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高并发情况下Linux系统及kernel参数优化

来源:本站整理 作者:佚名 时间:2017-08-27 TAG: 我要投稿
  这几个参数,建议只在流量非常大的服务器上开启,会有显著的效果。一般的流量小的服务器上,没有必要去设置这几个参数。
net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1200
#表示当keepalive起用的时候,TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时,改为20分钟。
net.ipv4.ip_local_port_range= 1024 65535
#表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小,改为1024到65535。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192
#表示SYN队列的长度,默认为1024,加大队列长度为8192,可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets= 5000
#表示系统同时保持TIME_WAIT的最大数量,如果超过这个数字,TIME_WAIT将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000,改为5000。此项参数可以控制TIME_WAIT的最大数量,只要超出了。
内核其他TCP参数说明:
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 65536
#记录的那些尚未收到客户端确认信息的连接请求的最大值。对于有128M内存的系统而言,缺省值是1024,小内存的系统则是128。
net.core.netdev_max_backlog= 32768
#每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时,允许送到队列的数据包的最大数目。
net.core.somaxconn= 32768
#例如web应用中listen函数的backlog默认会给我们内核参数的net.core.somaxconn限制到128,而nginx定义的NGX_LISTEN_BACKLOG默认为511,所以有必要调整这个值。
net.core.wmem_default= 8388608
net.core.rmem_default= 8388608
net.core.rmem_max= 16777216           #最大socket读buffer,可参考的优化值:873200
net.core.wmem_max= 16777216           #最大socket写buffer,可参考的优化值:873200
net.ipv4.tcp_timestsmps= 0
#时间戳可以避免序列号的卷绕。一个1Gbps的链路肯定会遇到以前用过的序列号。时间戳能够让内核接受这种“异常”的数据包。这里需要将其关掉。
net.ipv4.tcp_synack_retries= 2
#为了打开对端的连接,内核需要发送一个SYN并附带一个回应前面一个SYN的ACK。也就是所谓三次握手中的第二次握手。这个设置决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK包的数量。
net.ipv4.tcp_syn_retries= 2
#在内核放弃建立连接之前发送SYN包的数量。
#net.ipv4.tcp_tw_len= 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse= 1
# 开启重用。允许将TIME-WAITsockets重新用于新的TCP连接。
net.ipv4.tcp_wmem= 8192 436600 873200
# TCP写buffer,可参考的优化值:8192 436600 873200
net.ipv4.tcp_rmem  = 32768 436600 873200
# TCP读buffer,可参考的优化值:32768 436600 873200
net.ipv4.tcp_mem= 94500000 91500000 92700000
# 同样有3个值,意思是:
net.ipv4.tcp_mem[0]:低于此值,TCP没有内存压力。
net.ipv4.tcp_mem[1]:在此值下,进入内存压力阶段。
net.ipv4.tcp_mem[2]:高于此值,TCP拒绝分配socket。
上述内存单位是页,而不是字节。可参考的优化值是:7864321048576 1572864
net.ipv4.tcp_max_orphans= 3276800
#系统中最多有多少个TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。
如果超过这个数字,连接将即刻被复位并打印出警告信息。
这个限制仅仅是为了防止简单的DoS攻击,不能过分依靠它或者人为地减小这个值,
更应该增加这个值(如果增加了内存之后)。
net.ipv4.tcp_fin_timeout= 30
#如果套接字由本端要求关闭,这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对端可以出错并永远不关闭连接,甚至意外当机。缺省值是60秒。2.2 内核的通常值是180秒,你可以按这个设置,但要记住的是,即使你的机器是一个轻载的WEB服务器,也有因为大量的死套接字而内存溢出的风险,FIN-WAIT-2的危险性比FIN-WAIT-1要小,因为它最多只能吃掉1.5K内存,但是它们的生存期长些。
  同时还涉及到一个TCP 拥塞算法的问题,你可以用下面的命令查看本机提供的拥塞算法控制模块:
sysctlnet.ipv4.tcp_available_congestion_control
  对于几种算法的分析,详情可以参考下:TCP拥塞控制算法的优缺点、适用环境、性能分析,比如高延时可以试用hybla,中等延时可以试用htcp算法等。
如果想设置TCP 拥塞算法为hybla
net.ipv4.tcp_congestion_control=hybla
  额外的,对于内核版高于于3.7.1的,我们可以开启tcp_fastopen:
net.ipv4.tcp_fastopen= 3
IO事件分配机制
  在Linux启用高并发TCP连接,必须确认应用程序是否使用了合适的网络I/O技术和I/O事件分派机制。可用的I/O技术有同步I/O,非阻塞式同步I/O,以及异步I/O。在高TCP并发的情形下,如果使用同步I/O,这会严重阻塞程序的运转,除非为每个TCP连接的I/O创建一个线程。但是,过多的线程又会因系统对线程的调度造成巨大开销。因此,在高TCP并发的情形下使用同步I/O是不可取的,这时可以考虑使用非阻塞式同步I/O或异步I/O。非阻塞式同步I/O的技术包括使用select(),poll(),epoll等机制。异步I/O的技术就是使用AIO。
  从I/O事件分派机制来看,使用select()是不合适的,因为它所支持的并发连接数有限(通常在1024个以内)。如果考虑性能,poll()也是不合适的,尽管它可以支持的较高的TCP并发数,但是由于其采用“轮询”机制,当并发数较高时,其运行效率相当低,并可能存在I/O事件分派不均,导致部分TCP连接上的I/O出现“饥饿”现象。而如果使用epoll或AIO,则没有上述问题(早期Linux内核的AIO技术实现是通过在内核中为每个I/O请求创建一个线程来实现的,这种实现机制在高并发TCP连接的情形下使用其实也有严重的性能问题。但在最新的Linux内核中,AIO的实现已经得到改进)。
综上所述,在开发支持高并发TCP连接的Linux应用程序时,应尽量使用epoll或AIO技术来实现并发的TCP连接上的I/O控制,这将为提升程序对高并发TCP连接的支持提供有效的I/O保证。
  经过这样的优化配置之后,服务器的TCP并发处理能力会显著提高。以上配置仅供参考,用于生产环境请根据自己的实际情况调整观察再调整。

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