Swap ��� ����� linux

Linux swap: what it is and how to use it

If you are a Linux user you have definitely heard about Linux Swap, but you may not know what it is exactly or have only superficial knowledge about it. Time to change that!

I mention Linux swap and swappiness in almost every article on things to do after installing Linux. You know that Linux swap is somehow related to RAM and swappiness can affect your system performance. It is time to explain what it is and how to use it in little more details.

Video

What is Linux Swap?

The Linux Kernel divides RAM into chunks of memories and the swapping process is when the Linux Kernel uses a hard disk space (swap space) to store information from RAM and thus releases some RAM space. That is why when you install a Linux distribution, the installation wizard usually asks you to assign some space for the system and another for the swap.

Using swap is a very useful way to extend the RAM because it provides the necessary additional memory when the RAM space has been exhausted and a process has to be continued. It is especially recommended when you have less than 1Gb of RAM. Although in the end, everything depends on you.

Do you need Linux Swap?

This is a question many novice users ask themselves when they begin to discover Linux. In fact, this will depend on the use and amount of RAM your computer has. Regarding the use, there are processes and applications that really use a lot of memory, for example, Google Chrome. However, most of the current equipment comes with at least 8Gb of RAM and that makes the swap process less necessary. Nevertheless, having a swap space is desirable even if you have a lot of RAM.

For example, usually, when your RAM gets full and the Linux kernel has no space to write into, your system will crash. On the other hand, if you have a swap space, it will be used by the Linux kernel and your system will keep working, though much slower. So, it is safer to have swap space.

Note: swap space has one disadvantage — it is much slower than RAM. So, adding a swap space will not make your computer faster, it will only help to overcome some limitations posed by RAM size.

Linux Swap Partition

I recommend that you create the swap partition during the installation of your Linux distribution. In general, these are the recommended sizes for the swap partition.

• If your computer has 1Gb of RAM or less, then the swap partition should be twice the size of the RAM.
• But, If you have between 2gb and 4gb of RAM, the size of the swap partition should be half the RAM.
• Finally, If you have more than 4gb of RAM, then it is enough to have 2Gb.

But everything depends on your use case.

You can check the type and size of your swap with this command:

Above, I have a swap partition of 2Gb.

Linux Swap File

Alternatively, you can create a Linux Swap File after the installation. The modern Linux Kernel allows Swapping to a swap file instead of a swap partition. A swap file has an advantage over a swap partition that you can change the size of your swap any time easily by changing a swap file size.

If you want to create a swap file, run this command first:

Note: this command is to create a 1Gb swap file. Replace 1G with the value you want.

Next, you have to set the correct permissions.

Then, format the file to swap.

Finally, enable the swap.

If you want the changes to be permanent, you need to edit the /etc/fstab file and add the following.

In the end, check the status of the swapfile:

If you see the size of a swap file in the total column, you have done everything correctly.

How to remove a Linux Swap File

In case you need to remove a Linux swap file for any reason, you need to follow these steps.

First, deactivate the swap.

If you created the entry in the /etc/fstab file, remove it. To remind you, it is the line: /swapfile swap swap defaults 0 0 entry.

Finally, delete the actual Linux Swap File.

How to adjust the Swappiness value

Swappiness is a property of the Linux Kernel to define how often the swap space will be used. As you know RAM is faster than a hard drive. So, every time you need to use swap, you will notice that some processes and applications will run slower. However, you can adjust the system to use much more RAM than swap. This can help improve overall system performance.

Normally, the default swappiness value is 60. The smaller this value, the more of your RAM will be used.

To verify the swappiness value, run this command:

You should see the value of 60.

If you want to modify the default value, you need to edit the file /etc/sysctl.conf .

And add the following (10 is the most commonly recommended value):

Save the file and close it with Ctrl+O and Ctrl+X shortcuts. In order to apply the changes, you need to reboot the system.

