linux服务器性能调优之tcp/ip性能调优

TCP状态迁移图

一、TCP状态详细介绍：

在TCP/IP协议中，TCP协议书给予靠谱的连接服务项目，选用三次握手创建一个连接。

第一次握手：建立连接时，手机客户端发送syn包(syn=x)到网络服务器，并进到SYN_SEND状态，等候网络服务器确定；第二次握手：网络服务器收到syn包，务必确定顾客的SYN（ack=x 1），与此同时自身也发送一个SYN包（syn=y），即SYN ACK包，这时网络服务器进到SYN_RECV状态；第三次握手：手机客户端收到网络服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确定包ACK(ack=y 1)，此包发送结束，手机客户端和网络服务器进到ESTABLISHED状态，进行三次握手。

完成三次握手，手机客户端与网络服务器逐渐传送数据，在以上流程中，也有一些主要的定义：

未连接序列：在三次握手协议书中，服务器管理一个未连接序列，该队列入每一个手机客户端的SYN包（syn=j）设立一个内容，该条目表明网络服务器已收到 SYN包，并向顾客传出确定，已经等候顾客的确定包。这种内容所标志的连接在网络服务器处在Syn_RECV状态，当网络服务器收到顾客的确定包时，删掉该内容， 网络服务器进到ESTABLISHED状态。Backlog主要参数：表明未连接序列的较大容下数量。

SYN-ACK 重新传输频次　网络服务器发送完SYN－ACK包，假如未收到顾客确定包，服务器虚拟机初次重新传输，等候一段时间仍未收到顾客确定包，开展第二次重新传输，假如重新传输频次超 过系统软件要求的较大重新传输频次，系统软件将该连接信息内容从半连接序列中删掉。留意，每一次重新传输等待时间不一定同样。

半连接生存時间：就是指半连接序列的内容生存的较长時间，也即服务项目从收到SYN包到确定这一报文失效的较长時间，该时间值是全部重新传输要求包的最久等待的时间总数。有时候人们也称半连接生存時间为Timeout时间、SYN_RECV生存時间。

状态表述CLOSED: 表明原始状态。

LISTEN:表明服务端的某一SOCKET处在监视状态，可以接纳连接

SYN_RCVD:表明接纳到了SYN报文，在通常情况下，这一状态是服务端的SOCKET在创建TCP连接时的三次握手对话流程中的一个正中间状态，很短暂性，大部分用 netstat你是难以见到这类状态的，除非是你刻意写了一个手机客户端测试代码，故意将三次TCP握手流程中最后一个ACK报文不予以发送。因而这类状态时，当 收到手机客户端的ACK报文后，它会加入到ESTABLISHED状态。

SYN_SENT:这一状态与SYN_RCVD犹记照应，当手机客户端SOCKET实行CONNECT连接时，它最先发送SYN报文，因而也随后它会进到到了SYN_SENT状态，并等候服务器端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表明手机客户端已发送SYN报文。

ESTABLISHED：表明连接早已创建

FIN_WAIT_1:FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正的含意全是表明等候另一方的FIN报文。而这二种状态的差别是：FIN_WAIT_1状态事实上是当 SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想积极关掉连接，向另一方发送了FIN报文，这时该SOCKET即进到到FIN_WAIT_1状态。而当对 方回复ACK报文后，则进到到FIN_WAIT_2状态，自然在具体的通常情况下，无论另一方哪种状况下，都应当立刻回复ACK报文，因此 FIN_WAIT_1状态一般是非常难看到的，而FIN_WAIT_2状态也有时经常可以用netstat见到。

FIN_WAIT_2:FIN_WAIT_2状态下的SOCKET，表明半连接，也既有一方规定close连接，但此外还告知另一方，我目前还有点儿数据信息必须传输让你，稍候再关掉连接。

TIME_WAIT:表明收到了别人的FIN报文，并发送出了ACK报文，就等2MSL后就可以返回CLOSED可以用状态了。假如FIN_WAIT_1状态下，收到了另一方与此同时带FIN标示和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须通过FIN_WAIT_2状态。

CLOSING:通常情况下，发送FIN报文后，按道理而言是应当先收到（或与此同时收到）另一方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。可是CLOSING状态表明你发送FIN 报文后，并沒有收到另一方的ACK报文，反倒却也收到了别人的FIN报文。什么情况会发生此类状况呢？实际上细想一下，也不会太难得出以下结论：：那便是假如彼此几乎 在与此同时close一个SOCKET得话，那麼就产生了彼此与此同时发送FIN报文的状况，也即会发生CLOSING状态，表明双方都已经关掉SOCKET连 接。

