Linux内核 TCP/IP、Socket参数调优

Doc1:

/proc/sys/net目录

  所有的TCP/IP参数都位于/proc/sys/net目录下(请注意,对/proc/sys/net目录下内容的修改都是临时的,任何修改在系统重启后都会丢失),例如下面这些重要的参数:

 


/etc/sysctl.conf文件

  /etc/sysctl.conf是一个允许你改变正在运行中的Linux系统的接口。它包含一些TCP/IP堆栈和虚拟内存系统的高级选项,可用来控制Linux网络配置,由于/proc/sys/net目录内容的临时性,建议把TCPIP参数的修改添加到/etc/sysctl.conf文件, 然后保存文件,使用命令“/sbin/sysctl –p”使之立即生效。具体修改方案参照上文:

net.core.rmem_default = 256960

net.core.rmem_max = 513920

net.core.wmem_default = 256960

net.core.wmem_max = 513920

net.core.netdev_max_backlog = 2000

net.core.somaxconn = 2048

net.core.optmem_max = 81920

net.ipv4.tcp_mem = 131072  262144  524288

net.ipv4.tcp_rmem = 8760  256960  4088000

net.ipv4.tcp_wmem = 8760  256960  4088000

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1800

net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 30

net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3

net.ipv4.tcp_sack = 1

net.ipv4.tcp_fack = 1

net.ipv4.tcp_timestamps = 1

net.ipv4.tcp_window_scaling = 1

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024  65000

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 2048

 

Doc2:

   可调优的内核变量存在两种主要接口:sysctl命令和/proc文件系统,proc中与进程无关的所有信息都被移植到sysfs中。IPV4协议栈的sysctl参数主要是sysctl.net.core、sysctl.net.ipv4,对应的/proc文件系统是/proc/sys/net/ipv4和/proc/sys/net/core。只有内核在编译时包含了特定的属性,该参数才会出现在内核中。

    对于内核参数应该谨慎调节,这些参数通常会影响到系统的整体性能。内核在启动时会根据系统的资源情况来初始化特定的变量,这种初始化的调节一般会满足通常的性能需求。

    应用程序通过socket系统调用和远程主机进行通讯,每一个socket都有一个读写缓冲区。读缓冲区保存了远程主机发送过来的数据,如果缓冲区已满,则数据会被丢弃,写缓冲期保存了要发送到远程主机的数据,如果写缓冲区已慢,则系统的应用程序在写入数据时会阻塞。可知,缓冲区是有大小的。

socket缓冲区默认大小
/proc/sys/net/core/rmem_default     对应net.core.rmem_default
/proc/sys/net/core/wmem_default     对应net.core.wmem_default
    上面是各种类型socket的默认读写缓冲区大小,然而对于特定类型的socket则可以设置独立的值覆盖默认值大小。例如tcp类型的socket就可以用/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem和tcp_wmem来覆盖。

socket缓冲区最大值:
/proc/sys/net/core/rmem_max        对应net.core.rmem_max
/proc/sys/net/core/wmem_max        对应net.core.wmem_max

/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog    对应 net.core.netdev_max_backlog
    该参数定义了当接口收到包的速率大于内核处理包的速率时,设备的输入队列中的最大报文数。

/proc/sys/net/core/somaxconn        对应 net.core.somaxconn
    通过listen系统调用可以指定的最大accept队列backlog,当排队的请求连接大于该值时,后续进来的请求连接会被丢弃。

/proc/sys/net/core/optmem_max          对应 net.core.optmem_max
    每个socket的副缓冲区大小。

TCP/IPV4内核参数:
    在创建socket的时候会指定socke协议和地址类型。TCP socket缓冲区大小是他自己控制而不是由core内核缓冲区控制。
/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem     对应net.ipv4.tcp_rmem
/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem     对应net.ipv4.tcp_wmem
    以上是TCP socket的读写缓冲区的设置,每一项里面都有三个值,第一个值是缓冲区最小值,中间值是缓冲区的默认值,最后一个是缓冲区的最大值,虽然缓冲区的值不受core缓冲区的值的限制,但是缓冲区的最大值仍旧受限于core的最大值。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_mem  
    该内核参数也是包括三个值,用来定义内存管理的范围,第一个值的意思是当page数低于该值时,TCP并不认为他为内存压力,第二个值是进入内存的压力区域时所达到的页数,第三个值是所有TCP sockets所允许使用的最大page数,超过该值后,会丢弃后续报文。page是以页面为单位的,为系统中socket全局分配的内存容量。

socket的结构如下图:


/proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling      对应net.ipv4.tcp_window_scaling
    管理TCP的窗口缩放特性,因为在tcp头部中声明接收缓冲区的长度为26位,因此窗口不能大于64K,如果大于64K,就要打开窗口缩放。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_sack    对应net.ipv4.tcp_sack
    管理TCP的选择性应答,允许接收端向发送端传递关于字节流中丢失的序列号,减少了段丢失时需要重传的段数目,当段丢失频繁时,sack是很有益的。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_dsack   对应net.ipv4.tcp_dsack
    是对sack的改进,能够检测不必要的重传。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_fack    对应net.ipv4.tcp_fack
    对sack协议加以完善,改进tcp的拥塞控制机制。

TCP的连接管理:
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog    对应net.ipv4.tcp_max_syn_backlog
    每一个连接请求(SYN报文)都需要排队,直至本地服务器接收,该变量就是控制每个端口的 TCP SYN队列长度的。如果连接请求多余该值,则请求会被丢弃。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_syn_retries    对应net.ipv4.tcp_syn_retries
    控制内核向某个输入的SYN/ACK段重新发送相应的次数,低值可以更好的检测到远程主机的连接失败。可以修改为3

/proc/sys/net/ipv4/tcp_retries1    对应net.ipv4.tcp_retries1
    该变量设置放弃回应一个tcp连接请求前,需要进行多少次重试。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2    对应net.ipv4.tcp_retries2
    控制内核向已经建立连接的远程主机重新发送数据的次数,低值可以更早的检测到与远程主机失效的连接,因此服务器可以更快的释放该连接,可以修改为5

TCP连接的保持:
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time        对应net.ipv4.tcp_keepalive_time
    如果在该参数指定的秒数内连接始终处于空闲状态,则内核向客户端发起对该主机的探测

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl    对应net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
    该参数以秒为单位,规定内核向远程主机发送探测指针的时间间隔

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes   对应net.ipv4.tcp_keepalive_probes
    该参数规定内核为了检测远程主机的存活而发送的探测指针的数量,如果探测指针的数量已经使用完毕仍旧没有得到客户端的响应,即断定客户端不可达,关闭与该客户端的连接,释放相关资源。

/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range   对应net.ipv4.ip_local_port_range
    规定了tcp/udp可用的本地端口的范围。

TCP连接的回收:
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_tw_buckets     对应net.ipv4.tcp_max_tw_buckets
   该参数设置系统的TIME_WAIT的数量,如果超过默认值则会被立即清除。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_reuse           对应net.ipv4.tcp_tw_reuse
   该参数设置TIME_WAIT重用,可以让处于TIME_WAIT的连接用于新的tcp连接

/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle         对应net.ipv4.tcp_tw_recycle
   该参数设置tcp连接中TIME_WAIT的快速回收。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout       对应net.ipv4.tcp_fin_timeout
   设置TIME_WAIT2进入CLOSED的等待时间。

/proc/sys/net/ipv4/route/max_size
   内核所允许的最大路由数目。

/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
   接口间转发报文

/proc/sys/net/ipv4/ip_default_ttl
   报文可以经过的最大跳数

虚拟内存参数:
/proc/sys/vm/


   在linux kernel 2.6.25之前通过ulimit -n(setrlimit(RLIMIT_NOFILE))设置每个进程的最大打开文件句柄数不能超过NR_OPEN(1024*1024),也就是100多w(除非重新编译内核),而在25之后,内核导出了一个sys接口可以修改这个最大值/proc/sys/fs/nr_open。shell里不能直接更改,是因为登录的时候pam已经从limits.conf中设置了上限,ulimit命令只能在低于上限的范围内发挥了。

Linux中查看socket状态:
cat /proc/net/sockstat #(这个是ipv4的)

sockets: used 137
TCP: inuse 49 orphan 0 tw 3272 alloc 52 mem 46
UDP: inuse 1 mem 0
RAW: inuse 0
FRAG: inuse 0 memory 0
说明:
sockets: used:已使用的所有协议套接字总量
TCP: inuse:正在使用(正在侦听)的TCP套接字数量。其值≤ netstat –lnt | grep ^tcp | wc –l
TCP: orphan:无主(不属于任何进程)的TCP连接数(无用、待销毁的TCP socket数)
TCP: tw:等待关闭的TCP连接数。其值等于netstat –ant | grep TIME_WAIT | wc –l
TCP:alloc(allocated):已分配(已建立、已申请到sk_buff)的TCP套接字数量。其值等于netstat –ant | grep ^tcp | wc –l
TCP:mem:套接字缓冲区使用量(单位不详。用scp实测,速度在4803.9kB/s时:其值=11,netstat –ant 中相应的22端口的Recv-Q=0,Send-Q≈400)
UDP:inuse:正在使用的UDP套接字数量
RAW:
FRAG:使用的IP段数量

参考:http://www.mjmwired.net/kernel/Documentation/sysctl/

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