LVM (Logical Volume Manager) und RAID (Redundant Array of Independent Disks) sind wichtige Technologien für die Festplattenverwaltung und Datensicherheit in Linux-Systemen.

LVM Befehle:

# Physical Volume (PV) Verwaltung
pvcreate /dev/sdX       # Physical Volume erstellen
pvdisplay               # Physical Volumes anzeigen
pvremove /dev/sdX       # Physical Volume entfernen

# Volume Group (VG) Verwaltung
vgcreate vg_name /dev/sdX /dev/sdY    # Volume Group erstellen
vgdisplay               # Volume Groups anzeigen
vgextend vg_name /dev/sdZ             # Volume Group erweitern
vgreduce vg_name /dev/sdX             # Volume Group verkleinern

# Logical Volume (LV) Verwaltung
lvcreate -L 10G -n lv_name vg_name   # Logical Volume erstellen
lvdisplay               # Logical Volumes anzeigen
lvextend -L +5G /dev/vg_name/lv_name  # Logical Volume erweitern
lvreduce -L -2G /dev/vg_name/lv_name  # Logical Volume verkleinern

RAID Befehle:

# Software RAID mit mdadm
mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdX /dev/sdY
mdadm --detail /dev/md0             # RAID-Details anzeigen
mdadm --examine /dev/sdX            # Festplatte untersuchen
cat /proc/mdstat                    # RAID-Status anzeigen

LVM Optionen:

• -L: Größe in Bytes (K, M, G, T)
• -l: Größe in Extents
• -n: Name des Logical Volumes
• -s: Snapshot erstellen
• -r: Resize Filesystem automatisch
• -v: Verbose Ausgabe
• –force: Aktion erzwingen

RAID Level:

• RAID 0: Striping - Geschwindigkeit, keine Redundanz
• RAID 1: Mirroring - Vollständige Duplizierung
• RAID 5: Striping mit Parität - Redundanz mit einem Ausfall
• RAID 6: Striping mit doppelter Parität - Redundanz mit zwei Ausfällen
• RAID 10: Kombination aus RAID 1 und 0

mdadm Optionen:

• –create: RAID-Array erstellen
• –level=N: RAID-Level festlegen
• –raid-devices=N: Anzahl der Geräte
• –spare-devices=N: Anzahl der Ersatzgeräte
• –detail: Detaillierte Informationen
• –stop: RAID-Array stoppen
• –assemble: RAID-Array assemblieren

LVM Setup (Schritt für Schritt):

# 1. Physical Volumes erstellen
pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

# 2. Volume Group erstellen
vgcreate datavg /dev/sdb /dev/sdc

# 3. Logical Volume erstellen
lvcreate -L 50G -n datalv datavg

# 4. Dateisystem erstellen
mkfs.ext4 /dev/datavg/datalv

# 5. Mounten
mkdir /mnt/data
mount /dev/datavg/datalv /mnt/data

# 6. Logical Volume erweitern
lvextend -L +20G /dev/datavg/datalv
resize2fs /dev/datavg/datalv

RAID 1 (Mirror) Setup:

# RAID 1 erstellen
mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc

# Konfiguration speichern
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm/mdadm.conf

# Dateisystem erstellen
mkfs.ext4 /dev/md0

# Mounten
mkdir /mnt/raid1
mount /dev/md0 /mnt/raid1

# Status prüfen
cat /proc/mdstat
mdadm --detail /dev/md0

RAID 5 Setup:

# RAID 5 mit 3 Festplatten erstellen
mdadm --create /dev/md1 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

# Mit Ersatzgerät
mdadm --create /dev/md1 --level=5 --raid-devices=3 --spare-devices=1 \
  /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

LVM mit RAID kombinieren:

# RAID 1 als Physical Volume
pvcreate /dev/md0
vgcreate raidvg /dev/md0
lvcreate -L 100G -n raidlv raidvg

Sicherheitshinweise:

