가상 메모리를 사용하여 서버의 부족한 RAM 해결하기

마주친 문제

프로젝트를 진행하면서 서비스를 배포하기위해 클라우드 서비스인 AWS EC2를 사용하였습니다.

스크립트를 만들고 gradle build를 하는데... 배포 도중 멈춤현상이 발생하였습니다.  

실행을 중지하려고 해도 잘 되지 않았습니다. 결국 EC2를 종료하고 다시 시작하기를 반복하였습니다.  

검색을 해보다가 대여한 EC2가 프리 티어이기 때문에 RAM을 1GB만 사용해서 메모리 부족현상이라는

사실을 알게되었습니다. 

 

 

가상 메모리

운영체제가 하는 대표적인 역할 중 하나가 메모리 관리입니다.

컴퓨터 내의 한정된 메모리를 효율적으로 사용해야 합니다.

가상 메모리는 메모리 관리 기법 중 하나로 컴퓨터가 실제로 이용 가능한

메모리 자원을 추상화하여 이를 사용하는 사용자들에게 매우 큰 메모리로 보이게 만드는 것을 말합니다.

 

물리 메모리(RAM) + swap 공간 (디스크 공간) => 가상 메모리

 

이렇게 사용하는 이유는 무엇일까요?

 

일반적으로 램이 1GB라면 1GB 이하의 프로그램을 실행할 수 있습니다.  

프로그램의 코드와 데이터가 모두 RAM에 로드되어 실행되어야 하기 때문입니다.

이때 가상 메모리를 사용하여 하드 디스크의 2GB를 스왑 공간으로 사용하여 총 3GB를 RAM 처럼 사용할 수 있습니다.

이렇게 함으로써 부족한 RAM으로 용량이 큰 프로그램을 실행할 수 있는 것입니다.

 

AWS EC2 인스턴스에서 스왑 공간으로 활용할 메모리 할당하기

AWS 공식 문서를 살펴보겠습니다.

 

https://repost.aws/ko/knowledge-center/ec2-memory-swap-file

스왑 파일을 사용하여 Amazon EC2 인스턴스의 스왑 공간으로 메모리 할당

 

1. 스왑 파일 생성

sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=128M count=16

RAM 1GB 이상인 경우에 스왑 공간의 용량은 RAM 크기의 2배를 권장합니다.

따라서 128 * 16 = 2048,  2GB를 할당해줍니다.

 

2. 읽기 쓰기 권한 업데이트

sudo chmod 600 /swapfile

 

3. 리눅스 스왑 영역 설정

sudo mkswap /swapfile

 

4. 스왑 공간에 스왑 파일을 추가하여 스왑 파일을 즉시 사용할 수 있도록 설정

sudo swapon /swapfile

 

5. 프로시저 성공 확인

sudo swapon -s

 

6.  /etc/fstab 파일을 편집하여 부팅 시 스왑 파일을 시작합니다.

sudo vi /etc/fstab

 

편집기 안으로 들어간 후 맨 아래에 다음 줄을 추가한 후 저장합니다.

/swapfile swap swap defaults 0 0

 

이제 free 명령어를 사용하여 스왑 공간이 할당되었는지 확인해보겠습니다.

Swap의 total 부분이 2097148로 2GB 정도가 할당되었습니다.

 

이제 서비스를 배포한 후 다시 free 명령어로 확인해보겠습니다.

 

Swap의 used를 보면 14336 즉 14MB 정도의 스왑 공간을 사용했다는 것을 확인할 수 있습니다.

 

정리 

스왑 공간을 이용하여 부족한 RAM으로 인해 발생하는 문제를 해결하였습니다.

하지만 이러한 스왑 공간을 할당하는 것은 성능상 문제가 발생할 수 있습니다.

가상 메모리에는 존재하지만 실제 메모리인 RAM에는 존재 하지 않다면 페이지 폴트가 발생하기 때문입니다.

이러한 페이지 폴트가 빈번하게 발생한다면 스와핑이 여러번 일어나 성능상 문제가 발생할 수 있습니다.

성능을 끌어올리려면 RAM의 용량을 늘려야 하겠지만 비용상의 문제로 계속 Scale Up을 할 수는 없습니다.

이번에 이러한 문제를 겪으면서 한정된 자원 안에서 해결할 수 있는 방법을 배웠습니다.