CLOSE_WAIT:表明等待关掉。怎么理解呢？当另一方close一个SOCKET后发送FIN报文为自己，你系统软件不容置疑会回复一个ACK报文给另一方，这时则进到到 CLOSE_WAIT状态。下面呢，事实上你真的必须考量的事儿是查看你是不是也有数据信息发送给另一方，要是没有得话，那麼你也就可以 close这一SOCKET，发送FIN报文给另一方，也即关掉连接。因此你在CLOSE_WAIT状态下，必须进行的事儿是等候你来关掉连接。

LAST_ACK:处于被动关掉一方在发送FIN报文后，最终等候另一方的ACK报文。当收到ACK报文后，也即可以加入到CLOSED可以用状态了。

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二、调优：

全部的TCP/IP调优主要参数都坐落于/proc/sys/net/文件目录. 例如, 下边是最重要的一些调优主要参数, 后边是他们的含意:

1. /proc/sys/net/core/rmem_ ** x — 较大的TCP数据信息接受缓存2. /proc/sys/net/core/wmem_ ** x — 较大的TCP数据信息发送缓存3. /proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps — 时间格式在(请参照RFC 1323)TCP的包头市提升12个字节数4. /proc/sys/net/ipv4/tcp_sack — 有挑选的回复5. /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling — 适用更多的TCP对话框. 假如TCP对话框较大超出65535( ** K), 务必设定该数据为16. rmem_default — 默认设置的接受对话框尺寸7. rmem_ ** x — 接受对话框的较大尺寸8. wmem_default — 默认设置的发送对话框尺寸9. wmem_ ** x — 发送对话框的较大尺寸

net.core.rmem_default = 256960net.core.rmem_ ** x = 256960net.core.wmem_default = 256960net.core.wmem_ ** x = 256960

net.ipv4.tcp_timestamps = 0net.ipv4.tcp_sack =1net.ipv4.tcp_window_scaling = 1

别的调优：打开SYN Cookies。当发生SYN等候序列外溢时，开启cookies来解决，可预防少许SYN***，默认设置为0，表明关掉；net.ipv4.tcp_syncookies = 1

打开器重。容许将TIME-WAIT sockets再次用以新的TCP连接，默认设置为0，表明关掉；net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

打开TCP连接中TIME-WAIT sockets的迅速回收利用，默认设置为0，表明关掉；net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

系统软件默认设置的TIMEOUT時间。net.ipv4.tcp_fin_timeout = 5

当keepalive起用的情况下，TCP发送keepalive信息的频率。缺省是2钟头，改成20分鐘(20*60s)net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200

表明用以向外连接的端口范围。缺省状况下不大：32768到61000，改成10000到65000net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65000

SYN序列的长短，默认设置为1024，增加序列长短为8192，可以承载大量等候连接的互联网连接数net.ipv4.tcp_ ** x_syn_backlog = 8192

系统软件与此同时维持TIME_WAIT的最高总数，假如超出这一数据，TIME_WAIT将马上被消除并打印警示信息内容。默认设置为180000，改成5000net.ipv4.tcp_ ** x_tw_buckets = 5000

别的调优主要参数tcp_syn_retries ：INTEGER默认值是5针对一个新创建连接，核心要发送多少个 SYN 连接要求才决策舍弃。不应该超过255，默认值是5，相匹配于180秒上下時间。(针对大负荷而物理学通讯优良的互联网来讲,这一值较高,可改动为2.这一值仅 仅是对于对外开放的连接,对其中的连接,是由tcp_retries1 决策的)

tcp_synack_retries ：INTEGER默认值是5针对远端连接要求SYN，核心会发送SYN ＋ ACK数据信息报，以确定收到上一个 SYN连接要求包。这也是所说的三次握手( threeway handshake)体制的第二个流程。这儿决策核心在舍弃连接以前所送出去的 SYN ACK 数量。不应该超过255，默认值是5，相匹配于180秒上下時间。(可以依据以上的 tcp_syn_retries 来决策这一值)

tcp_keepalive_time ：INTEGER默认值是7200(2钟头)当keepalive开启的情形下，TCP发送keepalive信息的頻率。(因为现阶段互联网***等要素,导致了运用这一开展的***很经常,以前也是有cu 的好朋友提及过,说假如2边创建了连接,随后不发送一切信息或是rst/fin信息,那麼不断的时间段是否便是2钟头,空连接***? tcp_keepalive_time便是防止此情况的.我本人在做nat服务项目的那时候的改动数值1800秒)

