Grundlegendes zur Speichernutzung in Windows 2000

[Lemmi]

Wenn Sie Microsoft® Windows® 2000 Server und Windows 2000 Professional in Ihrem Unternehmen evaluieren und einsetzen, möchten Sie genau wissen, ob der jeweilige Server über genügend Kapazität und Leistungsfähigkeit verfügt, um Windows 2000 auf die von Ihnen gewünschte Weise auszuführen. Einer der wichtigsten Einflussfaktoren auf die Systemleistung von Windows 2000 ist der Arbeitsspeicher des Computers. In diesem Artikel wird behandelt, wie Windows 2000 Arbeitsspeicher verwendet und wie Sie die Speichernutzung überwachen können, um festzustellen, wie viel Speicher tatsächlich benötigt wird.
Die in diesem Artikel behandelten Themen gelten sowohl für die Verwendung von Windows 2000 als auch für Microsoft® Windows NT® und Microsoft® Windows® 9x. All diese Betriebssysteme nutzen Speicher auf etwa die gleiche Weise. Einige Komponenten, z. B. der Task-Manager und der Systemmonitor, können jedoch nur unter Windows 2000 und Windows NT verwendet werden.

Windows 2000-Terminologie werden diese Auslagerungsdateien als "virtueller Speicher" bezeichnet.

Während Windows 2000 Daten in den virtuellen Speicher auslagert und wieder daraus entnimmt, kann der Computer keine Operationen vornehmen. Der Grund hierfür ist, dass der Zugriff auf die Festplatte wesentlich langsamer als der direkte RAM-Zugriff ist. Die Auslagerungsvorgänge unterbrechen nicht nur die Datenverarbeitung der CPU, sie verhindern außerdem, dass die Festplatte auf Daten und Dateien zugreift, die Sie und die jeweiligen Benutzer benötigen. Ist die Größe des Arbeitsspeichers im System so niedrig, dass der Computer die meiste Zeit Schreib- und Lesevorgänge im virtuellen Speicher vornimmt, kann er im Grunde kaum eingesetzt werden.
Im Lieferumfang von Windows 2000 sind mehrere Dienstprogramme enthalten mit denen die Arbeitsspeichermenge, die dem System beim Verarbeiten von Daten zur Verfügung steht, überprüft werden kann. Zudem können Sie feststellen, wie der virtuelle Speicher verwendet wird.

Überwachen der Speichernutzung

Windows 2000 enthält mehrere unterschiedliche Tools zum Überwachen der Speichernutzung. Diese Tools helfen Ihnen dabei zu bestimmen, wie Windows 2000 den Arbeitsspeicher im Computer verwendet und ob das Betriebssystem zu häufig auf den virtuellen Speicher zugreift, was zu Engpässen führt. Die beiden bekanntesten Tools zum Überwachen der Speichernutzung sind der Task-Manager und der Systemmonitor.
Um die Speichernutzung mit dem Task-Manager zu überwachen, drücken Sie STRG+ALT+ENTF und klicken dann auf Task-Manager. Anschließend wird das Dialogfeld Windows Task-Manager angezeigt. Klicken Sie auf die Registerkarte Systemleistung (Performance), die in Abbildung A dargestellt ist.



Abbildung A Sie können die Speichernutzung mit dem Task-Manager überwachen.
Das Fenster des Task-Managers enthält acht Bereiche. Die Bereiche CPU-Nutzung (CPU Usage), Verlauf der CPU-Nutzung (CPU Usage History) und Insgesamt (Totals) enthalten allesamt Daten zur Prozessorleistung. Die übrigen Bereiche enthalten Informationen zur Speichernutzung. Die Bereiche gliedern sich in folgende Teilbereiche auf:

