4.6. Red Hat Enterprise Linux-spezifische Information

Aufgrund der Komplexität eines Betriebssystemes mit virtuellem Speicher kann die Kontrolle speicherbezogener Ressourcen unter Red Hat Enterprise Linux etwas verwirrend sein. Deshalb ist es am besten mit den einfacheren Tools zu beginnen und danach darauf aufzubauen.

Mit Hilfe des free-Befehls ist es möglich einen (wenn auch grob vereinfachten) Überblick über Speicher- und Swap-Nutzung zu bekommen. Hier ist ein Beispiel:

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:       1288720     361448     927272          0      27844     187632
-/+ buffers/cache:     145972    1142748
Swap:       522104          0     522104
      

Wir stellen fest, dass dieses System 1,2GB RAM besitzt, wobei davon lediglich 350MB tatsächlich benutzt werden. Wie erwartet ist die 500MB Swap-Partion nicht in Gebrauch.

Stellen Sie das Beispiel diesem gegenüber:

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:        255088     246604       8484          0       6492     111320
-/+ buffers/cache:     128792     126296
Swap:       530136     111308     418828
      

Das System besitzt ungefähr 256MB an RAM, wobei der Großteil benutzt wird und dadurch lediglich 8MB frei sind. Über 100MB der 512MB Swap-Partition werden benutzt. Obwohl dieses System mit Sicherheit in Hinsicht auf Speicher mehr eingeschränkt ist als das erste System, müssen wir uns doch etwas näher damit befassen, um genau feststellen zu können, ob diese Speicherlimitation Probleme hinsichtlich des Leistungsverhaltens hervorruft.

Wenn auch etwas kryptischer als free, besitzt der vmstat-Befehl den Vorteil, dass er mehr als nur Speichernutzungs-Statistiken anzeigt. Hier ist der Output des vmstat 1 10-Befehls:

   procs                      memory    swap          io     system         cpu
 r  b  w   swpd   free   buff  cache  si  so    bi    bo   in    cs  us  sy  id
 2  0  0 111304   9728   7036 107204   0   0     6    10  120    24  10   2  89
 2  0  0 111304   9728   7036 107204   0   0     0     0  526  1653  96   4   0
 1  0  0 111304   9616   7036 107204   0   0     0     0  552  2219  94   5   1
 1  0  0 111304   9616   7036 107204   0   0     0     0  624   699  98   2   0
 2  0  0 111304   9616   7052 107204   0   0     0    48  603  1466  95   5   0
 3  0  0 111304   9620   7052 107204   0   0     0     0  768   932  90   4   6
 3  0  0 111304   9440   7076 107360  92   0   244     0  820  1230  85   9   6
 2  0  0 111304   9276   7076 107368   0   0     0     0  832  1060  87   6   7
 3  0  0 111304   9624   7092 107372   0   0    16     0  813  1655  93   5   2
 2  0  2 111304   9624   7108 107372   0   0     0   972 1189  1165  68   9  23
      

Während diesem 10-sekündigen Beispiel variiert die Menge des freien Speichers ein wenig (dasfree-Feld). Ebenso wird etwas swap-bezogener I/O (das si- und so-Feld) angezeigt. Alles in allem läuft das System einwandfrei. Es ist jedoch zweifelhaft mit wieviel zusätzlicher Arbeitslast das System in Anbetracht der bereits bestehenden Speicherauslastung fertig werden könnte.

Wenn Speicher-bezogene Themen untersucht werden, ist es oft notwendig genau festzustellen, inwiefern das virtuelle Speicher Subsystem in Red Hat Enterprise Linux den Systemspeicher nutzt. Mittels dem Befehl sar ist es möglich, diesen Aspekt des System-Leistungsverhaltens in größerem Detail zu untersuchen.

Bei genauer Durchsicht des sar -r-Reports können wir Speicher- und Swap-Nutzung genauer erforschen:

Linux 2.4.20-1.1931.2.231.2.10.ent (pigdog.example.com)      07/22/2003

12:00:01 AM kbmemfree kbmemused  %memused kbmemshrd kbbuffers  kbcached
12:10:00 AM    240468   1048252     81.34         0    133724    485772
12:20:00 AM    240508   1048212     81.34         0    134172    485600
…
08:40:00 PM    934132    354588     27.51         0     26080    185364
Average:       324346    964374     74.83         0     96072    467559
      

Die kbmemfree- und kbmemused- Felder zeigen die typischen Statistiken zu freiem und benutztem Speicher mit dem jeweiligen Prozentsatz des benutzten Speichers an, welcher im %memused-Feld zu finden ist. Die kbbuffers- und kbcached-Felder zeigen an, wieviele Kilobytes Speicher den Puffern und dem systemweiten Daten-Cache zugeordnet sind.

Das kbmemshrd-Feld ist immer Null für Systeme (wie z.B. Red Hat Enterprise Linux), welche den 2.4 Linux Kernel benutzten.

