Cómo agregar espacio de intercambio en Ubuntu 20.04

Una opción para evitar errores de memoria insuficiente en aplicaciones es agregar espacio de intercambio a su servidor. En esta guía, abordaremos la manera de añadir un archivo de intercambio a un servidor Ubuntu 20.04.

El Swap es una porción de almacenamiento de las unidades de disco duro que se reserva para el sistema operativo, a fin de almacenar de forma temporal datos que ya no es posible contener en la memoria RAM. Esto le permite aumentar la cantidad de información que su servidor puede conservar en su memoria funcional, con algunas advertencias. El espacio de intercambio en el disco duro se utilizará principalmente cuando ya no haya espacio suficiente en la RAM para mantener datos de aplicación en uso.

La información escrita en el disco será considerablemente más lenta que la información conservada en la RAM, aunque el sistema operativo preferiría seguir ejecutando datos de aplicación en la memoria y utilizar el espacio de intercambio para los datos antiguos. En general, disponer de espacio de intercambio como una segunda opción para cuando la RAM de su sistema se agote puede funcionar como una buena red de seguridad contra excepciones por falta de memoria en sistemas con almacenamiento no SSD disponible.

Antes de empezar, podemos verificar si el sistema ya cuenta con espacio de intercambio disponible. Es posible contar con una variedad de archivos o particiones de intercambio, pero generalmente debería bastar con uno de ellos.

Podemos ver si el sistema cuenta con algún intercambio configurado ingresando lo siguiente:

sudo swapon --show

Si no obtiene ningún resultado, esto significa que su sistema no tiene espacio de intercambio disponible actualmente.

Puede verificar que no haya intercambio activo con la utilidad free:

free -h

Output
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          981Mi       122Mi       647Mi       0.0Ki       211Mi       714Mi
Swap:            0B          0B          0B

Como puede ver en la fila de Swap de los resultados, no existe intercambio activo en el sistema.

Antes de crear nuestro archivo de intercambio, comprobaremos la utilización actual de nuestro disco para asegurarnos de contar con espacio suficiente. Realice esto ingresando lo siguiente:

df -h

Output
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev            474M     0  474M   0% /dev
tmpfs            99M  932K   98M   1% /run
/dev/vda1        25G  1.4G   23G   7% /
tmpfs           491M     0  491M   0% /dev/shm
tmpfs           5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs           491M     0  491M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/vda15      105M  3.9M  101M   4% /boot/efi
/dev/loop0       55M   55M     0 100% /snap/core18/1705
/dev/loop1       69M   69M     0 100% /snap/lxd/14804
/dev/loop2       28M   28M     0 100% /snap/snapd/7264
tmpfs            99M     0   99M   0% /run/user/1000

El dispositivo con / en la columna Mounted on es nuestro disco en este caso. En este ejemplo, contamos con bastante espacio disponible (solo 1.4 GB utilizados). Probablemente su uso será diferente.

Aunque existen varias opiniones acerca de la dimensión adecuada de un espacio de intercambio, depende de sus preferencias personales y de los requisitos de su aplicación. En general, una cantidad idéntica o equivalente al doble de la cantidad de RAM en su sistema es un buen punto de partida. Otra buena regla general es que cualquier cosa que supere los 4G de intercambio es probablemente innecesaria si lo está utilizando como una segunda opción al RAM.

Ahora que conocemos nuestro espacio de disco duro disponible, podemos crear un archivo de intercambio en nuestro sistema de archivos. Asignaremos un archivo del tamaño que deseemos y lo llamaremos swapfile en nuestro directorio root (/).

La mejor opción para crear un archivo de intercambio es usar el programa fallocate. Este comando crea instantáneamente un archivo del tamaño especificado.

Dado que el servidor de nuestro ejemplo tiene 1 G de RAM, crearemos un archivo de 1 G en esta guía. Ajuste esto para satisfacer las necesidades de su propio servidor:

sudo fallocate -l 1G /swapfile

Podemos verificar que la cantidad correcta de espacio estaba reservada ingresando lo siguiente:

ls -lh /swapfile

-rw-r--r-- 1 root root 1.0G Apr 25 11:14 /swapfile

Nuestro archivo se ha creado con la cantidad correcta de espacio reservado.

Ahora que tenemos un archivo del tamaño correcto disponible, debemos convertir esto en espacio de intercambio.

Primero, debemos restringir los permisos del archivo para que solo los usuarios con privilegios de root puedan leer el contenido. Esto impide que usuarios comunes puedan acceder al archivo, lo que tendría implicaciones de seguridad significativas.

Ingrese lo siguiente para que solo root pueda acceder al archivo:

sudo chmod 600 /swapfile

Verifique el cambio de permisos introduciendo lo siguiente:

ls -lh /swapfile

Output
-rw------- 1 root root 1.0G Apr 25 11:14 /swapfile

Como puede ver, los indicadores de lectura y escritura solo están habilitados para el root user.

Ahora podemos marcar el archivo como espacio de intercambio al ingresar lo siguiente:

sudo mkswap /swapfile

Output
Setting up swapspace version 1, size = 1024 MiB (1073737728 bytes)
no label, UUID=6e965805-2ab9-450f-aed6-577e74089dbf

Después de marcar el archivo, podemos habilitar el archivo de intercambio, lo cual permite que nuestro sistema empiece a utilizarlo:

sudo swapon /swapfile

Verifique que el intercambio esté disponible ingresando lo siguiente:

sudo swapon --show

Output
NAME      TYPE  SIZE USED PRIO
/swapfile file 1024M   0B   -2

Podemos verificar los resultados de la utilidad free de nuevo para corroborar nuestros hallazgos:

free -h

Output
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          981Mi       123Mi       644Mi       0.0Ki       213Mi       714Mi
Swap:         1.0Gi          0B       1.0Gi

Nuestro intercambio se ha configurado con éxito y nuestro sistema operativo comenzará a utilizarlo según sea necesario.

Nuestros cambios recientes habilitaron el archivo de intercambio para la sesión en curso. Sin embargo, si reiniciamos, el servidor no conservará los ajustes de intercambio de forma automática. Podemos cambiar esto añadiendo el archivo de intercambio a nuestro archivo /etc/fstab.

Respalde el archivo /etc/fstab en caso de que algún imprevisto:

sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak

Añada la información del archivo de intercambio al final de su archivo /etc/fstab ingresando lo siguiente:

echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

A continuación, revisaremos algunos ajustes que podamos actualizar para regular nuestro espacio de intercambio.

Existen algunas opciones que puede configurar y que tendrán efecto en el rendimiento de su sistema al gestionar un intercambio.

cat /proc/sys/vm/swappiness

Output
60

sudo sysctl vm.swappiness=10

Output
vm.swappiness = 10

sudo nano /etc/sysctl.conf

vm.swappiness=10

cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure

Output
100

sudo sysctl vm.vfs_cache_pressure=50

Output
vm.vfs_cache_pressure = 50

sudo nano /etc/sysctl.conf

vm.vfs_cache_pressure=50

Seguir los pasos de esta guía le brindará un respiro en casos en los que podrían generarse excepciones por falta de memoria. El espacio de intercambio puede ser increíblemente útil para evitar algunos de estos problemas comunes.

Si encuentra errores de falta de memoria (OOM) u observa que su sistema no puede utilizar las aplicaciones que necesita, la mejor solución es optimizar sus configuraciones de aplicaciones o actualizar su servidor.