优化Linux下的内核TCP参数以提高系统性能

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内核的优化跟服务器的优化一样，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］}'

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所示:
·CLOSED：无连接是活动的或正在进行中。
·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。
·ITMED_WAIT：等待所有分组死掉。
·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，这个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 socket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 socket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Keepalived启用时，TCP发送Keepalived消
息的频度。默认是2小时，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输出警告信息。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马生效：
/sbin/sysctl –p

如果使用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 = 1024 65000

执行以下命令使内核配置立马生效：

/sbin/sysctl –p

如果使用Postfix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，同样也
要本着服务器稳定为最高原则，如果服务器不稳定，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，你有可能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更改。
在本节中，我们从服务器的硬件选择、安装及内核等方面对单机服务器的性能进行了优
化，不过对于网站和系统来说，单机优化对整体性能提升的作用毕竟有限，它们的优化其实
是靠服务器的高可用和高扩展性来实现的，这部分内容我在后面的章节中再来说明。