Die Zeilen dieses Reports wurden abgeschnitten, um ihn auf dieser Seite anzeigen zu können. Hier finden Sie das, was von jeder Zeile übriggeblieben ist, mit hinzugefügter Zeitmarke auf der linken Seite, um das Lesen zu vereinfachen:

12:00:01 AM   kbswpfree kbswpused  %swpused
12:10:00 AM      522104         0      0.00
12:20:00 AM      522104         0      0.00
…
08:40:00 PM      522104         0      0.00
Average:         522104         0      0.00
      

In Hinsicht auf Swap-Nutzung zeigen die Felder kbswpfree und kbswpused die Menge an freiem und genutztem Swap-Space in Kilobytes an, wobei das %swpused-Feld den Prozentsatz an benutztem Swap-Space anzeigt.

Um mehr über Swapping-Aktivitäten zu lernen, benuzten Sie den sar -W-Report. Hier ist ein Beispiel:

Linux 2.4.20-1.1931.2.231.2.10.entsmp (raptor.example.com)      07/22/2003

12:00:01 AM  pswpin/s pswpout/s
12:10:01 AM      0.15      2.56
12:20:00 AM      0.00      0.00
…
03:30:01 PM      0.42      2.56
Average:         0.11      0.37
      

Hier beobachten wir, dass durchschnittlich dreimal sowenig Seiten von Swap hereingepaged wurden (pswpin/s), als umgekehrt (pswpout/s).

Um besser zu verstehen, wie Seiten benutzt werden, siehe dem sar -B-Report:

Linux 2.4.20-1.1931.2.231.2.10.entsmp (raptor.example.com)      07/22/2003

12:00:01 AM  pgpgin/s pgpgout/s  activepg  inadtypg  inaclnpg  inatarpg
12:10:00 AM      0.03      8.61    195393     20654     30352     49279
12:20:00 AM      0.01      7.51    195385     20655     30336     49275
…
08:40:00 PM      0.00      7.79     71236      1371      6760     15873
Average:       201.54    201.54    169367     18999     35146     44702
      

Hier können wir festlegen, wieviele Blöcke pro Sekunden von der Festplatte hereingepaged werden pgpgin/s) und zur Festplatte hinausgepaged werden (pgpgout/s). Diese Statistiken dienen als Barometer für die allgemeine Aktivität des virtuellen Speichers.

Jedoch kann mehr Wissen erlangt werden, indem die anderen Felder in diesem Report genauer geprüft werden. Der Red Hat Enterprise Linux Kernel kennzeichnet alle Seiten entweder als aktiv oder inaktiv. Wie der Name schon sagt, sind aktive Seiten auf irgendeine Art zu diesem Zeitpunkt in Verwendung (z.B. als Prozess- oder Pufferseiten), während inaktive Seiten nicht in Verwendung sind. Dieser Beispiel-Report zeigt, dass die Liste aktiver Seiten (das activepg-Feld) im Durchschnitt ungefähr 660MB beträgt[1].

Die restlichen Felder in diesem Report konzentrieren sich auf die inaktiveListe— Seiten, welche aus verschiedensten Gründen kürzlich nichtbenutzt worden sind. Das inadtypg-Feldzeigt an, wieviele inaktive Seiten dirty(modifiziert) sind und daher auf Festplatte geschrieben werden müssen. Das inaclnpg-Feld zeigt hingegen an, wieviele inaktive Seiten clean (unmodifiziert) sind und nicht auf die Festplatte geschrieben werden müssen.

Das inatarpg-Feld repräsentiert die gewünschte Größe der inaktiven Liste. Dieser Wert wird vom Linux Kernel kalkuliert und derartig festgelegt, dass die inaktive Liste groß genug bleibt, um als Pool für Seitenaustausch-Zwecke zu dienen.

Für zusätzlichen Einblick in den Seitenstatus (speziell wie oft Seiten den Status wechseln) benutzen Sie den Report sar -R. Hier ist ein Beispiel-Report:

Linux 2.4.20-1.1931.2.231.2.10.entsmp (raptor.example.com)      07/22/2003

12:00:01 AM   frmpg/s   shmpg/s   bufpg/s   campg/s
12:10:00 AM     -0.10      0.00      0.12     -0.07
12:20:00 AM      0.02      0.00      0.19     -0.07
…
08:50:01 PM     -3.19      0.00      0.46      0.81
Average:         0.01      0.00     -0.00     -0.00
      

Die Statistiken in diesem speziellen sar-Report sind einzigartig, was bedeutet, dass diese positiv, negativ oder null sein können. Wenn positiv, gibt der Wert die Rate an, zu der derartige Seiten zunehmen. Wenn negativ, stellt der Wert die Rate dar, zu der Seiten dieser Art abnehmen. Null bedeutet, dass die Anzahl der Seiten dieser Art weder zu- noch abnimmt.

In diesem Beispiel zeigt das letzte Sample, dass geringfügig mehr als 3 Seiten pro Sekunde von der Liste freier Seiten (das frmpg/s-Feld) zugeordnet wurden und beinahe 1 Seite pro Sekunde dem Page-Cache hinzugefügt worden ist (das campg/s-Feld). Zur Liste der als Puffer benutzten Seiten (das bufpg/s-Feld) ist ungefähr alle 2 Sekunden eine Seite dazugekommen, wobei die Liste von Seiten gemeinsam benutzten Speichers (das shmpg/s-Feld) weder Seiten dazubekommen, noch Seiten verloren hat.