linux作業系統網絡核心優化

Linux系統下，TCP連接配接斷開後，會以TIME_WAIT狀态保留一定的時間，然後才會釋放端口。當并發請求過多的時候，

就會産生大量的TIME_WAIT狀态的連接配接，無法及時斷開的話，會占用大量的端口資源和伺服器資源。這個時候我們可以優化TCP的核心參數，

來及時将TIME_WAIT狀态的端口清理掉。

本文介紹的方法隻對擁有大量TIME_WAIT狀态的連接配接導緻系統資源消耗有效，如果不是這種情況下，效果可能不明顯。

可以使用netstat指令去查TIME_WAIT狀态的連接配接狀态，輸入下面的組合指令，檢視目前TCP連接配接的狀态和對應的連接配接數量：

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

這個指令會輸出類似下面的結果：

LAST_ACK 16

SYN_RECV 348

ESTABLISHED 70

FIN_WAIT1 229

FIN_WAIT2 30

CLOSING 33

TIME_WAIT 18098

我們隻用關心TIME_WAIT的個數，在這裡可以看到，有18000多個TIME_WAIT，這樣就占用了18000多個端口。要知道端口的數量隻有65535個，

占用一個少一個，會嚴重的影響到後繼的新連接配接。這種情況下，我們就有必要調整下Linux的TCP核心參數，讓系統更快的釋放TIME_WAIT連接配接。

核心參數的優化：

#表示系統同時保持TIME_WAIT的最大數量，如果超過這個數字，TIME_WAIT将立刻被清除并列印警告資訊。

預設為180000，改為6000。對于Apache、Nginx等伺服器，上幾行的參數可以很好地減少TIME_WAIT套接字數量，

但是對于 Squid，效果卻不大。此項參數可以控制TIME_WAIT的最大數量，避免Squid伺服器被大量的TIME_WAIT拖死。

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000

#表示用于向外連接配接的随機端口範圍。預設情況下很小：32768到61000，改為10000到65000

（注意：這裡不要将最低值設的太低，否則可能會占用掉正常的端口！）

net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65536

#表示開啟TCP連接配接中TIME-WAIT sockets的快速回收，預設為0，表示關閉；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

#開啟重用。允許将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接配接，預設為0，表示關閉；

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

#開啟SYN Cookies，當出現SYN等待隊列溢出時，啟用cookies來處理,可防範少量SYN攻擊，預設為0，表示關閉；

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

#表示當keepalive起用的時候，TCP發送keepalive消息的頻度。預設是2小時7200，改為20分鐘。機關是秒

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200

#web應用中listen函數的backlog預設會給我們核心參數的net.core.somaxconn限制到128，

而Nginx核心參數定義的NGX_LISTEN_BACKLOG預設為511，是以有必要調整這個值

net.core.somaxconn = 32768

#每個網絡接口接收資料包的速率比核心處理這些包的速率快時，允許送到隊列的資料包的最大數目

net.core.netdev_max_backlog = 32768

#系統中最多有多少個TCP套接字不被關聯到任何一個使用者檔案句柄上。如果超過這個數字，孤兒連接配接将即刻被複位并列印出警告資訊。

這個限制僅僅是為了防止簡單的DoS攻擊，不能過分依靠它或者人為地減小這個值，更應該增加這個值(如果增加了記憶體之後)

net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800

#記錄的那些尚未收到用戶端确認資訊的連接配接請求的最大值。

#表示SYN隊列的長度，預設為1024，加大隊列長度為8192，可以容納更多等待連接配接的網絡連接配接數

對于那些依然還未獲得用戶端确認的連接配接請求﹐需要儲存在隊列中最大數目。對于超過 128Mb 記憶體的系統﹐預設值是 1024 ﹐

低于 128Mb 的則為 128。如果伺服器經常出現過載﹐可以嘗試增加這個數字。警告﹗假如您将此值設為大于 1024﹐

最好修改 include/net/tcp.h 裡面的 TCP_SYNQ_HSIZE ﹐以保持 TCP_SYNQ_HSIZE*16(SYN Flood攻擊利用TCP協定散布握手的缺陷，

僞造虛假源IP位址發送大量TCP-SYN半打開連接配接到目标系統，最終導緻目标系統Socket隊列資源耗盡而無法接受新的連接配接。

為了應付這種攻擊，現代Unix系統中普遍采用多連接配接隊列處理的方式來緩沖(而不是解決)這種攻擊，

是用一個基本隊列處理正常的完全連接配接應用(Connect()和Accept() )，是用另一個隊列單獨存放半打開連接配接。

這種雙隊列處理方式和其他一些系統核心措施(例如Syn-Cookies/Caches)聯合應用時，能夠比較有效的緩解小規模的SYN Flood攻擊(事實證明)

