内核 TCP 参数调优

Posted 2022-02-11 看，未来

Linux系统下，TCP连接断开后，会以 TIME_WAIT 状态保留一定时间，然后才释放端口。当并发请求过多时，会产生大量 TIME_WAIT 状态连接，无法及时断开会占用大量的端口资源和服务器资源。这时可优化TCP内核参数，及时将TIME_WAIT状态的端口清理掉。

下面方法只对大量 TIME_WAIT 状态的连接导致系统资源消耗有效，如不是这种情况，效果可能不明显。可用 netstat 命令查 TIME_WAIT 状态，输入下面命令，

查看当前TCP连接的状态和对应的连接数量：

netstat -atn|awk '/^tcp/++count[$NF] END for(a in count) print a,count[a]'

#这个命令会输出类似下面的结果：
LAST_ACK18
SYN_RECV364
ESTABLISHED70
FIN_WAIT1342
FIN_WAIT260
CLOSING43
TIME_WAIT15649

只用关心 TIME_WAIT 个数，看到有15000多个 TIME_WAIT，这就占了15000多个端口。端口数量只有65535个，占一个少一个，严重影响到新连接。这时，有必要调整下Linux的TCP内核参数，让系统更快的释放TIME_WAIT连接。

编辑配置文件:/etc/sysctl.conf，在这个文件中，加入下面几行内容：

net.ipv4.tcp_syncookies= 1	#开启SYNCookies。当SYN等待队列溢出时，启用cookies处理，可防范少量SYN攻击，默认0，表关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse= 1	#开启重用。允许将TIME-WAITsockets重用于新的TCP连接，默认0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_recycle= 1	#开启TCP连接中TIME-WAITsockets的快速回收，默认0，表关闭；
net.ipv4.tcp_fin_timeout= 30	#修改系統默认的 TIMEOUT 时间。

输入下面的命令，让内核参数生效：

sysctl -p

经过这样调整后，除进一步提升服务器的负载能力外，还能防御小流量程度的DoS、CC和SYN攻击。

此外，如果连接数本身就很多，可再优化TCP 的可用端口范围，进一步提升服务器的并发能力。依然是往上面的参数文件中，加入下面配置：

net.ipv4.tcp_keepalive_time= 1200	#当keepalive起用时，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= 1024 65535	#用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小，改为1024到65535。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 8192	#SYN队列长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可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最大数量，如果超过，TIME_WAIT将立刻被清除并打印警告信息。默认180000，改为5000。此项参数可控制TIME_WAIT 最大数量。

这几个参数，建议在流量非常大的服务器上开启，会有显著效果。一般的流量小的服务器上，没必要去设这几个参数。

内核其他TCP参数说明：

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog= 65536		#记录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的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。
net.core.somaxconn= 32768		#如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,可参考优化值:873200
net.core.wmem_max= 16777216 #最大socket写buffer,可参考优化值:873200
net.ipv4.tcp_timestsmps= 0	#时间戳可避免序列号的卷绕。一个1Gbps的链路肯定会遇到以前用的序列号。时间戳能让内核接受这种“异常”的数据包。这里需将其关掉。
net.ipv4.tcp_synack_retries= 2	#为打开对端的连接，内核需发送个SYN并附带个回应前一个SYN的ACK。即三次握手中的第二次握手。该设置决定内核放弃连接前发SYN+ACK包的数量。
net.ipv4.tcp_syn_retries= 2	#在内核放弃建立连接前发送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-WAITsockets重用于新TCP连接。
net.ipv4.tcp_wmem= 8192 436600 873200	#TCP写buffer,可参考优化值:8192 436600 873200

net.ipv4.tcp_rmem = 32768 436600 873200	#TCP读buffer,可参考优化值: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无内存压力。
#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。可参考优化值是:7864321048576 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,如超过，连接将即刻被复位并打印警告信息,这个限制仅是为防止简单的DoS攻击，不能过分依靠它或人为减小这个值，更应该增加这个值(如果增加内存后)。

net.ipv4.tcp_fin_timeout= 30
#如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对端可出错并永不关闭连接，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，但即使是个轻载的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 小，因为它最多只能吃掉1.5K内存，但它们的生存期长些。