Warum Ihre VM kein Swap hat

Die virtuellen Maschinen, die wir bauen, werden ohne Swap ausgeliefert. Wenn einer der Speicher ausgeht, ist der Ausfall sofort und sichtbar, und die Lösung ist ein Gespräch über RAM. Auf einem Datenblatt liest sich das wie eine Auslassung, also hier die Begründung in voller Länge. Nichts davon hängt von unserer Hardware ab. Sie können das Argument auf jede VM anwenden, die Sie irgendwo betreiben.

Swap existiert, damit eine Maschine über ihren physischen Speicher hinaus laufen kann

Swap ist das Überlaufventil des Kernels. Wenn der physische Speicher knapp wird, verschiebt er die Seiten, die er für die kältesten hält, auf die Platte und gibt den frei gewordenen RAM dem, der gerade fragt. Die Maschine darf mehr Speicher melden, als das Silizium hält, jede Allokation darf gelingen, und die Wahrheit kommt später, als Latenz, sobald ein Prozess eine Seite anfasst, die am Ende doch auf der Platte lag.

Dieser Tausch ergab Sinn, als er erfunden wurde. RAM war knapp und teuer, Maschinen wurden von vielen Jobs geteilt, und ein Batch-Job, der über Nacht kroch, war besser als einer, der starb. Jeder Teil dieses Kontexts hat sich seither umgekehrt: RAM ist pro Gigabyte so günstig wie nie, die Maschine gehört Ihnen allein, und die Workloads sind interaktive Dienste, bei denen ein zehnfacher Latenzausschlag von einem Ausfall nicht zu unterscheiden ist. Das Überlaufventil blieb trotzdem in den Voreinstellungen, denn Voreinstellungen überleben ihre Gründe.

Aus dem RAM zu fallen kostet Sie drei Größenordnungen

Der Fall gegen Swap ist Arithmetik, bevor er Philosophie ist. Speicher und Storage sitzen auf verschiedenen Stockwerken des Latenzgebäudes, und die Treppe dazwischen ist lang.

Die genauen Werte variieren je nach Hardware. Die Abstände zwischen den Stockwerken nicht. Unter echtem Speicherdruck nimmt die Maschine diese Treppe ununterbrochen: Der Kernel wirft Seiten hinaus, die Workload holt sie sofort wieder herein, und die CPU verbringt ihre Zyklen mit Warten auf den Storage. Der Load Average steigt, während der nützliche Durchsatz zusammenbricht.

Swap verbrennt Enterprise-Flash, um einen Dimensionierungsfehler zu verbergen

Auf rotierenden Platten war Swap nur langsam. Auf Flash ist er außerdem zersetzend. Swap-Verkehr ist das schlimmste Muster, das Sie Flash zumuten können: ein ununterbrochener Strom kleiner zufälliger Schreibzugriffe, die aus keinem anderen Grund existieren, als dass der Maschine RAM fehlt. Jeder dieser Schreibzugriffe altert eine Zelle, um eine Illusion aufrechtzuerhalten.

Und die Workload bekommt für den Verschleiß nichts zurück. Sie humpelt im Storage-Tempo, bis der Druck endet oder jemand eingreift. Das Array unter Ihrer VM ist hier HPE 3PAR All-Flash, und seine Aufgabe ist, Ihre Daten schnell zu liefern. Seine Schreibausdauer als vorgetäuschten Speicher auszugeben ist zu jedem Preis ein schlechter Tausch, weshalb wir das Gespräch über die Dimensionierung lieber vorab führen, als es mit Paging zu überdecken.

Ohne Swap erzeugt Speichererschöpfung eine Log-Zeile statt eines Rätsels

Das stärkste Argument ist diagnostisch, und wer je einer langsamen Woche durch einen Monitoring-Stack nachgejagt ist, kennt es schon. Mit Swap sieht ausgehender Speicher nach allem aus, nur nicht nach ausgehendem Speicher. Die Latenz steigt in jedem Dienst gleichzeitig, in keinem Log erscheint ein Fehler, und die Dashboards zeigen überallhin, wo das Warten spürbar ist, meist auf die Datenbank und den Storage. Teams verlieren Tage an diese Jagd, und Swap stellt sie auf einer einzigen Maschine her, routinemäßig, per Design.

Wir dimensionieren den RAM ehrlich und fragen nach Ihrem echten free -m

Die ehrliche Lösung für einen Speichermangel ist dieselbe, seit Paging erfunden wurde: mehr RAM oder ein kleineres Working Set. Also stecken wir dort den Aufwand hinein. Der Sizing Desk fragt nach der tatsächlichen Ausgabe von free -m Ihrer aktuellen Maschine, bevor er irgendetwas vorschlägt, denn die Spalte available dieses Befehls beendet Diskussionen, die Adjektive nie beenden werden, und dieselbe Messung, die den Bedarf an Swap beseitigt, verkleinert meist auch das Angebot.

Die vollständige Methode, mit durchgerechneten Beispielen für jede Zahl, die wir abfragen, steht in Wie man einen Server dimensioniert. Auf Hardware in unserem Eigentum sitzt die Reserve bereits in der Maschine, die Sie bezahlt haben, sodass ihre Bereitstellung an Ihrer Spitze nichts extra kostet, was die letzte wirtschaftliche Ausrede dafür beseitigt, Storage als Überlauf-RAM zu behandeln.

Kein Swap ist eine kleine Entscheidung, die aus größeren folgt: Maschinen nach echten Zahlen statt nach Rechnungen dimensionieren, und ernsthafte Hardware darunterlegen, damit die Zahlen in einer schlechten Nacht halten. Das Gespräch über RAM ist günstiger als das Rätsel, das es verhindert.