Linux 网络调优:内核网络栈参数篇
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发布时间：2024-09-26 17:45
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时间：2024-11-29 04:00
在 Linux 网络优化中，了解并合理调整内核参数是关键。本文将从网络架构入手，详细解读一些常用的内核网络参数及其作用、注意事项。
Linux 网络架构
Linux 网络优化是高性能服务器中的重要部分，本文主要聚焦于协议栈的配置。关键参数涉及网络帧处理、缓存管理、队列控制等。
关键参数详解
1. **/proc/net/softnet_stat**：该文件记录内核网络状态，包括已处理帧数、丢包数、NAPI 中的预算或时间*退出次数等。注意，描述中省略了 NAPI 的配置项和 CPU 分配问题。
2. **backlog 队列和缓存**：
- **net.ipv4.tcp_rmem** 和 **net.ipv4.tcp_wmem**：定义了收发缓冲区大小，参数分为最低、默认、最大值。建议根据可用内存动态调整，避免过大影响拥塞控制。
- **net.core.rmem** 和 **net.core.wmem**：为全局收发缓冲区参数，确保缓冲区大小适中，避免 bufferbloat 问题。
- **net.core.netdev_max_backlog**：网络设备接收缓冲队列长度，与中断频率共同影响收包速度和吞吐量。
- **net.ipv4.tcp_max_syn_backlog** 和 **net.ipv4.tcp_syncookies**：控制 SYN 请求队列长度和 SYN 包处理，对于高并发服务至关重要。
3. **TIME_WAIT 相关**：
- **TIME_WAIT**：原为避免连接混淆，持续时间固定为60秒，对于高 QPS 网络中可能影响连接建立。服务端使用 RST 关闭连接有助于缓解此问题。
- **net.ipv4.tcp_max_tw_buckets**：定义系统能同时保持的 TIME_WAIT socket 数量上限。
- **net.ipv4.tcp_tw_reuse** 和 **net.ipv4.tcp_tw_recycle**：与 TCP 时间戳相关，影响 TIME_WAIT socket 复用。4.12 内核后，此配置项被废弃。
4. **流控和拥塞控制**：
- **net.ipv4.tcp_congestion_control**：用于调整拥塞控制算法，bbr 算法适合长胖管道，但不适用于所有网络环境。
- **net.core.default_qdisc**：队列控制，选择适合终端用户或转发设备的 qdisc，如 fq、codel 等。
- **net.ipv4.tcp_window_scaling**：启用窗口扩展，允许在长延迟网络中实现更大窗口大小。
5. **TCP keepalive**：
- **net.ipv4.tcp_keepalive_time**、**net.ipv4.tcp_keepalive_intvl** 和 **net.ipv4.tcp_keepalive_probes**：配置 keepalive 功能，避免长时间空闲的连接干扰网络。
总结与建议
合理配置上述内核网络参数，结合具体应用场景和硬件配置，能显著优化网络性能。确保参数调整时充分考虑系统的负载平衡和资源使用效率，避免引入不必要的延迟和瓶颈。