tcp_keepalive_probes：INTEGER默认值是9TCP发送keepalive检测以确认该连接早已断掉的频次。(留意:维持连接仅在SO_KEEPALIVEtcp协议选择项被开启是才发送.频次默认设置不用改动,自然依据情况还可以适度地减少此值.设定为5比较适合)

tcp_keepalive_intvl：INTEGER默认值为75检测信息发送的頻率，乘于tcp_keepalive_probes就获得针对从开始检测至今初始化失败的连接杀除的時间。默认值为75秒，也就是沒有主题活动 的连接将在大概11分鐘之后将被丢掉。(针对一般运用而言,这一值有一些偏大,可以按照必须改小.尤其是web类网络服务器必须改小该值,15是个比较适合的 值)

tcp_retries1 ：INTEGER默认值是3舍弃回复一个TCP连接要求前﹐必须开展几回再试。RFC 要求最少的标值是3﹐这也是默认值﹐依据RTO的值大概在3秒 – 8分鐘中间。(留意:这一值与此同时还决策进到的syn连接)

tcp_retries2 ：INTEGER默认值为15在丢掉激话(已创建通信情况)的TCP连接以前﹐必须开展几回再试。默认值为15，依据RTO的值来决策，等同于13-30分鐘(RFC1122要求，务必超过100秒).(这一值依据现阶段的网络连接设置,可以合理地改小,我的网络内改动为了更好地5)

tcp_orphan_retries ：INTEGER默认值是7在近端丢掉TCP连接以前﹐要完成几回再试。默认值是7个﹐等同于 50秒 – 16分鐘﹐视 RTO 而定。假如您的系统软件是负荷非常大的web服务器﹐那麼或许必须减少该值﹐这类 sockets 很有可能会消耗很多的資源。此外参的考 tcp_ ** x_orphans 。(实际上做NAT的情况下,减少该值也是益处明显的,我自己的网络中减少该数值3)

tcp_fin_timeout ：INTEGER默认值是 60针对本端断掉的socket连接，TCP保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对方可能会断开连接或一直不结束连接或不可预料的进程死亡。默认值为 60 秒。过去在2.2版本的内核中是 180 秒。您可以设置该值﹐但需要注意﹐如果您的机器为负载很重的web服务器﹐您可能要冒内存被大量无效数据报填满的风险﹐FIN-WAIT-2 sockets 的危险性低于 FIN-WAIT-1 ﹐因为它们最多只吃 1.5K 的内存﹐但是它们存在时间更长。另外参考 tcp_ ** x_orphans。(事实上做NAT的时候,降低该值也是好处显著的,我本人的网络环境中降低该值为30)

tcp_ ** x_tw_buckets ：INTEGER默认值是180000系 统在同时所处理的最大 timewait sockets 数目。如果超过此数的话﹐time-wait socket 会被立即砍除并且显示警告信息。之所以要设定这个限制﹐纯粹为了抵御那些简单的 DoS ***﹐千万不要人为的降低这个限制﹐不过﹐如果网络条件需要比默认值更多﹐则可以提高它(或许还要增加内存)。(事实上做NAT的时候最好可以适当地增加 该值)

tcp_tw_recycle ：BOOLEAN默认值是0打开快速 TIME-WAIT sockets 回收。除非得到技术专家的建议或要求﹐请不要随意修改这个值。(做NAT的时候，建议打开它)

tcp_tw_reuse：BOOLEAN默认值是0该文件表示是否允许重新应用处于TIME-WAIT状态的socket用于新的TCP连接(这个对快速重启动某些服务,而启动后提示端口已经被使用的情形非常有帮助)

tcp_ ** x_orphans ：INTEGER缺省值是8192系统所能处理不属于任何进程的TCP sockets最大数量。假如超过这个数量﹐那么不属于任何进程的连接会被立即reset，并同时显示警告信息。之所以要设定这个限制﹐纯粹为了抵御那些 简单的 DoS ***﹐千万不要依赖这个或是人为的降低这个限制(这个值Redhat AS版本中设置为32768,但是很多防火墙修改的时候,建议该值修改为2000)

tcp_abort_on_overflow ：BOOLEAN缺省值是0当守护进程太忙而不能接受新的连接，就象对方发送reset消息，默认值是false。这意味着当溢出的原因是因为一个偶然的猝发，那么连接将恢复状态。 只有在你确信守护进程真的不能完成连接请求时才打开该选项，该选项会影响客户的使用。(对待已经满载的send ** il,apache这类服务的时候,这 个可以很快让客户端终止连接,可以给予服务程序处理已有连接的缓冲机会,所以很多防火墙上推荐打开它)

