Bitte nehmen Sie Platz!

Wer nicht fragt…

Mein Rechner kommt mir so langsam vor – gibt's da Diagnosemöglichkeiten?

Dr. Linux: Ihr Linuxsystem bringt natürlich einige Programme mit, die Ihnen bei der Analyse Ihres Systems echte Hilfe bieten. Vorstellen möchte ich Ihnen vmstat ("virtual memory statistics"). Auf der Kommandozeile aufgerufen produziert es etwa folgende Ausgabe:

procs                      memory    swap          io     system         cpu
  r  b  w   swpd   free   buff  cache  si  so    bi    bo   in    cs  us  sy  id
  0  0  0    212   4936   3104  23556   0   0     3     0  128   266   2   0  98

Diesen Zahlen- und Abkürzungswirrwarr entschlüsseln Sie wie folgt:

• r ("run"): Je höher die Zahl, die Sie hier vorfinden, desto langsamer ist Ihr System. Hier wird angezeigt, wieviele Prozesse laufen würden, wenn sie nicht auf Rechenzeit warten müssten.
• b ("block"): Prozesse, die hier angezeigt werden, warten auf bestimmte Ereignisse, um den Programmablauf fortsetzen zu können, nicht jedoch auf Rechenzeit.
• w: Die Zahl an dieser Stelle zeigt Ihnen die Anzahl aller Prozesse, die z.Z. in den Swap-Bereich ausgelagert sind.
• swpd gibt den aktuell benutzten Swap-Speicher in Kilobyte an.
• free zeigt, wieviel Kilobyte RAM-Speicher gerade ungenutzt sind.
• buff zeigt die Größe der Speicherbereiche, in denen die Ein-/Ausgabe-Puffer liegen; die Einheit ist ebenfalls Kilobyte. Werden Daten produziert, so wird nicht für jedes Zeichen bzw. jeden Block ein Transfer auf die Festplatte vorgenommen. Alle Ein-/Ausgaben landen zunächst in einem Pufferbereich. Wird z.B. durch Lesen einer Datei versucht, auf einen Block innerhalb der Datei zuzugreifen, so schaut das Betriebssystem nach, ob der gesuchte Block schon im Puffer vorhanden ist. Wenn ja, wird er geladen und danach dem Programm zur Verfügung gestellt, das ihn angefordert hat.
• Unter cache erfährt man in Kilobyte, wieviel eingebauter Festplattencache momentan zur Verfügung steht.
• si ("swap in") und so ("swap out") zeigen an, wieviel Kilobyte Daten pro Sekunde vom Swap-Bereich auf der Festplatte in den Hauptspeicher geladen bzw. vom RAM auf die Platte ausgelagert wurden.
• bi ("block in") und bo ("block out") deutet z.B. auf Festplattenaktivitäten hin, da hier die Anzahl der Blöcke pro Sekunde angezeigt wird, die an Block-Geräte geschickt bzw. von solchen empfangen wurden. Block-Geräte sind zum Beispiel Floppies und Festplatten.
• in zeigt die Anzahl der Unterbrechungen pro Sekunde, die durch Hardware-Anforderungen entstehen; die sogenannten Interrupts.
• cs ("context switch") zeigt, wie oft pro Sekunde von einem Programm zum nächsten umgeschaltet wird (Multitasking).
• us gibt wieder, wieviel der genutzten Prozessorzeit prozentual von Anwendungsprogrammen verbraucht wird, während
• sy die vom System genutzte Prozessorzeit anzeigt.
• id ist die ungenutzte Prozessorzeit, wiederum in Prozent.

Eine id-Zahl im zweistelligen Bereich und gleichzeitige krasse Aktivitäten in si und so können erste Hinweise auf zu wenig Hauptspeicher sein. Die hohe Zahl unverbrauchter Prozessorzeit bedeutet in so einem Fall, dass das System häufig auf Festplattenzugriff warten muss. Bestätigen lässt sich dies, wenn swpd hoch ist, free,buff und cache hingegen relativ niedrig bleiben. Bewegen sich id, si und so ständig nahe bei Null, sind dies ernsthafte Hinweise auf einen zu lahmen Prozessor.

Um Problemen auf die Spur zu kommen, veranlassen Sie vmstat während dessen, periodische Meldungen zu produzieren. Allerdings müssen Sie hier u.U. Geduld beweisen, wenn sich sowieso schon alles so lahm bewegt wie eine Schildkröte im Winter.