• Speichernutzung (MEM Usage) In diesem Balkendiagramm wird der Anteil des virtuellen Speichers angezeigt, den der Computer nutzt.
• Verlauf der Speichernutzung (Memory Usage History) In diesem Liniendiagramm wird die Größe des virtuellen Speichers im Verhältnis zur Zeit dargestellt. Hier werden nur die Ergebnisse angezeigt; diese werden jedoch in keinem Protokoll aufgezeichnet.
• Realer Speicher Insgesamt (Physical Memory Total)Diese Zahl gibt die Gesamtgröße des im Computer installierten Arbeitsspeichers (RAM) an.
• Realer Speicher Verfügbar (Physical Memory Available) Diese Zahl gibt den Anteil des Arbeitsspeichers an, der für CPU-Prozesse verfügbar ist. Für diese Zahl wird der Wert Null niemals erreicht, da das Betriebssystem Daten auf die Festplatte auslagert, wenn der Arbeitsspeicher seine Kapazitätsgrenze erreicht.
• Realer Speicher Systemcache (Physical Memory System Cache) Diese Zahl gibt den Anteil des Arbeitsspeichers an, der für den Dateicache verwendet wird.
• Zugesicherter virtueller Speicher Insgesamt (Commit Charge Total) Diese Zahl gibt den Anteil des verwendeten virtuellen Speichers an. Sie entspricht der unter Speichernutzung (MEM Usage) angezeigten Zahl.
• Zugesicherter virtueller Speicher Grenzwert (Commit Charge Limit) Hier wird der Auslagerungsgrenzwert angezeigt. Der Auslagerungsgrenzwert gibt die maximal zulässige Größe des virtuellen Speichers an, ohne dass Änderungen an der Konfiguration vorgenommen werden.
• Zugesicherter virtueller Speicher Maximalwert (Commit Charge Peak) Diese Zahl gibt den Maximalwert für den verwendeten virtuellen Speicher seit Beginn der Überwachung der Speichernutzung an.
• Kernel-Speicher Insgesamt (Kernel Memory Total) Diese Zahl gibt die Gesamtmenge des ausgelagerten und nicht ausgelagerten Speichers an, die vom Kernel des Betriebssystems verwendet wird. Bei dem Kernel handelt es sich um das Kernstück des Betriebssystems, über das die Hintergrundverarbeitung durchgeführt wird.
• Kernel-Speicher Ausgelagert (Kernel Memory Paged) Diese Zahl gibt den Anteil des virtuellen Speichers an, der für den Kernel bestimmt ist.
• Kernel-Speicher Nicht ausgelagert (Kernel Memory Nonpaged) Hierbei handelt es sich um den Anteil des Arbeitsspeichers, der für den Kernel des Betriebssystems bestimmt ist.

Sie können den Task-Manager verwenden, um eine kurzfristige Auswertung der Speichernutzung vorzunehmen. Wenn Sie feststellen, dass der Anteil des virtuellen Speichers in keinem Verhältnis zum Anteil des Arbeitsspeichers im verwendeten System steht, sollte der verfügbare Speicher im Computer erweitert werden. Mit dem Systemmonitor können Sie auch eine langfristigere Untersuchung der Speichernutzung des Computers vornehmen.

Überwachen der Speichernutzung mit dem Systemmonitor
Beim Systemmonitor handelt es sich um ein Dienstprogramm, über das viele verschiedene Elemente auf einem System überwacht werden können. Überwacht werden können z. B. die CPU-Nutzung, die Speichernutzung, E/A-Interrupts und Netzwerkinterrupts. Mit dem Systemmonitor erhalten Sie ein langfristiges Bild über die Arbeitsweise Ihres Computers sowie mögliche Engpässe und Probleme.
Starten Sie den Systemmonitor, indem Sie im Startmenü auf Programme und anschließend auf Verwaltung zeigen. Klicken Sie dann auf Systemmonitor. (Unter Windows NT zeigen Sie im Startmenü auf Programme und anschließend auf Verwaltung (Allgemein). Klicken Sie dann auf Systemmonitor.) Das Dialogfeld Leistung (Performance) wird angezeigt, wie in Abbildung B dargestellt.



Abbildung B Sie können die Speichernutzung im Verhältnis zur Zeit mit dem Systemmonitor anzeigen.
Beachten Sie, dass der Systemmonitor der Heisenbergschen Unschärferelation folgt: Der Systemmonitor selbst verzerrt einige Elemente, die überwacht werden sollen. Dies hat zwar keine entscheidenden Auswirkungen, die Berichte über die tatsächlichen Vorgänge innerhalb Ihres Computers sind jedoch unterschiedlich.
Der Systemmonitor ermöglicht das Überwachen vieler unterschiedlicher Elemente auf einem Computer. Die Elemente, die mit Hilfe des Systemmonitors überwacht werden können, werden als "Objekte" bezeichnet. Jedes Objekt verfügt über individuelle Eigenschaften, mit denen detaillierter überwacht werden kann.
Um ein Objekt zum Überwachen auszuwählen, klicken Sie auf +. Wenn das Fenster Leistungsindikatoren hinzufügen angezeigt wird, wählen Sie im Dropdownlistenfeld Datenobjekt ein zu überwachendes Objekt aus. Anschließend muss aus dem Listenfeld Leistungsindikatoren wählen eine Objekteigenschaft ausgewählt werden.
Wählen Sie zuletzt im Listenfeld Instanzen wählen einen Eintrag aus. Instanzen beziehen sich auf den Prozessor- und Anwendungsthread, der überwacht werden soll. In den meisten Fällen ist es am günstigsten, den Eintrag _Total auszuwählen.
Nachdem Sie eine Instanz zur Überwachung ausgewählt haben, klicken Sie auf Hinzufügen. Der Systemmonitor beginnt mit dem Überwachen des neuen Objekts.

