Anwendungsgebiete¶

Der Arbeitsspeicher ist hinsichtlich der Lese- und Schreibvorgänge wesentlich schneller, und weniger von Verschleiß betroffen als konventionelle Festplatten und erst recht als Flash-Speicher. Ein Paradebeispiel ist hier der Betrieb eines "RAM-Servers", der Dank der schnelleren Zugriffe besonders geschwind anfragende Clients bedienen kann. Die schnelleren Reaktionszeiten nützen natürlich nichts, wenn der Flaschenhals gar nicht von einem langsamen Speichermedium ausgeht, sondern z.B. von einer ausgelasteten CPU oder einer langsamen Netzwerkverbindung. Dies sollte also festgestellt werden, bevor man sich die Mühe macht.

Eine RAM-Disk kann auch ein Weg sein, das Löschproblem unter journalisierenden Dateisystemen wie ext3 oder 4 zu umgehen. Prekäre Dateien werden also nicht auf die mit ext3/4 formatierte Festplatte kopiert, sondern in das nicht-journalisierende Dateisystem der ohnehin vergänglichen RAM-Disk. In diesem Szenario muss natürlich darauf geachtet werden, dass die Dateien nicht versehentlich doch auf die Festplatte gelangen, z.B. weil das System swapt oder die Dateien mit einem Programm geöffnet werden, welches auf der Festplatte ungefragt zwischenspeichert oder Sicherungen anlegt.

Methode 1 - Mit tmpfs-Dateisystem¶

Die Verwendung vom tmpfs ist ein sehr einfacher Weg zur Erstellung einer RAM-Disk.

Die folgenden Befehle ^[1][4] richten eine RAM-Disk ein:

• Standardeinstellung (max. 50% des Arbeitsspeichers):

  sudo mount -t tmpfs none /PFAD/ZUM/EINHÄNGEPUNKT 

• Relativ (20% des Arbeitsspeichers):

  sudo mount -t tmpfs -o size=20% none /PFAD/ZUM/EINHÄNGEPUNKT 

• Absolut (200 MiB):

  sudo mount -t tmpfs -o size=200M none /PFAD/ZUM/EINHÄNGEPUNKT 

erstellen ohne weiteren Aufwand eine direkt nutzbare RAM-Disk. Dabei werden dynamisch immer so viele Ressourcen abgezweigt, wie gerade benötigt werden. Ist das Laufwerk also leer, belegt es auch keinen Platz im RAM. Es ist möglich, diese Partition standardmäßig beim Systemstart einzubinden, wenn man dauerhaften Zugriff darauf haben möchte. Hierzu muss man lediglich eine Zeile in die /etc/fstab einfügen ^[2]. Diese kann zum Beispiel so aussehen:

tmpfs    /media/ramdisk    tmpfs    defaults,size=20%      0       0

Hierzu muss natürlich das Verzeichnis /media/ramdisk/ zuvor erstellt und ihm Rechte ^[3] zugewiesen werden:

sudo mkdir /media/ramdisk
sudo chmod 777 /media/ramdisk 

Jetzt sollte die Platte beim Systemstart automatisch eingebunden werden. Manuell ^[4] erfolgt dies mit dem Befehl:

sudo mount tmpfs 

Anstatt /media/ramdisk kann auch ein beliebiger anderer Ort eingefügt werden, an dem die Partition eingebunden werden soll. Die Option size=X% legt den maximal abgezweigten Anteil des RAMs fest, den man belegen darf und kann individuell angepasst werden. Anstatt Prozent kann man auch eine absolute Zahl angeben (z.B. size=50m). Man sollte bedenken, nicht zu viel RAM freizugeben, da man ansonsten Gefahr läuft, ein System sehr stark auszubremsen (und zu viel auf die SWAP-Partition ausgelagert werden muss).

Methode 2 - Mit ext2-Dateisystem¶

Die Vorgehensweise entspricht der bei der Formatierung einer Festplatte, mit dem einzigen Unterschied, dass als Ziel ein Bereich des RAMs ausgewählt wird. Man öffnet zunächst ein Terminal ^[1]. Mit dem Befehl

sudo mke2fs -m 0 /dev/ram0 

bewirkt man, dass der Teil des RAMs, der vom System mit ram0 angesprochen wird, mit dem ext2-Dateisystem formatiert wird. Die Option -m 0 stellt sicher, dass auf der Partition kein Speicherplatz für den Root-Benutzer reserviert wird, was ansonsten unnötig Platz kosten würde. Zu beachten ist, dass der erstellte Teil damit effektiv den Systemressourcen entzogen wird, der verfügbare Arbeitsspeicher also, solange die Partition besteht, kleiner wird.

Als Ergebnis existiert jetzt eine beschreibbare Partition im RAM, die ganz normal eingebunden ^[4] werden kann:

sudo mount /dev/ram0 /PFAD/ZUM/EINHÄNGEPUNKT 

Also beispielsweise:

sudo mkdir /media/ramdisk
sudo mount /dev/ram0 /media/ramdisk 

erstellt werden. Falls die RAM-Disk zwar korrekt eingebunden wird, aber nicht gelesen/geschrieben werden kann, sollte man überprüfen, ob man die erforderlichen Berechtigungen ^[3] hat. Diese müssen gegebenenfalls mit

sudo chown BENUTZERNAME /media/ramdisk
sudo chmod u+rwx /media/ramdisk 

erteilt werden. Damit sollte man eine funktionierende RAM-Disk erstellt haben.

dmesg | grep RAMDISK 

#!/bin/sh
sudo mke2fs /dev/ram0
sudo mount /dev/ram0 /media/ramdisk
sudo chown BENUTZERNAME /media/ramdisk
sudo chmod u+rwx /media/ramdisk

Methode 3 - Mit ramfs-Dateisystem¶

Das ramfs-Dateisystem unterscheidet sich vom tmpfs-Dateisystem vor allem dadurch, dass es keine Daten in den Swap auslagert, also ein reines RAM-Dateisystem ist. Die Vorgehensweise ist hier noch simpler ^[1][4]:

sudo mkdir /media/ramdisk
sudo mount -t ramfs ramfs /media/ramdisk 

Damit erhält man eine RAM-Disk, die sich (wie tmpfs) dynamisch der benötigten Größe anpasst. Um die Partition beim Systemstart automatisch einzuhängen, öffnet man einen Editor mit Root-Rechten ^[2] und fügt folgende Zeile in die /etc/fstab hinzu:

ramfs   /media/ramdisk     ramfs   defaults        0       0

RAM-Disk-Größe vs. verfügbares RAM¶

Grundsätzlich kann man die RAM-Disk - egal nach welcher Methode erstellt - beliebig groß halten. Zu beachten ist jedoch, dass dem System noch ausreichend "normaler" Arbeitsspeicher zu Verfügung steht, da ansonsten zu oft auf den Auslagerungsspeicher (Swap) zugegriffen werden muss, was den Geschwindigkeitsvorteil der RAM-Disk komplett wieder zunichte macht. Für Ubuntu sollte z.B. mindestens 1 GiB "normales" RAM verfügbar sein.

Links¶

• Kerneldokumentation zu tmpfs

• Overview of RAMFS and TMPFS on Linux - Blogbeitrag, 11/2008

• Dateisystem und Datenträger - Artikelübersicht