This way your Linux kernel will use more RAM and less swap, but it still will swap when your RAM memory gets critically full. Usually, this setting is recommended when you have more than 4Gb of RAM.

Conclusion

In conclusion, it is safer to have some swap space on your computer. You can use either a swap partition or a swap file. The latter becomes more and more common.

Linux swap is a technical concept but knowing how it works can improve the performance of the system. Just play with the swappiness value.

Do you have anything to add about Linux swap? Have you changed the default value of swappiness? Let me know in the comments.

Источник

Файл и раздел подкачки в Linux. Разница между swapping и paging

Обновл. 23 Июн 2021 |

Каждая операционная система имеет в своем распоряжении некоторый выделенный объем оперативной памяти, с помощью которого она производит обработку различных программ. Однако этот объем ограничен и не может вместить в себя слишком большое количество данных. В связи с этим у системы появляется потребность в дополнительном резерве памяти, к которому можно было бы обратиться всякий раз, когда исчерпывается оперативная память.

Данная концепция применима как к операционной системе Windows, так и к Linux-системам. В ОС Windows, если возникает ситуация, когда для хранения процесса не хватает оперативной памяти, то система занимает некоторый объем памяти (т.н. «виртуальной памяти») из вторичного хранилища. Аналогичным образом поступают и Linux-системы.

Таким образом, оперативная память всегда обладает достаточным объемом памяти для сохранения в ней любого вновь запускаемого процесса. Заимствованное пространство жесткого диска называется памятью подкачки (англ. «swap memory»). И в этой статье мы подробно рассмотрим механизм памяти подкачки, его свойства и работу с ним в Linux.

Swapping vs. Paging

Paging — это процесс, при котором Linux делит свою физическую оперативную память на куски фиксированного размера (4 КБ), называемые страницами (англ. «pages»).

Swapping (или «подкачка памяти») — это процесс, при котором страница памяти копируется в специальное пространство на жестком диске, называемое пространством подкачки (англ. «swap space»), освобождая занимаемый ею объем оперативной памяти. В Linux для этого существует специальная программа — менеджер памяти. Каждый раз, когда системе требуется больше памяти, чем ей физически доступно в данный момент, менеджер памяти ищет все редко используемые страницы памяти и вытесняет их на жесткий диск, предоставляя освободившуюся память другому приложению (процессу).

Часто случается так, что приложение в момент своего старта задействует существенное количество страниц памяти, которые в дальнейшем ему больше не потребуются. В таких случаях операционная система также может произвести вытеснение подобных страниц памяти на диск, освободив тем самым память для других приложений (или даже для дискового кэша).

Рассмотрим основные различия между Swapping и Paging:

Swapping	Paging
Процедура копирования памяти всего процесса.	Метод выделения памяти.
Возникает тогда, когда память всего процесса переносится на диск.	Возникает тогда, когда какая-то часть процесса переносится на диск.
Происходит временное вытеснение данных из основной памяти во вторичную.	Непрерывный фрагмент памяти разбивается на несколько отдельных блоков фиксированного размера, называемых фреймами (frames) или страницами (pages).
Может выполняться без какого-либо управления памятью.	Управляется менеджером памяти.
Выполняется над неактивными процессами.	Выполняется только с участием активных процессов.

Типы памяти подкачки

Как правило, существует два различных типа памяти подкачки:

Раздел подкачки (англ. «swap partition») — тип памяти подкачки по умолчанию. Представляет собой раздел жесткого диска, используемый исключительно для подкачки памяти; никакие другие файлы не могут находиться там.

Файл подкачки (англ. «swap file») — специальный файл, который находится среди остальных файлов вашей файловой системы.

Чтобы узнать, каким объемом памяти подкачки вы владеете, используйте следующую команду:

Каждая перечисленная строка на вышеприведенном скриншоте (у нас всего 1 строка) обозначает имеющиеся у нас пространства подкачки. Рассмотрим детально пункты вывода:

Filename — указывает на расположение пространства подкачки (мы видим, что наш раздел подкачки находится в /dev/sda5).