• Immer Backups erstellen vor LVM/RAID-Operationen
• Testen Sie Konfigurationen in virtuellen Umgebungen
• Überwachen Sie RAID-Arrays regelmäßig auf Ausfälle
• Dokumentieren Sie Ihre Konfiguration für Notfälle

LVM Besonderheiten:

• Logical Volumes können online vergrößert werden
• Snapshots ermöglichen Punkt-in-Zeit Backups
• Thin Provisioning spart Speicherplatz
• LVM funktioniert über mehrere Festplatten hinweg

RAID Besonderheiten:

• Hardware-RAID vs. Software-RAID (mdadm)
• RAID ist kein Backup-Ersatz
• Hot-Swap bei entsprechender Hardware möglich
• Rebuild-Zeit kann bei großen Festplatten sehr lang sein

Monitoring:

# RAID Status überwachen
watch -n 1 cat /proc/mdstat

# LVM Status
vgs        # Volume Group Status
lvs        # Logical Volume Status
pvs        # Physical Volume Status

# E-Mail Benachrichtigungen einrichten
echo "MAILADDR root@localhost" >> /etc/mdadm/mdadm.conf

Troubleshooting:

# Defekte Festplatte aus RAID entfernen
mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb
mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb

# Neue Festplatte hinzufügen
mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sde

# LVM Reparatur
vgck vg_name          # Volume Group prüfen
fsck /dev/vg_name/lv_name  # Dateisystem prüfen

LVM Alternativen:

• ZFS: Kombiniert Dateisystem und Volume Manager
• Btrfs: Modernes Dateisystem mit integrierter Volume-Verwaltung
• Device Mapper: Low-Level Alternative zu LVM
• Partitionierung: Klassische Festplattenaufteilung

RAID Alternativen:

• Hardware-RAID: Dedizierte RAID-Controller
• ZFS RAID: Integriert in ZFS Dateisystem
• Btrfs RAID: RAID-Funktionalität in Btrfs
• Network RAID: Verteilte Speichersysteme (GlusterFS, Ceph)

Storage-Lösungen:

• iSCSI: Netzwerk-basierter Block-Storage
• NFS/CIFS: Netzwerk-Dateisysteme
• GlusterFS: Verteiltes Dateisystem
• Ceph: Objekt-, Block- und Dateispeicher

Cloud-Storage:

• AWS EBS: Elastic Block Store
• Google Persistent Disk: Google Cloud Storage
• Azure Managed Disks: Microsoft Azure Storage

Dokumentation:

man lvm              # LVM Handbuch
man mdadm            # RAID Handbuch
man pvcreate         # Physical Volume Erstellung
man vgcreate         # Volume Group Erstellung
man lvcreate         # Logical Volume Erstellung

Konfigurationsdateien:

• /etc/lvm/lvm.conf: LVM Hauptkonfiguration
• /etc/mdadm/mdadm.conf: RAID Konfiguration
• /proc/mdstat: Aktueller RAID Status
• /proc/mounts: Gemountete Dateisysteme

Online-Ressourcen:

• Arch Linux LVM Wiki
• Arch Linux RAID Wiki
• Red Hat LVM Guide
• Linux RAID Wiki

Weiterführende Themen:

• LVM Snapshots für Backups
• Thin Provisioning und Thin Pools
• RAID-Level Vergleich und Auswahl
• Performance-Optimierung
• Disaster Recovery Strategien
• Integration mit Backup-Systemen

Tools und GUIs:

• system-config-lvm: Grafische LVM-Verwaltung
• gparted: Grafischer Partitions-Editor
• mdadm-qt: GUI für RAID-Verwaltung
• webmin: Web-basierte Systemverwaltung

Best Practices:

• Regelmäßige Überwachung der Array-Gesundheit
• Dokumentation aller Konfigurationen
• Test der Disaster Recovery Prozeduren
• Monitoring und Alerting einrichten