优化Linux下的内核TCP参数以提高系统性能

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。