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优化Linux下的内核TCP参数以提高系统性能

2013-04-19  king9413

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64位的CentOS 5.5下的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(Max Segment LifeTime)时间,这个是TCP/IP必不可少的,也就是“解决”不了的。

  TCP/IP的设计者如此设计,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服务器中可输入查看当前连接统计数的命令,如下所示:

  netstat -n| awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}' LAST_ACK 14 SYN_RECV 348 ESTABLISHED 70 FIN_WAIT1 229 FIN_WAIT2 30 CLOSING 33 TIME_WAIT 18122

  CLOSED:无连接是活动的或正在进行中的。

  LISTEN:服务器在等待进入呼叫。

  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。

  CLOSING:两边同时尝试关闭。

  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套接字数量经常可达两三万,服务器很容易就会被拖死。不过,我们可以通过修改Linux内核参数来减少Squid服务器的TIME_WAIT套接字数量,命令如下所示:

  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 = 1024 65000 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192 net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000

  其中:

  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。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套接字重新用于新的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套接字的快速回收。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,这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。

  net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200表示当keepalive启用时,TCP发送keepalive消息的频度。默认是2小时,这里改为20分钟。

  net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65000表示向外连接的端口范围。默认值很小:32768~61000,改为1024~65000。

  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。默认为180000,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即生效:

  /sbin/sysctl -p

  如果是用于Apache或Nginx等的Web服务器,或Nginx的反向代理,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 = 1024 65000

  执行以下命令使内核配置立即生效:

  /sbin/sysctl -p

  如果是邮件服务器,则建议内核方案如下:

  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 = 5000 65000 kernel.shmmax = 134217728

  执行以下命令使内核配置立即生效:

  /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,同样也要本着稳定的原则,如果服务器不稳定的话,一切工作和努力都会白费。如果以上优化仍无法满足你的要求,有可能你需要定制你的服务器内核或升级服务器硬件。至于服务的配置优化,超出了本章的内容,大家可根据自己的需求有针对性地进行更改。

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