Die beiden Hauptobjekte, die mit dem Systemmonitor überwacht werden, sind die Objekte Prozess und Speicher. Einige der Eigenschaften, die häufig überwacht werden sind:

• Verwendeten Arbeitsspeicher minimieren (Minimize Memory Used) Diese Option bietet die bestmögliche Leistung, wenn weniger als zehn Arbeitsstationen mit dem Server verbunden sind.
• Lastenausgleich durchführen (Balance) Diese Option bietet die bestmögliche Leistung, wenn NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface) verwendet wird und weniger als 64 Arbeitsstationen mit dem Server verbunden sind.
• Datendurchsatz für Dateifreigabe maximieren (Maximize Throughput for File Sharing) Über diese Option wird der Arbeitsspeicher des Servers optimiert, wenn der Server für Dateifreigaben in einem umfangreichen Netzwerk verwendet wird.
• Datendurchsatz für Netzwerkanwendungen maximieren (Maximize Throughput for Network Applications) Über diese Option wird der Speicher des Servers zum Ausführen von Serveranwendungen, wie z. B. SQL Server oder Microsoft Exchange, optimiert.

Prozess: Arbeitsseiten—Über Arbeitsseiten wird der Anteil des zugesicherten virtuellen Speichers aufgezeichnet, der dem ausgewählten Prozess zugeordnet ist. Verfügt der Computer über wenig freien Arbeitsspeicher, werden Arbeitsseiten von Prozessen—der Speicheranteil, der einem Prozess zugeordnet ist—abgeschnitten, und es kommt zu einer Auslagerung.

Während der Computer mehr Arbeitsspeicher verwendet, werden Sie feststellen, dass die Werte für die Leistungsindikatoren des virtuellen Speichers steigen und bei einem hohen Wert bleiben. Alle diese Werte zeigen an, dass im System nicht genügend Arbeitsspeicher zur Verfügung steht. Wenn das System langsam zu sein scheint, die Leistungsindikatoren jedoch keine Engpässe beim Arbeitsspeicher anzeigen, liegt möglicherweise ein anderes Problem vor.

Anzeigen des Menüs "Verwaltung“
Standardmäßig wird unter Windows 2000 Professional im Menü Programme die Option Verwaltung nicht angezeigt. Dies können Sie folgendermaßen ändern:
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Taskleiste, und klicken Sie dann auf Eigenschaften. Klicken Sie im anschließend angezeigten Dialogfeld Eigenschaften von Taskleiste und Startmenü auf die Registerkarte Erweitert. Am unteren Dialogfeldrand wird der Bereich Einstellungen für Menü "Start" angezeigt. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Verwaltung anzeigen. Klicken Sie anschließend zunächst auf Übernehmen und dann auf OK. Nun wird im Menü Programme die Option Verwaltung angezeigt, wenn Sie auf die Schaltfläche Start klicken.
Feinabstimmung der Speichernutzung
Nachdem Sie den vom System tatsächlich benötigten Speicheranteil bestimmt haben, kann die Speichernutzung des Servers auf der Grundlage der zu erwartenden Aufgaben genau abgestimmt werden. Die Feinabstimmung ist jedoch nur unter Windows 2000 Server und nicht unter Windows 2000 Professional möglich.
Klicken Sie hierfür mit der rechten Maustaste auf Netzwerkumgebung, und klicken Sie anschließend auf Eigenschaften. Wenn das Dialogfeld Netzwerk- und DFÜ-Verbindungen angezeigt wird, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf LAN-Verbindung und klicken dann auf Eigenschaften. Daraufhin wird das Fenster Eigenschaften von LAN-Verbindung angezeigt.
Klicken Sie im Komponentenbereich des Fensters Eigenschaften von LAN-Verbindung zunächst auf Datei- und Druckerfreigabe für Microsoft-Netzwerke und dann auf Eigenschaften. Daraufhin wird das Fenster Eigenschaften von Datei- und Druckerfreigabe für Microsoft-Netzwerke (File and Printer Sharing for Microsoft Networks Properties) angezeigt, wie in Abbildung C dargestellt.