Das folgende Beispiel zeigt eine vmstat-Ausgabe mit sechs Wiederholungen (zweite Ziffer) im Sekundentakt (erste Ziffer):

user$ vmstat -n 1 6
    procs                      memory    swap          io     system         cpu
  r  b  w   swpd   free   buff  cache  si  so    bi    bo   in    cs  us  sy  id
  1  0  0    208   1556   2616  20736   0   0     3     0  130   265   2   0  97
  2  0  0    208   1552   2616  20552   0   0   230     0 2019  2358  36  16  48
  0  0  1    208   1544   2616  18868   0   0    91     0  830  2607  41  19  40
  0  0  0    208   1544   2616  18868   0   0     0     0  102   208   0   1  99
  1  0  0    208   1500   2616  18912   0   0    11     0  358   734   0   5  95
  0  1  0    208   2336   2616  19188   0   0    69    60 1150   727  10   5  85

Wer nicht gleich in der Manpage stöbern will, bekommt mit vmstat x eine Kurzanleitung für den Gebrauch dieses nützlichen Tools.

Platz ist in der kleinsten Hütte

Ich habe beim Aufspielen meines Linuxsystems offenbar eine zu kleine Swappartition angelegt. Kann ich den Swapspeicher auch ohne Umpartitionierung aufrüsten?

Dr. Linux: Als temporäre Lösung bietet sich hier eine – ggf. von Windows her bekannte – Swapdatei an. Linux kennt zwei Möglichkeiten der Datenauslagerung aus dem RAM auf die Festplatte:

• Beim Installieren Ihres System haben Sie unweigerlich die Swappartition kennen gelernt. Das ist die erste und schnellere Möglichkeit.
• Seltener genutzt wird die Swapdatei. Sie arbeitet langsamer als eine Swappartition. Linux kann bis zu 16 Swapbereiche gleichzeitig verwalten, daher lassen sich Swapdateien bei Bedarf einfach "dazu schalten".

Das Anlegen und Anmelden einer Swapdatei wird vom Superuser auf der Kommandozeile erledigt. Ersteres geschieht mit dem Befehl

root# dd if=/dev/zero of=Dateiname bs=1024 count=Dateigrösse_in_Kilobyte

Er kopiert die Datei /dev/zero in den angegebenen Dateinamen. Als Dateigröße tragen Sie einen Wert zwischen 40 und 131073 Kilobyte ein. Die Angabe 131073 legt eine rund 128 Megabyte große Datei an, das ist der Höchstwert für Swapspeicher. Die kleinste verwaltbare Menge von 40 Kilobyte ist zum Anlegen eines Swapbereichs nicht gerade sinnvoll.

Durch den Befehl

root# mkswap Dateiname Dateigrösse_in_Kilobyte

erhält die Datei eine Swap-Kennzeichung. Erst dann lässt sich die Datei als Auslagerungsspeicher nutzen. Sie können sich diesen Vorgang vorstellen wie das Einrichten eines Dateisystems mit dem Befehl mkfs.

Bevor Sie die neue Datei im System anmelden, stellen Sie sicher, dass nur der Superuser Lese- und Schreibrecht darauf hat. Sonst wird Ihr System die falschen Rechte bemängeln bzw. mit Fehlermeldungen den Zugriff auf den neuen Swapbereich verweigern. Im Zweifelsfall legen Sie mit chmod 0600 Dateiname die korrekten Berechtigungen fest.

Zuletzt melden Sie den neuen Speicher mit dem Befehl

root# swapon Dateiname

beim System an. Ab sofort steht Ihnen der Swapspeicher zur Verfügung.

In Listing 1 sehen Sie die Rückmeldungen, die Linux produziert, während Sie eine Swapdatei erstellen. Zwischen den Befehlen zum Erstellen der Datei wird hier noch der Befehl sync abgesetzt. Dieser stellt sicher, dass alles auf die Festplatte geschrieben wird, bevor das nächste Kommando weitere Aktionen ausführt. Mit

root# swapoff Dateiname

melden Sie den zusätzlichen Swapspeicher beim System wieder ab, wenn Sie ihn nicht mehr benötigen.

root@maxi:/ # dd if=/dev/zero of=swapdatei bs=1024 count=131073
 131073+0 Records ein
 131073+0 Records aus
 root@maxi:/ # sync
 root@maxi:/ # mkswap swapdatei 131073
 Auslagerungsbereich Version 1 mit einer Größe von 134213632 Bytes wird angelegt.
 root@maxi:/ # sync
 root@maxi:/ # chmod 0600 swapdatei
 root@maxi:/ # swapon -v swapdatei
 swapon für swapdatei