Type — указывает, что пространство подкачки является разделом (partition), а не файлом (file).

Size — размер пространства подкачки в килобайтах.

Used — указывает на использованное количество килобайт памяти подкачки.

Priority — определяет, какое пространство подкачки использовать в первую очередь.

Одна из замечательных особенностей подсистемы подкачки Linux заключается в том, что если вы смонтируете два (или более) пространства подкачки (на двух разных устройствах) с одинаковым приоритетом, то Linux будет чередовать активность подкачки между ними, что может значительно повысить производительность системы подкачки.

Примечание: Монтирование в Linux — это подключение диска в основную файловую систему.

Преимущества использования памяти подкачки

Изучая работу памяти подкачки, мы можем легко понять преимущества её использования, основные из которых перечислены ниже:

Память подкачки может легко удерживать те неактивные блоки оперативной памяти, которые задействовались всего один или два раза, после чего к ним больше не было никаких обращений. Освобожденная таким образом оперативная память может быть отдана в работу программам с более высоким приоритетом.

Память подкачки предотвращает нехватку места в оперативной памяти, позволяя запускать «тяжелые» приложения, требующие большого объема оперативной памяти.

Память подкачки действует как резервная копия для увеличения фактического пространства оперативной памяти.

В процессе гибернации всё содержимое оперативной памяти записывается на диск в память подкачки.

Повышает общую производительность вашей системы.

Раздел подкачки

Раздел подкачки (англ. «swap partition») — это раздел жесткого диска, используемый исключительно для подкачки памяти; является типом памяти подкачки по умолчанию.

Добавление раздела подкачки

Чтобы добавить дополнительный раздел подкачки в вашу систему, вам сначала нужно выполнить его подготовку. На первом шаге требуется убедиться, что раздел жесткого диска помечен как swap. На втором — создать файловую систему swap. Чтобы проверить, что раздел помечен как swap, запустите команду:

$ sudo fdisk -l /dev/sda

Примечание: Замените /dev/sda на путь к диску в вашей системе с разделом подкачки на нем.

Вы должны увидеть примерно следующее:

Если раздел не помечен как swap, то вам нужно изменить его, запустив команду fdisk с параметром t . Будьте осторожны при работе с разделами, т.к. информация раздела подкачки будет полностью удалена, поэтому дважды перепроверяйте каждое выполняемое вами изменение.

Как только ваш раздел пометится как swap, его необходимо будет подготовить с помощью команды mkswap (сокр. от «make swap«):

$ sudo mkswap /dev/sda5

Если при этом не было получено никаких ошибок, то ваш раздел подкачки готов к использованию. Для его активации введите команду:

$ sudo swapon /dev/sda5

Вы можете убедиться, что данный раздел теперь задействован системой, выполнив команду swapon -s . Чтобы автоматически смонтировать раздел подкачки во время загрузки системы, необходимо добавить соответствующую запись в файл /etc/fstab, содержащий список файловых систем и пространств подкачки:

/dev/sda5 swap swap defaults 0 0

/dev/sda5 — путь к разделу подкачки;

swap — означает, что раздел будет смонтирован как раздел подкачки;

swap — тип раздела;

defaults — означает использовать настройки по умолчанию;

0 (последние два параметра) означает, что данные параметры не используются.

Чтобы без перезагрузки проверить, что ваш раздел подкачки монтируется автоматически, вы можете запустить команду swapoff -a (которая отключает все пространства подкачки), а затем swapon -a (которая монтирует все пространства подкачки, перечисленные в файле /etc/fstab), а затем проверить статус вашего раздела подкачки с помощью swapon -s .