Abbildung C Sie können eine Feinabstimmung der Speichernutzung des Computers entsprechend seiner Aufgaben vornehmen. Unter folgenden Optionen kann ausgewählt werden:

• Verwendeten Arbeitsspeicher minimieren (Minimize Memory Used) Diese Option bietet die bestmögliche Leistung, wenn weniger als zehn Arbeitsstationen mit dem Server verbunden sind.
• Lastenausgleich durchführen (Balance) Diese Option bietet die bestmögliche Leistung, wenn NetBEUI (NetBIOS Enhanced User Interface) verwendet wird und weniger als 64 Arbeitsstationen mit dem Server verbunden sind.
• Datendurchsatz für Dateifreigabe maximieren (Maximize Throughput for File Sharing) Über diese Option wird der Arbeitsspeicher des Servers optimiert, wenn der Server für Dateifreigaben in einem umfangreichen Netzwerk verwendet wird.
• Datendurchsatz für Netzwerkanwendungen maximieren (Maximize Throughput for Network Applications) Über diese Option wird der Speicher des Servers zum Ausführen von Serveranwendungen, wie z. B. SQL Server oder Microsoft Exchange, optimiert.

Wie aus dem Namen ersichtlich ist, wird über die Option Datendurchsatz für Dateifreigabe maximieren (Maximize Throughput for File Sharing) das beste Ergebnis bei Servern erzielt, die üblicherweise als Dateiserver fungieren. Dies liegt daran, dass über diese Einstellung ein großer Teil des Arbeitsspeichers für die Zwischenspeicherung reserviert wird, wodurch er Anwendungen nicht zur Verfügung steht. Wenn Sie eine beliebige Anwendung, z. B. Internet Information Server (IIS) oder Microsoft Exchange, auf dem Server ausführen, kann diese Einstellung zu hohen Auslagerungen auf und von der Festplatte führen. Wenn Sie auf dem Server Anwendungen ausführen möchten, sollten Sie die Einstellung zu Datendurchsatz für Netzwerkanwendungen maximieren (Maximize Throughput for Network Applications) ändern, um diesen Speicher freizugeben, so dass er anderen Komponenten zur Verfügung steht.
Unter Microsoft Windows 2000 Server wird die Option Datendurchsatz für Dateifreigabe maximieren (Maximize Throughput for File Sharing) standardmäßig verwendet. Windows 2000 Professional verwendet standardmäßig die Option Datendurchsatz für Netzwerkanwendungen maximieren (Maximize Throughput for Network Applications). Wählen Sie die gewünschte Option aus. Klicken Sie dann auf OK, und schließen Sie das Fenster Eigenschaften von LAN-Verbindung.
Über diese Einstellungen wird der Ausgleich optimiert, der unter Windows 2000 zwischen dem Ausführen von Anwendungen und dem Zwischenspeichern freigegebener Dateien aufrechterhalten wird. Windows 2000 verwendet einen Teil des Arbeitsspeichers als Dateisystemcache, um den Zugriff auf kürzlich verwendete Dateien von der Festplatte des Computer zu beschleunigen. Die Cachegröße hängt von der Größe des installierten physischen Speichers und dem für die Anwendungen erforderlichen Speicher ab.
Unter Windows 2000 wird üblicherweise ein Maximalwert von 960 MB für den Dateicache verwendet, wenn Sie die Option Datendurchsatz für Dateifreigabe maximieren (Maximize Throughput for File Sharing) auswählen. Wenn Sie den Terminalserver verwenden, reduziert Windows 2000 die maximal verfügbare Cachegröße. Unter Windows 2000 wird die Cachegröße nach Bedarf dynamisch angepasst. Eine manuelle Anpassung ist nicht erforderlich.
Obwohl die Cachegröße nicht gesteuert werden kann, können Sie den Systemmonitor verwenden, um die Wirksamkeit des Caches nachzuverfolgen. Sie können das Objekt Cache ebenso nachverfolgen wie die oben erwähnten Objekte Prozess und Speicher. Wenn der Systemmonitor eine große Anzahl von Cache-Fehltreffern oder Zeiten anzeigt, zu denen sich die angeforderten Daten nicht im Cache befinden und von der Festplatte gelesen werden müssen, sollte der Arbeitsspeicher des Computers erhöht werden.
Sie können auch die Option Verwendeten Arbeitsspeicher minimieren (Minimize Memory Used) verwenden, um die Auslagerungen auf die Festplatte zu verringern. Hierauf sollte jedoch als letzte Möglichkeit zurückgegriffen werden. Diese Option kann dazu führen, dass der Arbeitsspeicher des Servers für die Durchführung der erforderlichen Aufgaben nicht ausreicht. Dies kann zu fehlerhaften Verbindungen bzw. zu Fehlern beim Herstellen einer Verbindung zum Server führen.

Dieser Artikel wurde zum Teil aus einer Dokumentation von John Sheesley übernommen. Im Anhang befindet sich der originale Artikel.