Virtuelle RAM-Module installieren

Einführung

In einem Computersystem ist der Arbeitsspeicher (RAM) eine kritische Komponente, die Daten für laufende Anwendungen speichert. Wenn der physische RAM vollständig ausgelastet ist, kann das Betriebssystem einen Teil der Festplatte als „virtuellen Speicher“ nutzen, um Systemabstürze zu verhindern. Dieser virtuelle Speicher ist allgemein als Swap-Speicher bekannt.

Dieses Lab führt Sie durch den Prozess der Erweiterung Ihres virtuellen Arbeitsspeichers durch das Erstellen und Aktivieren einer Swap-Datei. Dies ist eine gängige Aufgabe der Systemadministration, um die Leistung auf Systemen mit begrenztem physischen RAM zu verbessern. Sie lernen, wie Sie die Speicherauslastung überprüfen, eine Swap-Datei erstellen, diese aktivieren und die Nutzung überwachen.

Einstellungen der virtuellen Maschine im Hypervisor aufrufen

In diesem Schritt überprüfen Sie die aktuelle Konfiguration des Arbeitsspeichers und des Swap-Speichers Ihrer Linux-Umgebung. Dies dient als Ausgangsbasis, bevor wir Änderungen vornehmen. Wir verwenden den Befehl free, der die Gesamtmenge des freien und belegten physischen Speichers sowie des Swap-Speichers im System anzeigt.

Öffnen Sie zunächst das Terminal. Um eine für Menschen lesbare Ausgabe (z. B. in MB oder GB) zu erhalten, verwenden wir das Flag -h.

Führen Sie den folgenden Befehl aus:

free -h

Sie sehen eine Ausgabe, die in etwa so aussieht. Die genauen Zahlen können je nach aktuellem Systemzustand variieren.

               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3.5Gi       502Mi       1.2Gi       3.0Mi       1.8Gi       2.8Gi
Swap:             0B          0B          0B

In der obigen Ausgabe:

• Mem: Diese Zeile zeigt den physischen Arbeitsspeicher (RAM).
• Swap: Diese Zeile zeigt den virtuellen Speicher (Swap-Speicher). Wie Sie sehen können, ist derzeit kein Swap-Speicher konfiguriert.

Unser Ziel ist es, eine Swap-Datei hinzuzufügen, um den gesamten verfügbaren virtuellen Speicher zu erhöhen.

RAM-Zuweisung auf 4GB erhöhen

In diesem Schritt erstellen Sie eine 2GB große Datei, die als unser Swap-Speicher verwendet wird und effektiv als virtueller RAM fungiert. Wir führen dies in mehreren Teilschritten durch: Erstellen der Datei, Festlegen der Berechtigungen, Formatieren als Swap und schließlich das Aktivieren.

Zuerst verwenden wir den Befehl fallocate, um sofort eine Datei mit einer bestimmten Größe zu erstellen. Wir erstellen eine 2GB große Datei namens swapfile in Ihrem Projektverzeichnis.

sudo fallocate -l 2G ~/project/swapfile

Aus Sicherheitsgründen müssen wir als Nächstes sicherstellen, dass nur der Root-Benutzer die Swap-Datei lesen und beschreiben kann. Wir verwenden chmod, um die korrekten Berechtigungen festzulegen.

sudo chmod 600 ~/project/swapfile

Nun müssen wir diese Datei mit dem Befehl mkswap als Swap-Bereich formatieren.

sudo mkswap ~/project/swapfile

Sie sollten eine Ausgabe sehen, die die Einrichtung bestätigt, einschließlich einer UUID für den neuen Swap-Bereich.

Setting up swapspace version 1, size = 2 GiB (2147479552 bytes)
no label, UUID=xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx

Aktivieren Sie abschließend die Swap-Datei mit dem Befehl swapon. Dadurch wird der neue virtuelle Speicher dem System sofort zur Verfügung gestellt.

sudo swapon ~/project/swapfile

Das System verwendet nun die neu erstellte Swap-Datei.

RAM-Erkennung mit dem Befehl free -h überprüfen

In diesem Schritt überprüfen Sie, ob die neue Swap-Datei erfolgreich aktiviert wurde und vom System erkannt wird. Wir verwenden erneut den Befehl free -h, genau wie im ersten Schritt.