tcp_syncookies ：BOOLEAN默认值是0只有在内核编译时选择了CONFIG_SYNCOOKIES时才会发生作用。当出现syn等候队列出现溢出时象对方发送syncookies。目的是为了防止syn flood***。注意：该选项千万不能用于那些没有收到***的高负载服务器，如果在日志中出现synflood消息，但是调查发现没有收到synflood***，而是合法用户的连接负载过高的原因，你应该调整其它参数来提高服务器性能。参考:tcp_ ** x_syn_backlogtcp_synack_retriestcp_abort_on_overflowsyncookie严重的违背TCP协议，不允许使用TCP扩展，可能对某些服务导致严重的性能影响(如 ** TP转发)。(注意,该实现与BSD上面使用 的tcp proxy一样,是违反了RFC中关于tcp连接的三次握手实现的,但是对于防御syn-flood的确很有用.)

tcp_stdurg ：BOOLEAN默认值为0使用 TCP urg pointer 字段中的主机请求解释功能。大部份的主机都使用老旧的 BSD解释，因此如果您在 Linux 打开它﹐或会导致不能和它们正确沟通。

tcp_ ** x_syn_backlog ：INTEGER对于那些依然还未获得客户端确认的连接请求﹐需要保存在队列中最大数目。对于超过 128Mb 内存的系统﹐默认值是 1024 ﹐低于 128Mb 的则为 128。如果服务器经常出现过载﹐可以尝试增加这个数字。警告﹗假如您将此值设为大于 1024﹐最好修改 include/net/tcp.h 里面的 TCP_SYNQ_HSIZE ﹐以保持 TCP_SYNQ_HSIZE*16<=tcp_ ** x_syn_backlog ﹐并且编进核心之内。(SYN Flood***利用TCP协议散布握手的缺陷，伪造虚假源IP地址发送大量TCP-SYN半打开连接到目标系统，最终导致目标系统Socket队列资源耗 尽而无法接受新的连接。为了应付这种***，现代Unix系统中普遍采用多连接队列处理的方式来缓冲(而不是解决)这种***，是用一个基本队列处理正常的完 全连接应用(Connect()和Accept() )，是用另一个队列单独存放半打开连接。这种双队列处理方式和其他一些系统内核措施(例如Syn-Cookies/Caches)联合应用时，能够比较有 效的缓解小规模的SYN Flood***(事实证明<1000p/s)加大SYN队列长度可以容纳更多等待连接的网络连接数，所以对Server来说可以考虑增大该值.)

tcp_window_scaling ：INTEGER缺省值为1该 文件表示设置tcp/ip会话的滑动窗口大小是否可变。参数值为布尔值，为1时表示可变，为0时表示不可变。tcp/ip通常使用的窗口最大可达到 65535 字节，对于高速网络，该值可能太小，这时候如果启用了该功能，可以使tcp/ip滑动窗口大小增大数个数量级，从而提高数据传输的能力(RFC 1323)。（对普通地百M网络而言，关闭会降低开销，所以如果不是高速网络，可以考虑设置为0）

tcp_timestamps ：BOOLEAN缺省值为1Timestamps 用在其它一些东西中﹐可以防范那些伪造的 sequence 号码。一条1G的宽带线路或许会重遇到带 out-of-line数值的旧sequence 号码(假如它是由于上次产生的)。Timestamp 会让它知道这是个 ‘旧封包’。(该文件表示是否启用以一种比超时重发更精确的方法（RFC 1323）来启用对 RTT 的计算；为了实现更好的性能应该启用这个选项。)

tcp_sack ：BOOLEAN缺省值为1使 用 Selective ACK﹐它可以用来查找特定的遗失的数据报— 因此有助于快速恢复状态。该文件表示是否启用有选择的应答（Selective Acknowledgment），这可以通过有选择地应答乱序接收到的报文来提高性能（这样可以让发送者只发送丢失的报文段）。(对于广域网通信来说这个 选项应该启用，但是这会增加对 CPU 的占用。)

tcp_fack ：BOOLEAN缺省值为1打开FACK拥塞避免和快速重传功能。(注意，当tcp_sack设置为0的时候，这个值即使设置为1也无效)

tcp_dsack ：BOOLEAN缺省值为1允许TCP发送”两个完全相同”的SACK。