Volume (Storage Volume)
Ein Speicher-Volume ist eine identifizierbare Einheit des Datenspeichers. Es kann eine herausnehmbare Festplatte sein, muss aber nicht unbedingt eine Einheit sein, die physisch aus einem Computer oder Speichersystem entfernt werden kann.
Der Begriff Volume kann sich im Zusammenhang mit Storage auf ein physisches Volume oder ein logisches Volume beziehen. Ein physisches Volume basiert auf einem Festplattenlaufwerk, einem Solid-State-Laufwerk, einem Nur-Lese-Memory (read-only) für Compact Discs, einer digitalen Videodiskette, einer Diskette oder einer anderen Art von Speichergerät. Das Volume stellt einen benannten Speicherbereich dar, der Benutzern und Anwendungen den Zugriff auf die Daten auf dem zugrunde liegenden Gerät ermöglicht. Jedes Speichervolumen ist mit einem bestimmten Dateisystem konfiguriert, zum Beispiel dem New Technology File System (NTFS), und erhält außerdem einen systemeigenen Namen oder eine Nummer, die das Volumen identifiziert.
Die Begriffe Volume und Disk werden manchmal synonym verwendet, sie sind aber nicht dasselbe. Ein Volume ist ein benannter logischer Bereich der physischen Festplatte. Er dient als eine Art Container für das Dateisystem und bietet eine Struktur für den Zugriff auf Daten. In diesem Sinne kann man sich ein Volume als logische Festplatte vorstellen und nicht als die physische Festplatte selbst.
Eine physische Festplatte kann mehrere physische Volumes unterstützen, aber es ist nicht unüblich, nur ein Volume pro Festplatte zu erstellen. Damit ein Computer auf die Daten eines physischen Volumes zugreifen kann, muss das Betriebssystem (OS) das Volume zunächst mounten. Der Computer kann dann die Daten auf dem zugrundeliegenden Datenträger lesen oder ändern, je nachdem, wie die Berechtigungen für das Volume konfiguriert wurden.
In den meisten Fällen erkennt und aktiviert das Betriebssystem ein Volume automatisch, wenn das Speichergerät an den Computer angeschlossen wird, es kann aber auch vorkommen, dass ein Benutzer eingreifen und das Volume manuell aktivieren muss. Wenn ein Benutzer oder ein anderer Prozess ein Volume ausschaltet, kann der Computer nicht mehr auf die Daten des Volumes zugreifen.
Ein physisches Volume ist auf den zugrunde liegenden physischen Datenträger beschränkt, auf dem es basiert. Ein logisches Volume hat diese Einschränkung nicht. Es kann sich über mehrere Festplatten erstrecken. Das Volume erscheint jedoch weiterhin als einzelnes, zusammenhängendes Speichervolumen, das ähnlich wie ein physisches Volume funktioniert. Das Volume kann mit einem Dateisystem konfiguriert und partitioniert werden. In einigen Fällen kann ein logisches Volume auf einen Abschnitt einer einzelnen Festplatte beschränkt sein, ähnlich wie eine Partition. In der Tat wird eine Partition manchmal als eine Art logisches Volume betrachtet.
Volume vs. Partition
Die Begriffe Partition und Volume werden oft miteinander verwechselt. Das liegt zum Teil daran, dass die Betriebssysteme und ihre Dokumentation die Begriffe oft austauschbar verwenden. Das Festplattendienstprogramm von macOS zum Beispiel behandelt die beiden Konzepte als ein und dasselbe, ebenso wie einige Windows-Dokumentationen. Volumes und Partitionen werden jedoch in der Regel als unterschiedliche Ansätze zur Speicherverwaltung angesehen.
Eine Partition ist eine logische Unterteilung einer Festplatte oder eines Volumes. Partitionen können erstellt werden, um Vorgänge zu trennen, Dateitypen zu separieren oder verschiedene Betriebssysteme auf derselben Festplatte zu unterstützen. Sie bieten eine Möglichkeit, physische Festplatten oder Volumes in logische Segmente zu unterteilen.