Удаление раздела подкачки

Чтобы удалить раздел подкачки, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг №1: Отключаем раздел подкачки следующей командой:

$ sudo swappoff /dev/sda5

Или можно отключить вообще все разделы подкачки, используя:

$ sudo swappoff -a

Шаг №2: Поскольку раздел подкачки управляется подсистемой инициализации systemd, то при следующем запуске системы он будет снова активирован. Чтобы навсегда отключить автоматическую активацию обнаруженного раздела подкачки, необходимо найти ответственный за подкачку swap-юнит:

$ sudo systemctl —all —type swap

UNIT (dev–sda5.swap) — это название swap-юнита, соответствующего разделу подкачки.

LOAD (loaded) — означает, что наш swap-юнит успешно загружен.

ACTIVE (inactive) — обобщенный статус юнита. Может принимать значения:

active — юнит запущен;

inactive — юнит остановлен.

SUB (dead) — более низкоуровневый статус юнита. В зависимости от типа юнита, может принимать значения:

exited — успешно завершил выполнение;

failed — ошибка при выполнении;

dead — не запущен;

DESCRIPTION (/dev/sda5) — указывает на путь к swap-юниту (разделу подкачки).

Шаг №3: Отключаем дальнейшие запуски выбранного юнита с помощью команды mask :

$ sudo systemctl mask dev-sda5.swap

Шаг №4: Перезагружаем систему.

Примечание: Если вы хотите немедленного (без перезагрузки) исполнения команды mask , то достаточно добавить к ней ключ —now , например:

$ sudo systemctl mask dev-sda5.swap —now

Вышеописанные действия отключают использование раздела подкачки системой и не приводят к его физическому удалению. В этом можно убедиться, просмотрев список всех разделов системы с помощью следующей команды:

Или с помощью графической утилиты управления дисками GParted:

Примечание: Если в вашей системе отсутствует GParted, то вы можете установить её с помощью следующей команды:

sudo apt-get install gparted

Для полного удаления раздела подкачки через GParted, необходимо кликнуть по нему ПКМ и выбрать пункт «Удалить» :

Или же воспользоваться следующей командой в терминале:

$ sudo fdisk /dev/sda

Затем вам нужно будет нажать d (сокр. от англ. «delete»), чтобы попасть в режим удаления раздела. После чего вас попросят указать номер удаляемого раздела (у меня это — sda5, поэтому я указал номер 5 ). Далее нажмите w (сокр. от англ. «write»), чтобы записать внесенные изменения в таблицу разделов диска и выйти из fdisk :

Также необходимо проверить, что у вас закомментированы (символом # ) все упоминания раздела подкачки в файлах конфигурации /etc/fstab и /etc/initramfs-tools/conf.d/resume.

В завершении, чтобы в момент старта система знала, что такого раздела больше нет, нужно выполнить следующую команду:

$ sudo update-initramfs -u

Готово! Раздел подкачки удален!

Файл подкачки

Файл подкачки (англ. «swap file») — это специальный файл, который создается вручную, для подкачки в него неактивного содержимого ОЗУ, когда на жестком диске недостаточно места для создания полноценного раздела подкачки. Файл подкачки можно создавать и монтировать аналогично разделу подкачки. Преимущество файлов подкачки заключается в том, что вам не нужно искать пустой раздел или переделывать диск, чтобы добавить дополнительное пространство подкачки.

Добавление файла подкачки

Чтобы добавить в систему файл подкачки, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг №1: Создаем файл, который будет использоваться в качестве файла подкачки:

$ sudo fallocate -l 1G /swapfile

Если утилита fallocate отсутствует или вы получили сообщение об ошибке типа failed: Operation not supported , то можете использовать следующую команду для создания файла подкачки:

$ sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=1048576

Часть /swapfile — это имя файла подкачки, а count=1048576 — размер файла подкачки в килобайтах (1048576 КБ ≈ 1.05 ГБ).

