[Ubuntu] Swapping으로 디스크를 메모리로 관리하기

배경 상황

서버가 터진 이후로 메모리가 부족할 때를 대응하기 위해서 여러 방법을 강구하고 있었다.

CHAT GPT 답변

Amazon EC2 서버의 메모리 관리는 성능 및 안정성을 유지하기 위해 중요한 부분입니다. 아래는 EC2 서버에서 메모리를 관리하는 몇 가지 기본적인 방법입니다:

1. 모니터링 및 알림 설정:
   • Amazon CloudWatch나 다른 모니터링 도구를 사용하여 EC2 인스턴스의 메모리 사용률을 지속적으로 모니터링하세요.
   • 메모리 부족 상태에 대한 알림을 설정하여 문제를 빠르게 감지하고 조치할 수 있도록 합니다.
2. 자원 최적화를 위한 인스턴스 유형 선택:
   • EC2 인스턴스 유형을 선택할 때 애플리케이션의 메모리 요구 사항에 맞는 인스턴스 유형을 고려하세요. 다양한 유형의 인스턴스가 다양한 메모리 용량을 제공합니다.
3. 인스턴스 리사이징:
   • 메모리 부족 현상이 지속되는 경우, 인스턴스를 리사이징하여 더 많은 메모리를 가진 인스턴스로 변경할 수 있습니다.
4. Swap Space 활용:
   • Swap space는 메모리 부족 시에 디스크 공간을 일시적으로 메모리로 사용하는 용도로 활용됩니다. 그러나 Swap을 사용하는 것은 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 주의가 필요합니다.
5. JVM 메모리 관리:
   • Java 애플리케이션을 실행할 경우, JVM의 힙 크기 및 기타 메모리 관련 설정을 최적화하세요. -Xmx 및 -Xms와 같은 JVM 옵션을 사용하여 힙 크기를 조절할 수 있습니다.
6. 불필요한 프로세스 정리:
   • 불필요한 백그라운드 프로세스나 서비스를 중지하고, 부하를 줄일 수 있는 방법을 찾아 최적화하세요.
7. 고가용성 및 Auto Scaling 구성:
   • 고가용성을 유지하고, Auto Scaling을 활용하여 메모리 요구 사항에 따라 EC2 인스턴스 수를 동적으로 조절할 수 있도록 구성하세요.
8. 적절한 파일 시스템 및 캐시 설정:
   • 파일 시스템 및 캐시 설정을 최적화하여 메모리 사용을 효율적으로 관리하세요.

그래서 4번에 대한 하드 디스크의 일부를 RAM으로 사용하는 swapping 적용해보기로 했다.

Swapping 이란?

리눅스는 RAM을 페이지라는 단위로 나눈다. 스와핑(Swapping)은 메모리 페이지를 하드 디스크의 미리 구성된 공간인 스왑 공간에 복사하여 해당 메모리 페이지를 확보하는 프로세스이다.
그러니까 스와핑을 통해 하드디스크 공간을 확보해두고 필요할 때 메모리로 사용할 수 있다.

하지만 단점도 있다. 메모리는 nano second 단위이지만 디스크는 millisecond 단위이기 때문에 속도차이가 크다. 그래서 스와핑이 일어나면 시스템이 느려질 수 있다. 그래서 극단적으로 애플리케이션을 실행하면서 스와핑을 해야해서 더 느려질 수도 있다.

리눅스는 스왑 공간이 없어도 돌아가지만 메모리가 없으면 시스템이 돌아가지 않기 때문에 상대적으로 더 싼 디스크를 스왑 공간으로 지정해두는 것이 좋다.

얼마나 공간을 확보해야 될까? Linux에서는 데스크탑에서는 메모리의 2배를 추천하고, 서버는 메모리의 1/2배를 추천한다. 서버의 경우 스왑된 공간을 얼마나 사용하는지 모니터링 해서 필요하다면 RAM을 더 추가하는 것이 나을 수 있다. ubuntu 에서는 1GB의 이하의 메모리를 사용중이라면 메모리와 같은 양으로 확보하는 것을 추천한다.

Swap Space의 두 가지 형태

swap space를 만드는 방법은 2가지가 있다.

1. Swap partition
   하드 디스크에서 오로지 스왑을 위해서 독립적으로 분리해둔 파티션 공간이다. 다른 파일은 적재될 수 없다.
   하드 드라이브의 파티션을 사용하여 Amazon EC2 인스턴스에서 스왑 공간으로 사용할 메모리를 할당하려면 어떻게 해야 하나요?를 보면 스왑 파티션을 사용하는 방법을 볼 수 있다.

2. Swap file
   파일 시스템에서도 특별한 파일이다. swap partition과 비슷하지만 swap space를 위한 공간을 repartiton할 필요가 없어서 좋다.
   스왑 파일을 사용하여 Amazon EC2 인스턴스에서 스왑 공간으로 사용할 메모리를 할당하는 방법은 무엇입니까?를 보면 스왑 파일을 사용하는 방법을 볼 수 있다.

그래서 swap file 방식을 선택하기로 했다.

Swap File 로 스와핑 적용하기

서버 스펙 확인하기

현재 사용하고 있는 서버는 t2.micro로 메모리는 1GB이다.
위의 내용에 따라 1GB를 스왑 공간으로 사용할 것이다.

스왑 파일 만들기

sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=128M count=8

128MB * 8 = 1024MB = 1GB

권한 업데이트 및 스왑 영역 설정

여기에서 부터는 이 글을 따라가면 된다.

sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile
sudo swapon -s

부팅 시 스왑 파일 시작하도록

sudo vi /etc/fstab

여기에서 vi 편집기를 사용해서

/swapfile swap swap defaults 0 0

를 추가해준다

전 후 비교

전에는 swap 0 이었다.

위의 과정을 거치니 1GB가 스왑 공간으로 적용되었다!

Reference

• All about Linux swap space
• 스왑 파일을 사용하여 Amazon EC2 인스턴스에서 스왑 공간으로 사용할 메모리를 할당하는 방법은 무엇입니까?
• How much swap do I need?