系统管理进阶-内存管理-网管专栏,安全与管理

    内存管理－交换文件与ramdisk虚拟内存是指使用磁盘当作物理内存的扩展，这样可用的内存的大小就相应增大了。内核会将暂时不用的内存块的内容写到磁盘上，然后就可以把这块内存用于其它目的。这些写到磁盘上的内容或许会被淘汰，只有需要用到这些内容时，它们才会被重新读入内存。这些操作对用户来说是完全透明的；linux下运行的程序只是看到有大量的内存可供使用而并没有注意到这些内存是在哪里的。当然，读写硬盘要比直接使用真实内存慢得多，所以程序就不会象一直在内存中运行的那样快。用作虚拟内存的硬盘部分被称为交换空间（swap space）。
    linux能够使用文件系统中的一个常规文件或一个独立的分区作为交换空间。交换分区要快一些，但是交换文件的大小很容易改变，而且无需重分区整个硬盘，当你知道你需要多大的交换空间时，你应该使用交换分区，但是如果你不能确定的话，你可以首先使用一个交换文件，然后使用一段时间，你就能得到你确实需要的交换空间的大小，然后，你就能够创建一个合适大小交换分区。linux允许同时使用几个交换分区以及/或者交换文件，如果你只是偶尔地另外需要一个交换空间时，你可以在当时设置一个额外的交换文件，而不是重新分区来改变交换分区的大小。
    现在介绍如何创建交换空间。一个交换文件是一个普通的文件，它的要求是它不能有空洞，并且它是用mkswap来准备的，所以它必须在本地硬盘上。如何创建一个交换文件呢？你可以用如下命令创建一个能用的交换文件：
#dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=2048
    这样就创建一个2048k字节的交换文件，由于内存页面的大小是4k字节，所以count最好是4的倍数才能完全利用。而交换分区的创建和其他分区的创建是一样的，只是类型不一样而已。
    创建完交换空间后，就需要用mkswap给交换空间加上一些必要的初始化信息：
#mkswap /swapfile 2048
    此时交换空间还没有被内核作为虚拟内存使用，它现在只是存在而已。使用mkswap的时候必须非常小心，因为它不检查这个文件或分区是否已被别人使用，这样就有可能覆盖到重要的文件以及分区。
一个已初始化的交换空间必须使用命令swapon命令告诉内核这个交换空间可以被使用了。命令如下：
#swapon /swapfile
如果把相关信息写入/etc/fstab就能启动系统后自动使用交换空间了。
#swapon –a
这个命令会把所有列在fstab中的交换空间启动起来。而
#swapoff
这个命令则会把swapon –a启动的交换空间移走。
要看内存的使用情况，可以使用命令：
#free
输出的第一行（mem:）显示出物理内存的使用情况。总和(total)列中并没有显示出被内核使用的内存，它通常将近一兆字节。已用列(used column)显示出已用内存的总和（第二行没有把缓冲算进来）。空闲列（free column）显示了所有未被使用的空闲内存。共享列（shared column）显示出了被几个进程共享的内存的大小；共享的内存越多，情况就越好。缓存列（buffer column）显示出了当前磁盘缓存的大小。已缓冲列（cached column）显示出了已使用的缓存的大小。
    最后一行（swap:）显示出了与交换空间相应的信息。如果这一行的数值都是零，表示你的交换空间没有被击活。
    这里讨论一下交换空间的大小问题：有些人会对你说需要用物理内存的两倍容量来分配交换空间，这种方法是不符合实际的。合适的做法应该是： 估计你某一时刻你所需要的最大的内存容量，也就是在同一时刻你运行的所有程序所需内存的总和，你可以通过同时运行所有的程序做到这一点。 举些实际的例子，运行x系统将需要分配大约8mb内存，gcc需要几兆字节，内核本身要用大约1兆字节、普通的shell以及其它一些工具可能需要几百千字节。粗略的估计一下就能得到个接近的数字，但你必须考虑到最坏的情况，例如有几个人同时使用这个系统，他们都将消耗内存。free以及ps命令对估计所需的内存容量是很有帮助的。基于上面的计算，你就知道了你将需要总和为多少的内存。所以，为了分配交换空间，你仅需从所需总内存量中减去实际物理内存的容量，你就知道了你需要多少的交换空间。如果你计算出的交换空间容量远远大于你的物理内存（大于两倍以上），你通常需要再买些内存来，否则的话，系统的性能将非常低。
    上面讲的交换空间是把磁盘空间当内存使用，但是在有些场合，我们需要一个高速的磁盘空间，这个刚好和上面相反，我们可以用ramdisk把物理内存当磁盘使用，以实现这个需求。
    使用ramdisk是一件很简单的事。首先，需要你的内核支持ramdisk，然后你所需要做的就是格式化一个ramdisk并且把他挂接到一个目录上。可以用：
#ls -al /dev/ram*
列出所有可用的ramdisk。这些ramdisk并不抢夺内存，除非进行格式化的一类操作。这里有一个使用ramdisk的例子：
#mkdir /tmp/ramdisk
#mke2fs /dev/ram0
#mount /dev/ram0 /tmp/ramdisk
    这三个命令将为ramdisk创建一个目录，创建ramdisk文件系统，并且加载这个ramdisk到/tmp/ramdisk.。现在你可以将这个目录象使用其它的目录一样使用。
ramdisk的默认大小是 4mb=4096 blocks. 在你进行mke2fs的时候你可以看到你的ramdisk的大小。执行df -k /dev/ram0 你实际用了多少空间：
#df -k /dev/ram0
    在系统重新启动的时候，将刷新这个区域，所以不要将任何没有拷贝的数据放在这个区域。如果你对这个目录进行了修改，并且需要保留这些修改，采取一些办法进行备份。
    那么如何改变 ramdisks 的大小呢？你可以在lilo.conf文件中加入这一行：
ramdisk_size=10000，这样在你使用lilo命令和重新启动计算机之后，ramdisk的默认大小将会是10m。这是一个/etc/lilo.conf文件的例子：
boot=/dev/hda
map=/boot/map
install=/boot/boot.b
prompt
timeout=10
image=/boot/vmlinuz
label=linux
root=/dev/hda1
read-only
ramdisk_size=10000
    当你以模块的形式编译ramdisk时，你可以在加载的时候决定ramdisk的大小。这也可以通过修改/etc/conf.modules 的选项设置来做到。
options rd rd_size=10000 ，或是在命令行中指定参数给ismod
insmod rd rd_size=10000
以下是介绍如何使用这样的模块
1)卸载ramdisk，
#umount /tmp/ramdisk
2)卸载模块(再上一节所提到的过程中自动加载),
#rmmod rd
3)加载ramdisk模块并且把它的大校设为20m，
#insmod rd rd_size=20000
4)创建一个文件系统,
#mke2fs /dev/ram0
5)加载ramdisk,
# mount /dev/ram0 /tmp/ramdisk
    在实际应用中，我们可以把ramdisk挂接到web服务器的目录，或者mail服务的目录，以实现快速的反应。