Führen Sie den Befehl in Ihrem Terminal aus:

free -h

Die Ausgabe sollte nun anders aussehen. Beachten Sie, dass die Zeile Swap jetzt die 2GB Speicherplatz anzeigt, die wir zugewiesen haben.

               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3.5Gi       543Mi       1.2Gi       3.0Mi       1.8Gi       2.7Gi
Swap:          2.0Gi          0B       2.0Gi

Dies bestätigt, dass Sie Ihrem System erfolgreich 2GB virtuellen Speicher hinzugefügt haben. Das Betriebssystem kann diesen Speicherplatz nun nutzen, falls der physische RAM erschöpft ist.

RAM-Auslastung mit dem Befehl htop überwachen

In diesem Schritt lernen Sie htop kennen, einen beliebten interaktiven Prozess-Viewer und Systemmonitor. Er bietet eine detailliertere und benutzerfreundlichere Ansicht der Systemressourcen im Vergleich zum Befehl top.

Sie können htop starten, indem Sie einfach den Namen in das Terminal eingeben.

htop

Ihr Terminal wird durch die htop-Oberfläche ersetzt. Ganz oben sehen Sie Anzeigen für CPU, Arbeitsspeicher (Mem) und Swap (Swp). Beobachten Sie die Swp-Anzeige, die nun die 2,00G des gesamten konfigurierten Swap-Speichers anzeigt.

  CPU[||                                 1.3%]   Tasks: 31, 0 thr; 1 running
  Mem[|||||||||                   78/1985MB]   Load average: 0.00 0.01 0.00
  Swp[                              0/2048MB]   Uptime: 00:05:10

Diese Schnittstelle ermöglicht es Ihnen, in Echtzeit zu überwachen, wie viel Ihres physischen und virtuellen Speichers verwendet wird. Um htop zu beenden, drücken Sie einfach die Taste q auf Ihrer Tastatur.

Nachdem Sie htop beendet haben, führen Sie einen einfachen Befehl wie ls aus, bevor Sie auf Check klicken. Dies stellt sicher, dass Ihr kürzlich ausgeführter htop-Befehl in den Shell-Verlauf geschrieben wird, damit das Prüfprogramm ihn erkennen kann.

Änderungen rückgängig machen und VM neu starten

In diesem letzten Schritt lernen Sie, wie Sie die Swap-Datei deaktivieren und entfernen. Dies ist nützlich, wenn Sie den zusätzlichen virtuellen Speicher nicht mehr benötigen oder die Größe anpassen möchten.

Zuerst müssen Sie die Swap-Datei mit dem Befehl swapoff deaktivieren. Dies weist das Betriebssystem an, die Datei nicht mehr für das Swapping zu verwenden.

sudo swapoff ~/project/swapfile

Sobald die Swap-Datei deaktiviert ist, handelt es sich um eine normale Datei, die Sie sicher mit dem Befehl rm löschen können.

sudo rm ~/project/swapfile

Um zu bestätigen, dass die Änderungen rückgängig gemacht wurden, führen Sie ein letztes Mal den Befehl free -h aus.

free -h

Die Ausgabe sollte nun identisch mit der aus Schritt 1 sein, wobei die Zeile Swap eine Kapazität von Null anzeigt.

               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3.5Gi       536Mi       1.1Gi       3.0Mi       1.9Gi       2.7Gi
Swap:             0B          0B          0B

Sie haben die Umgebung erfolgreich in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt.

Zusammenfassung

Herzlichen Glückwunsch zum Abschluss des Labs! Sie haben erfolgreich gelernt, wie man den virtuellen Speicher auf einem Linux-System mithilfe einer Swap-Datei verwaltet.

In diesem Lab haben Sie mehrere wichtige Fähigkeiten der Systemadministration geübt:

• Überprüfung des Systemspeichers mit free -h.
• Sofortiges Erstellen einer großen Datei mit fallocate.
• Einrichten eines Swap-Bereichs mit mkswap.
• Aktivieren und Deaktivieren von Swap-Speicher mit swapon und swapoff.
• Überwachung von Systemressourcen mit htop.

Diese Fähigkeiten sind grundlegend für die Verwaltung von Linux-Servern und stellen sicher, dass diese reibungslos laufen, insbesondere in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen.