snapshot

# Backup avec rsync
rsync -av /mnt/snapshot/ /backup/lv_app/

# Démonter après backup
umount /mnt/snapshot

Surveiller l'utilisation d'un snapshot

# Voir le remplissage du snapshot
lvs -o +lv_size,origin,snap_percent

# Si le snapshot atteint 100%, il devient **invalide** et inutilisable

Étendre un snapshot automatiquement

Éditer /etc/lvm/lvm.conf :

snapshot_autoextend_threshold = 80
snapshot_autoextend_percent = 20

Cela signifie : si le snapshot atteint 80 %, l'étendre automatiquement de 20 %.

Redémarrer le service :

systemctl restart lvm2-monitor

Restaurer depuis un snapshot (merge)

# Fusionner le snapshot avec l'original (revenir en arrière)
lvconvert --merge /dev/vg_data/lv_app_snap

# Si le LV est monté, la fusion se fera au prochain reboot
# Sinon, elle s'exécute immédiatement

# Après merge, le snapshot n'existe plus

Supprimer un snapshot

lvremove /dev/vg_data/lv_app_snap

Étendre un Logical Volume (resize up)

Pour des stratégies complètes de sauvegarde utilisant les snapshots LVM, consultez notre guide backup avec rsync et LVM.

Cas 1 : Espace libre dans le VG

# Vérifier l'espace disponible
vgs -o +vg_free

# Étendre le LV de 20G
lvextend -L +20G /dev/vg_data/lv_app

# Redimensionner le filesystem (ext4)
resize2fs /dev/vg_data/lv_app

# Pour XFS
xfs_growfs /data

Pour une gestion propre du stockage, consultez notre guide sur les partitions et filesystems Linux.

Cas 2 : Ajouter un nouveau disque au VG

# Créer un PV sur le nouveau disque
pvcreate /dev/sdc

# Ajouter au VG
vgextend vg_data /dev/sdc

# Étendre le LV
lvextend -L +50G /dev/vg_data/lv_app
resize2fs /dev/vg_data/lv_app

Raccourci : resize automatique du filesystem

# -r fait le resize2fs automatiquement
lvextend -L +20G -r /dev/vg_data/lv_app

Réduire un Logical Volume (resize down)

Attention : La réduction nécessite de démonter le volume et peut entraîner une perte de données si mal faite.

Supporte uniquement ext2/ext3/ext4 (pas XFS).

# 1. Démonter le volume
umount /data

# 2. Vérifier le filesystem
e2fsck -f /dev/vg_data/lv_app

# 3. Réduire le filesystem à 30G
resize2fs /dev/vg_data/lv_app 30G

# 4. Réduire le LV à 30G
lvreduce -L 30G /dev/vg_data/lv_app

# 5. Remonter
mount /dev/vg_data/lv_app /data

Raccourci avec -r (fait les 2 opérations)

lvreduce -L 30G -r /dev/vg_data/lv_app

Cas d'usage

• Remplacer un disque défaillant
• Passer d'un disque lent (HDD) à un disque rapide (SSD)
• Réorganiser les données sans downtime

Étape 1 : Ajouter le nouveau disque

# Créer un PV sur le nouveau disque
pvcreate /dev/sdd

# Ajouter au VG
vgextend vg_data /dev/sdd

Étape 2 : Migrer les données avec pvmove

# Migrer TOUTES les données de /dev/sdb vers /dev/sdd
pvmove /dev/sdb /dev/sdd

# Migrer uniquement un LV spécifique
pvmove -n /dev/vg_data/lv_app /dev/sdb /dev/sdd

# Suivre la progression
pvmove -i 5 /dev/sdb /dev/sdd  # Affiche progression toutes les 5s

En arrière-plan

pvmove -b /dev/sdb /dev/sdd

# Vérifier le statut
lvs -o +devices

Étape 3 : Retirer l'ancien disque

# Retirer le PV du VG
vgreduce vg_data /dev/sdb

# Supprimer le label LVM
pvremove /dev/sdb

# Retirer physiquement le disque si nécessaire

Vérification finale

pvs
lvs -o +devices

# Vérifier que les LV sont bien sur /dev/sdd

Diagnostic rapide

# Voir l'utilisation détaillée des PV
pvs -o +pv_used,pv_free

# Voir quels PV contiennent quels LV
lvs -o +devices

# Historique des opérations LVM
vgcfgbackup -f - vg_data

# Vérifier la santé LVM
vgscan
lvscan

Erreurs courantes

1. "Insufficient free space"

# Vérifier l'espace libre
vgs -o +vg_free

# Solution : ajouter un nouveau disque ou étendre le PV existant

2. "Snapshot invalid"

Le snapshot a été rempli à 100 %. Il devient inutilisable.

# Supprimer et recréer avec plus d'espace
lvremove /dev/vg_data/lv_app_snap
lvcreate -L 20G -s -n lv_app_snap /dev/vg_data/lv_app

3. "Cannot resize to X extents"

Le PV est fragmenté. Utiliser pvmove pour défragmenter :

pvmove /dev/sdb

Bonnes pratiques

1. Toujours laisser de l'espace libre dans le VG

# Minimum 10-20% de free space pour snapshots et urgences
vgs -o +vg_free

2. Sauvegarder la configuration LVM

# Backup automatique dans /etc/lvm/backup/
vgcfgbackup vg_data

# Restaurer en cas de problème
vgcfgrestore vg_data

3. Nommer clairement VG et LV

# Bon
vgcreate vg_data /dev/sdb
lvcreate -n lv_postgresql -L 50G vg_data

# Éviter
vgcreate vg0 /dev/sdb
lvcreate -n lv0 -L 50G vg0

4. Tester les snapshots régulièrement

# Créer, monter, vérifier, supprimer
lvcreate -L 10G -s -n test_snap /dev/vg_data/lv_app
mount -o ro /dev/vg_data/test_snap /mnt/test
ls -lah /mnt/test
umount /mnt/test
lvremove /dev/vg_data/test_snap

5. Surveiller les snapshots en production

# Alerter si snapshot > 80%
lvs -o +snap_percent | awk '$NF > 80 {print $0}'

LVM offre une flexibilité exceptionnelle pour gérer le stockage Linux. Les snapshots permettent des backups rapides sans downtime. Le resize à chaud évite les interruptions de service. La migration avec pvmove remplace des disques en production sans arrêt.

Maîtriser ces techniques rend l'administration du stockage bien plus sûre au quotidien.