So wird beispielsweise das Betriebssystem eines Servers oft auf einer eigenen Partition installiert, während alles andere auf anderen Partitionen oder Volumes installiert wird. In einigen Fällen kann ein großes physisches Volume in zwei Partitionen unterteilt werden, um verschiedene Betriebssystemversionen zu unterstützen.
Ein Volume gilt im Allgemeinen als flexibler als eine Partition. Speicher-Volumes können sich vergrößern oder verkleinern und sie können Spiegelung und Striping verwenden. Darüber hinaus können Volumes mehrere Festplatten unterstützen, die in RAID-Strukturen (Redundant Array of Independent Disks) organisiert sind. Ein Administrator kann auch ein logisches Volume erstellen, das auf Partitionen basiert, die sich über mehrere Volumes erstrecken.
Virtuelle Maschinen (VMs) verwenden häufig Partitionen, da sie einfach zu erstellen sind. Nicht jede virtualisierungsfähige Backup-Software unterstützt jedoch die Verwendung von Speicher-Volumes innerhalb einer VM. In diesen Fällen können Volumes nur auf Host-Ebene verwendet werden.
Ein Storage-Volume unterscheidet sich manchmal von einer Partition durch den Typ der verwendeten Festplatte. In diesem Szenario wird ein Volume auf einer dynamischen Festplatte erstellt - eine logische Struktur, die sich über mehrere physische Festplatten erstrecken kann - während eine Partition auf einer Basisfestplatte erstellt wird.
Logische Volumes und Verwaltung
Die Verwaltung logischer Volumes ist eine Form der Speichervirtualisierung, die einen flexibleren Ansatz für die Verwaltung des Festplattenspeicherplatzes bietet als die traditionelle Partitionierung. Mit diesem Ansatz können Speicheradministratoren Festplattenkapazität in Volume-Gruppen zusammenfassen und dann logische Volumes aus diesen Gruppen erstellen. Auf diese Weise müssen sie bei der Ersteinrichtung keinen Festplattenspeicherplatz zuweisen. Sie können auch Snapshots von den logischen Volumes erstellen, die für den Nur-Lese-Zugriff oder zur Erstellung von Backups verwendet werden können.
Administratoren können logische Volumes für verschiedene Benutzergruppen innerhalb des Unternehmens definieren. Einem Volume kann neuer Speicherplatz hinzugefügt werden, ohne dass die Benutzerdateien neu verteilt werden müssen, wodurch der Speicherplatz optimal genutzt wird. Wenn alte Laufwerke ausgemustert werden, können die darauf befindlichen Daten auf neue Laufwerke übertragen werden - im Idealfall, ohne den Betrieb zu unterbrechen.
Viele Betriebssysteme enthalten einen Logical Volume Manager (LVM) zur Steuerung von Festplattenressourcen und zur Verwaltung logischer Volumes. Der LVM organisiert die physischen Datenträger in Datenträgergruppen. Eine Volume-Gruppe ist eine logische Speicherstruktur mit einer Kapazität, die derjenigen der in der Gruppe enthaltenen physischen Festplatten entspricht. Aus der Volume-Gruppe können dann logische Volumes erstellt werden, um spezifische Geschäftsanforderungen zu erfüllen.
Volumes werden oft mit logischen Einheitsnummern (Logical Unit Number, LUNs) verwechselt. Eine LUN ist der Identifizierungsname für eine logische Einheit des Speichers. Eine Einheit kann auf einem Volume, einer Partition, einem RAID-Set oder einer anderen Speichereinheit basieren. Eine LUN stellt eine logische Abstraktionsebene zwischen dem physischen Laufwerk und den Anwendungen dar, die auf Daten auf diesem Laufwerk zugreifen.
Ein wesentlicher Nachteil der Platzierung einer großen Anzahl von Dateien auf einem einzigen logischen Volume ist, dass die Sicherung großer Volumes länger dauert. Administratoren sollten auch das Ausmaß des Schadens bedenken, der durch einen Ausfall auf Volume-Ebene entstehen kann. Die meisten Multidisk-Volumes verfügen über eine eingebaute Redundanz, um zu verhindern, dass das Speichervolume im Falle eines Festplattenausfalls ausfällt.
