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  • 优化Linux的内核参数来提高服务器并发处理能力

    提高Linux系统下的负载能力,可以使用nginx等原生并发处理能力就很强的web服务器
    使用Apache的可以启用其Worker模式,来提高其并发处理能力

    修改Linux的内核相关TCP参数,来最大的提高服务器性能

    最基础的提高负载问题,还是升级服务器硬件

    Linux系统下,TCP连接断开后,会以TIME_WAIT状态保留一定的时间,然后才会释放端口。当并发请求过多的时候,就会产生大量的TIME_WAIT状态的连接,无法及时断开的话,会占用大量的端口资源和服务器资源。这个时候我们可以优化TCP的内核参数,来及时将TIME_WAIT状态的端口清理掉。

    使用netstat命令去查TIME_WAIT状态的连接状态,输入下面的组合命令,查看当前TCP连接的状态和对应的连接数量:

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

    TIME_WAIT的个数

    调整下Linux的TCP内核参数,让系统更快的释放TIME_WAIT连接。

    配置文件:#vim /etc/sysctl.conf

    在这个文件中,加入下面的几行内容:

    net.ipv4.tcp_syncookies = 1
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

    内核参数生效:

    sysctl -p

    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cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    #表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    #表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭;
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
    #修改系統默认的 TIMEOUT 时间。
    

    优化TCP的可使用端口范围,进一步提升服务器的并发能力

    vim /etc/sysctl.conf
    
    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
    

    建议只在流量非常大的服务器上开启,会有显著的效果。

    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 = 10000 65000
    #表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小:32768到61000,改为10000到65000。(注意:这里不要将最低值设的太低,否则可能会占用掉正常的端口!)
    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 = 6000
    #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6000。
    

    对于Apache、Nginx等服务器,上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量,但是对于 Squid,效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT的最大数量,避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT拖死。

    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
    #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-WAIT sockets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:786432 1048576 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。
    
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