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10.5 Swap: Der Auslagerungsspeicher

Arbeitsspeicher ist auch heute noch teuer. Deshalb benötigen gerade bei Multitasking-Systemen die Programme oft mehr Speicher als vorhanden ist. Um dem gegenzuwirken arbeiten die Betriebssysteme nicht mit dem physikalischen Arbeitsspeicher sondern mit dem virtuellen Arbeitsspeicher. Der virtuelle Arbeitsspeicher setzt sich aus dem RAM und einem Speicherbereich auf der Festplatte zusammen. Bei Linux wird der Arbeitsspeicher auf der Festplatte durch die Swap-Partition realisiert. Benötigt das Betriebssystem mehr Speicher als vorhanden ist, so lagert es Teile des Arbeitsspeichers auf die Swap-Partition aus.

Dieses Verfahren zur Vergrößerung des Arbeitsspeichers wird als Paging bezeichnet. Wenn der physikalischer Speicher knapp wird, werden Memory-Pages (Speicherseiten) auf die Festplatte ausgelagert. Diese Speicherseiten haben meistens eine Größe von 4096 Bytes also 4 KByte. Bei Bedarf werden dann die ausgelagerten Seiten wieder in den physikalischen Arbeitsspeicher geladen.

Natürlich kann ein solcher Swap-Speicher keinen physikalischen Speicher ersetzen. Der Zugriff auf die Festplatte ist im Schnitt um den Faktor 10.000 langsamer als der Zugriff auf RAM-Speicher. Seine gute Funktion zeigt der Auslagerungspeicher, wenn mehrere Programme gleichzeitig laufen. Im Zeitalter der GUI-Programme belegen laufende Programme oft nur Speicher, während Sie die wenig belasten. Dies liegt daran, daß sie die meiste Zeit nur darauf warten, daß der Benutzer endlich etwas tut. Beim Wechsel zwischen den Programmen merkt man deutlich die Verzögerung beim Schreibung- und Rückschreiben der Speicherseiten. Die eigentlich Programmausführung des aktiven Programms ist aber genau so schnell wie auch sonst, da sich seine Speicherseiten im physikalischen Arbeitsspeicher befinden.

Für die Größe der Swap-Partition gibt es eine Faustregel. Der Auslagerungsspeicher sollte immer doppelt so groß sein, wie der eingebaute Arbeitsspeicher. Dabei sollte eine Größe von 16 MB für die Swap-Partitione nicht unterschritten werden um eine gute Funktion des Betriebssystems zu gewährleisten.

Früher war die maximale Größe der Swap-Partition auf 128 MB beschränkt. Allerdings können bis zu 16 Swap-Partitionen eingerichtet werden, so daß eine Gesamtkapazität von 2 GB für die Auslagerungsdatei zur Verfügung stand. Seit Kernel 2.1.117 darf die Swap-Partition bis zu 2 GB groß werden. Die Anzahl der Swap-Partitionen kann bei der Kompilierung des Kernels festgelegt werden. Der entsprechende Eintrag beim Kernel 2.4.18^10.3 in der Kernel-Headerdatei /usr/src/linux-2.4.18/include/linux/swap.h lautet:

#define MAX_SWAPFILES 32

Danach sollten bis zu 32 Swap Partitionen bei diesem Kernel möglich sein. Maximal unterstützt der Kernel 64 Swap-Partitionen.

Um die Zugriffsgeschwindigkeit zu erhöhen ist es sinnvoll die Swap-Partitionen auf mehrere Platten zu verteilen. Da die einzelnen Partitionen dann zu einem logischen Bereich zusammengezogen werden, bilden sie praktisch ein RAID Level 0. Bei IDE-Platten ist es dann noch von Vorteil, wenn beide Platten an einem seperaten Controller hängen.

Wenn Sie meinen, sie haben genügend Speicher, dann können Sie auch mit der Formel ``eins zu eins'' arbeiten. Dies ist vor allem bei Serversystemen sinnvoll, die mit extra viel Speicher bestückt worden sind um Festplattenzugriffe zu verringern.

Wenn Sie allerdings meinen zu wenig Platz zu haben, dann können Sie die Swap-Partition auch auf die dreifache Arbeitsspeichergröße setzen.^10.4

Sollten Sie auf der Festplatte nicht genügend Speicher oder Partitionsplatz besitzen, so können Sie auch eine Swap-Datei (swap file) einrichten. Dies ist allerdings nicht so effektiv wie eine seperate Partition. Sollte ihr Rechner 4 MB oder weniger Arbeitsspeicher besitzen, so benötigen Sie auf jeden Fall eine Swap-Partition.

10.5.0.0.1 Beispiele

 
Ihr System besitzt 8 MB Arbeitsspeicher. Sie legen daher eine Swap-Partition von 16 MB an. Der zur Verfügung stehende virtuelle Speicher liegt dann bei 24 MB.

Sie besitzen einen Rechner mit 128 MB RAM. Nach der Formel sollten Sie einen Swap-Bereich von 256 MB einrichten. Da eine Swap-Partition aber nur 128 MB groß sein darf, legen Sie zwei Partitionen mit jeweils 128 MB an.

Ein Datei-Server wurde für den schnellen Dateizugriff mit 512 MB RAM bestückt. Da Zugriffe auf die Festplatte möglichst vermieden werden sollen, reichen vier Swap-Partitionen á 128 MB.

Ihr alter 486er Rechner soll als Router eingesetzt werden. Da er nur 4 MB RAM besitzt, müssen Sie eine Swap-Partition einrichten um Linux installieren zu können. Dabei sollte die Swap-Partition mindestens eine Größe von 16 MB aufweisen.

  © 2004 by IT-Dozent Ole Vanhoefer · Zum Seitenanfang