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192

#時間戳可以避免序列号的卷繞。一個1Gbps的鍊路肯定會遇到以前用過的序列号。

時間戳能夠讓核心接受這種“異常”的資料包。這裡需要将其關掉。

Timestamps 用在其它一些東西中﹐可以防範那些僞造的 sequence 号碼。一條1G的寬帶線路或許會重遇到帶 

out-of-line數值的舊sequence 号碼(假如它是由于上次産生的)。Timestamp 會讓它知道這是個 '舊封包'。

(該檔案表示是否啟用以一種比逾時重發更精确的方法（RFC 1323）來啟用對 RTT 的計算；為了實作更好的性能應該啟用這個選項。) 預設值為1

net.ipv4.tcp_timestamps = 0

#為了打開對端的連接配接，核心需要發送一個SYN并附帶一個回應前面一個SYN的ACK。

也就是所謂三次握手中的第二次握手。這個設定決定了核心放棄連接配接之前發送SYN+ACK包的數量。

net.ipv4.tcp_synack_retries = 2

#在核心放棄建立連接配接之前發送SYN包的數量

net.ipv4.tcp_syn_retries = 2

#在核心放棄建立連接配接之前發送SYN包的數量。

net.ipv4.tcp_syn_retries = 1

#net.ipv4.tcp_tw_len = 1

#如果套接字由本端要求關閉，這個參數決定了它保持在FIN-WAIT-2狀态的時間。

對端可能出錯并永遠不關閉連接配接，甚至意外當機。預設值是60秒。2.2 核心的通常值是180秒，

你可以按這個設定，但要記住的是，即使你的機器是一個輕載的WEB伺服器，

也有因為大量的死套接字而記憶體溢出的風險，FIN- WAIT-2的危險性比FIN-WAIT-1要小，因為它最多隻能吃掉1.5K記憶體，但是它們的生存期長些。

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

# TCP讀buffer,可參考的優化值: 32768 436600 873200  min, default, max

net.ipv4.tcp_rmem  = 32768 436600 873200

min：為TCP socket預留用于接收緩沖的記憶體數量，

即使在記憶體出現緊張情況下tcp socket都至少會有這麼多數量的記憶體用于接收緩沖，預設值為8K。

default：為TCP socket預留用于接收緩沖的記憶體數量，預設情況下該值影響其它協定使用的 net.core.wmem_default 值。

該值決定了在tcp_adv_win_scale、tcp_app_win和tcp_app_win=0預設值情況下，TCP視窗大小為65535。預設值為87380

max：用于TCP socket接收緩沖的記憶體最大值。該值不會影響 net.core.wmem_max，"靜态"選擇參數 SO_SNDBUF則不受該值影響。

預設值為 128K。預設值為87380*2 bytes。

（可以看出，.max的設定最好是default的兩倍,對于NAT來說主要該增加它,我的網絡裡為 51200 131072 204800）

# TCP寫buffer,可參考的優化值: 8192 436600 873200    min, default, max

net.ipv4.tcp_wmem = 8192 436600 873200

min：為TCP socket預留用于發送緩沖的記憶體最小值。每個tcp socket都可以在建議以後都可以使用它。預設值為4096(4K)

default：為TCP socket預留用于發送緩沖的記憶體數量，預設情況下該值會影響其它協定使用的net.core.wmem_default 值，

一般要低于net.core.wmem_default的值。預設值為16384(16K)。

max: 用于TCP socket發送緩沖的記憶體最大值。該值不會影響net.core.wmem_max，"靜态"選擇參數SO_SNDBUF則不受該值影響。

預設值為131072(128K)。（對于伺服器而言，增加這個參數的值對于發送資料很有幫助,在我的網絡環境中,修改為了51200 131072 204800）

net.ipv4.tcp_mem = 94500000 91500000 92700000  low, pressure, high

# 同樣有3個值,意思是:

net.ipv4.tcp_mem[0]:低于此值，TCP沒有記憶體壓力。

net.ipv4.tcp_mem[1]:在此值下，進入記憶體壓力階段。

net.ipv4.tcp_mem[2]:高于此值，TCP拒絕配置設定socket。

上述記憶體機關是頁，而不是位元組。可參考的優化值是:786432 1048576 1572864

low：當TCP使用了低于該值的記憶體頁面數時，TCP不會考慮釋放記憶體。

(理想情況下，這個值應與指定給 tcp_wmem 的第 2 個值相比對 - 這第 2 個值表明，最大頁面大小乘以最大并發請求數除以頁大小 (131072 * 300 / 4096)。 )

pressure：當TCP使用了超過該值的記憶體頁面數量時，TCP試圖穩定其記憶體使用，進入pressure模式，

當記憶體消耗低于low值時則退出pressure狀态。(理想情況下這個值應該是 TCP 可以使用的總緩沖區大小的最大值 (204800 * 300 / 4096)。 )

high：允許所有tcp sockets用于排隊緩沖資料報的頁面量。

(如果超過這個值，TCP 連接配接将被拒絕，這就是為什麼不要令其過于保守 (512000 * 300 / 4096) 的原因了。 

在這種情況下，提供的價值很大，它能處理很多連接配接，是所預期的 2.5 倍；或者使現有連接配接能夠傳輸 2.5 倍的資料。

 我的網絡裡為192000 300000 732000)

一般情況下這些值是在系統啟動時根據系統記憶體數量計算得到的。

net.core.wmem_default = 8388608

net.core.rmem_default = 8388608

net.core.rmem_max = 16777216           #最大socket讀buffer,可參考的優化值:873200

net.core.wmem_max = 16777216           #最大socket寫buffer,可參考的優化值:873200

總結一下：

這幾個參數，建議隻在流量非常大的伺服器上開啟，會有顯著的效果。一般的流量小的伺服器上，沒有必要去設定這幾個參數。

net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000

本文轉自 yuri_cto 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/laobaiv1/1952732，如需轉載請自行聯系原作者