优化Linux下的内核TCP参数

优化Linux下的内核TCP参数以提高系统性能

内核的优化跟服务器的优化一样,应本着稳定安全的原则。下面以Squid服务器为例来说明,待客户端与服务器端建立TCP/IP连接后就会关闭Socket,服务器端连接的端口状态也就变为TIME_WAIT了。那是不是所有执行主动关闭的Socket都会进入TIME_WAIT状态呢?有没有什么情况可使主动关闭的Socket直接进入CLOSED状态呢?答案是主动关闭的一方在发送最后一个ACK后就会进入TIME_WAIT状态,并停留2MSL(报文最大生存)时间,这是TCP/IP必不可少的,也就是说这一点是“解决”不了的。
TCP/IP设计者如此设计,主要原因有两个:

  • 防止上一次连接中的包迷路后重新出现,影响新的连接(经过2MSL时间后,上一次连接中所有重复的包都会消失)。
  • 为了可靠地关闭TCP连接。主动关闭方发送的最后一个ACK(FIN)有可能会丢失,如果丢失,被动方会重新发送FIN,这时如果主动方处于CLOSED状态,就会响应RST而不是ACK。所以主动方要处于TIME_WAIT状态,而不能是CLOSED状态。另外,TIME_WAIT并不会占用很大的资源,除非受到攻击。

在Squid服务器中可输入如下命令查看当前连接统计数:

netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END{for(a in S) print a, S[a]}'

命令显示结果如下所示:

LAST_ACK 14
SYN_RECV 348
ESTABLISHED 70
FIN_WAIT1 229
FIN_WAIT2 30
CLOSING 33
TIME_WAIT 18122

命令中的含义分别如下。

  • CLOSED:无活动的或正在进行的连接。
  • LISTEN:服务器正在等待进入呼叫。
  • SYN_RECV:一个连接请求已经到达,等待确认。
  • SYN_SENT:应用已经开始,打开一个连接。
  • ESTABLISHED:正常数据传输状态。
  • FIN_WAIT1:应用说它已经完成。
  • FIN_WAIT2:另一边已同意释放。
  • ITMED_WAIT:等待所有分组死掉。
  • CLOSING:两边尝试同时关闭。
  • TIME_WAIT:另一边已初始化一个释放。
  • LAST_ACK:等待所有分组死掉。

也就是说,这条命令可以把当前系统的网络连接状态分类汇总。

在Linux下高并发的Squid服务器中,TCP TIME_WAIT套接字的数量经常可达到两三万,服务器很容易就会被拖死。不过,可以通过修改Linux内核参数来减少Squid服务器的TIME_WAIT套接字数量,命令如下:
vim /etc/sysctl.conf
然后,增加以下参数:

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000

以下将简单说明上面各个参数的含义:

  • net.ipv4.tcp_syncookies=1表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用Cookie来处理,可防范少量的SYN攻击。该参数默认为0,表示关闭。
  • net.ipv4.tcp_tw_reuse=1表示开启重用,即允许将TIME-WAIT套接字重新用于新的TCP连接。该参数默认为0,表示关闭。
  • net.ipv4.tcp_tw_recycle=1表示开启TCP连接中TIME-WAIT套接字的快速回收,该参数默认为0,表示关闭。
  • net.ipv4.tcp_fin_timeout=30表示如果套接字由本端要求关闭,那么这个参数将决定它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。
  • net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200表示当Keepalived启用时,TCP发送Keepalived消息的频度改为20分钟,默认值是2小时。
  • net.ipv4.ip_local_port_range=1000065000表示CentOS系统向外连接的端口范围。其默认值很小,这里改为10000到65000。建议不要将这里的最低值设得太低,否则可能会占用正常的端口。
  • net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192表示SYN队列的长度,默认值为1024,此处加大队列长度为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套接字的最大数量,如果超过这个数字,TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息,默认值为180000,此处改为5000。对于Apache、Nginx等服务器,前面介绍的几个参数已经可以很好地减少TIME_WAIT套接字的数量,但是对于Squid来说,效果却不大,有了此参数就可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量,避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。
    执行以下命令使内核配置立马生效:
    /sbin/sysctl –p
    如果是用于Apache或Nginx等Web服务器,则只需要更改以下几项即可:
net.ipv4.tcp_syncookies=1
net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000

执行以下命令使内核配置立马生效:
/sbin/sysctl –p
如果是Postfix邮件服务器,则建议内核优化方案如下:

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000
kernel.shmmax = 134217728

执行以下命令使内核配置立马生效:
/sbin/sysctl –p
当然这些都只是最基本的更改,大家还可以根据自己的需求来更改内核的设置,比如我们的线上机器在高并发的情况下,经常会出现“TCP:too many orpharned sockets”的报错尽量也要本着服务器稳定的最高原则。如果服务器不稳定的话,一切工作和努力就都会白费。如果以上优化仍无法满足工作要求,则有可能需要定制你的服务器内核或升级服务器硬件。

shadowsocks 或者vpn等服务器可以改变内核一下配置达到高并发

编辑 /etc/security/limits.conf
最后添加
* soft nofile 51200
* hard nofile 51200
然后在运行之前执行
ulimit -n 51200
然后编辑 /etc/sysctl.conf
fs.file-max = 51200
net.core.rmem_max = 67108864
net.core.wmem_max = 67108864
net.core.netdev_max_backlog = 250000
net.core.somaxconn = 4096
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 67108864
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 67108864
net.ipv4.tcp_mtu_probing = 1
保存
sysctl -p 来使其生效。

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