Шаг №2: Только root-пользователь должен иметь возможность записывать и читать файл подкачки. Для этого необходимо задать правильный тип разрешений:

$ sudo chmod 600 /swapfile

Шаг №3: Нужно подготовить файл подкачки с помощью команды mkswap так же, как мы это делали в случае с разделом, но на этот раз используем имя файла подкачки:

$ sudo mkswap /swapfile

Шаг №4: И точно так же монтируем файл подкачки с помощью команды swapon :

$ sudo swapon /swapfile

Затем нужно добавить запись в файл /etc/fstab для файла подкачки:

/swapfile swap swap defaults 0 0

Шаг №5: Чтобы убедиться, что мы активировали файл подкачки, используем команду swapon :

$ sudo swapon —show

Или команду free :

$ sudo cat /proc/swaps

Удаление файла подкачки

Если по какой-либо причине вы хотите отключить и удалить файл подкачки, выполните следующие шаги:

Шаг №1: Отключаем подкачку памяти с помощью следующей команды:

$ sudo swapoff -v /swapfile

Шаг №2: Удаляем запись о файле подкачки из файла /etc/fstab:

/swapfile swap swap defaults 0 0

Шаг №3: Удаляем непосредственно сам файл подкачки с помощью команды rm :

$ sudo rm /swapfile

Насколько большим должно быть пространство подкачки?

Можно запустить Linux-систему и без пространства подкачки, система будет замечательно работать, если у вас достаточно большой объем оперативной памяти. Но если она у вас закончится, то в вашей системе может произойти критический сбой, поэтому все же желательно иметь пространство подкачки, тем более что дисковое пространство относительно дешево.

Ключевой вопрос: «Сколько нужно пространства подкачки?». Более старые версии операционных систем типа Unix требовали пространства подкачки в два-три раза больше физической памяти. Современные Linux-системы применяют эмпирическое правило, смысл которого заключается в следующем:

Для настольной системы используйте пространство подкачки в два раза больше размера оперативной памяти, так как это позволит вам запускать большое количество приложений (многие из которых могут быть простаивающими и легко заменяемыми).

Для сервера имейте меньший объем доступной подкачки (например, половину от физической памяти), чтобы у вас была некоторая гибкость для подкачки, когда это необходимо, но контролируйте объем используемого пространства подкачки и обновляйте свою оперативную память, в случае надобности.

Для старых настольных компьютеров (имеющих, например, только 128 МБ оперативной памяти) по возможности выделяйте от 1 ГБ пространства и больше.

Настройка частоты использования пространства подкачки

В ядро Linux 2.6 был добавлен новый параметр под названием swappiness, определяющий как часто система будет использовать пространство подкачки. Он может иметь значения от 0 до 100 . Маленькое значение заставит ядро стараться избегать операций подкачки, когда это возможно, в то время как более высокое значение заставит ядро использовать пространство подкачки «более агрессивно».

Значение по умолчанию для swappiness равно 60 . Вы можете временно изменить его (до следующей перезагрузки), введя команду:

$ sudo echo 50 > /proc/sys/vm/swappiness

Или, например, чтобы установить значение swappiness равным 10 через sysctl, нужно выполнить следующую команду:

$ sudo sysctl vm.swappiness=10

Если вы хотите перманентно изменить данное значение, то вам необходимо определить параметр vm.swappiness в файле /etc/sysctl.conf.

Оптимальное значение подкачки зависит от рабочей нагрузки вашей системы и того, как используется память. Регулируйте этот параметр небольшими шагами, чтобы найти оптимальное значение.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели использование и работу памяти подкачки, а также её многочисленные преимущества. Память подкачки служит резервным вариантом для оперативной памяти, когда у последней не остается свободного места. Однако мы все знаем, что у нас не может быть бесконечного объема оперативной памяти, но у нас должно быть достаточное её количество, чтобы избежать сбоя наших приложений.

Кроме того, есть затраты, связанные с (физическим) добавлением большего объема оперативной памяти, в то время как нет затрат на использование памяти подкачки. Кроме того, не всегда представляется возможным добавить несколько планок оперативной памяти в ваш компьютер. Следовательно, единственный вариант, который у нас остается, — это использовать память подкачки, которая может заставить нашу систему работать эффективнее без каких-либо затрат.

Источник