Linux系统TCP/IP网络参数优化

Linux系统TCP/IP网络参数优化

最大连接数相关参数

# 临时设置
echo 65535 > /proc/sys/net/core/somaxconn
echo 262144 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog

# 永久设置（添加到/etc/sysctl.conf）
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144

• somaxconn: 定义系统中每一个端口最大的监听队列长度，影响accept队列大小 tcp_max_syn_backlog:
• 控制SYN_RECV状态连接的最大数量，防止SYN Flood攻击
• 建议值：高并发服务器建议设置为65535以上，需与应用程序的backlog参数匹配

端口范围调整

# 临时设置
echo "1024 65535" > /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range

# 永久设置
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535

• 作用：定义本地发起的TCP/UDP连接可用的临时端口范围
• 优化建议：对于频繁建立短连接的客户端（如负载均衡器、代理服务器），扩大端口范围可防止端口耗尽
• 注意事项：避免与已用服务端口冲突，建议保留1024-32767给系统服务

缓冲区大小调整

# 接收缓冲区
net.core.rmem_default = 262144    # 默认接收窗口大小
net.core.rmem_max = 16777216     # 最大接收窗口大小

# 发送缓冲区
net.core.wmem_default = 262144   # 默认发送窗口大小
net.core.wmem_max = 16777216     # 最大发送窗口大小

# TCP缓冲区自动调整范围
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216  # min default max
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216

• 优化原则：
  • 高带宽高延迟网络（如IDC间专线）：增大缓冲区（16MB以上）
  • 低延迟局域网：适中缓冲区（1-4MB）
  • 移动网络：较小缓冲区（256KB-1MB）
• 计算公式：带宽(bps) × 往返时间(s) / 8 = 理想缓冲区大小

TCP窗口缩放与时间戳

net.ipv4.tcp_window_scaling = 1      # 启用窗口缩放选项
net.ipv4.tcp_timestamps = 1         # 启用时间戳选项
net.ipv4.tcp_adv_win_scale = 1      # 缓冲区预留比例

• tcp_window_scaling：突破65535字节的窗口限制，支持最高1GB窗口
• tcp_timestamps：提供更精确的RTT测量和PAWS保护
• 注意事项：在NAT环境中需谨慎启用时间戳，可能引起问题

TIME_WAIT状态处理

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1           # 允许复用TIME-WAIT状态连接
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0         # 不建议在NAT环境下启用
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30       # FIN-WAIT-2状态超时
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 20000 # TIME-WAIT最大数量

• 生产建议：
  • 短连接服务：启用tw_reuse，增加max_tw_buckets
  • 长连接服务：保持默认即可
  • 避免使用tw_recycle，可能导致NAT用户连接问题

保持活动连接

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600    # 开始发送keepalive探测包的时间
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 60    # 探测间隔
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 10   # 探测次数

• 适用场景：
  • 有状态防火墙后的长连接
  • 移动网络等不稳定环境
  • 需要快速发现对端故障的场景
• 调优建议：根据网络稳定性调整，平衡及时性和开销

拥塞控制算法

算法选择

# 查看可用算法
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_available_congestion_control

# 设置拥塞控制算法
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr  # 可选：cubic, bbr, htcp等

• 算法比较：
  • cubic：默认算法，适合大多数场景
  • bbr：Google开发，避免bufferbloat，适合高带宽高延迟网络
  • htcp：高速网络优化版本

BBR专属配置

# 启用BBR
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

# BBR参数调优（内核4.20+）
net.ipv4.tcp_bbr_bw_win_sec = 10     # 带宽采样窗口
net.ipv4.tcp_bbr_min_rtt_win_sec = 10 # RTT采样窗口

• BBR适用场景：
  • 视频流媒体服务器
  • 跨地域高速传输
  • 存在bufferbloat的网络环境

SYN Flood防护

net.ipv4.tcp_syncookies = 1           # 启用SYN Cookie
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2       # SYN-ACK重试次数
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144 # SYN队列长度

• 防护组合：
  • 启用syncookies作为最后防线
  • 适当增大syn_backlog
  • 减少synack_retries加速失败检测

内存相关保护

net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000 # min pressure max
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 6291456         # 每个socket接收缓冲
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 4194304         # 每个socket发送缓冲

• 内存计算：
  • tcp_mem三个值分别为：低于min不限制，达到pressure开始压力模式，超过max拒绝分配
  • 建议值：根据系统总内存调整，通常为总内存的5%-10%

应用场景优化模板

高并发Web服务器(Nginx/Apache)

# 连接处理
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

# 文件描述符
fs.file-max = 1000000
fs.nr_open = 1000000

# 缓冲区优化
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216

# Keepalive优化
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 5

数据库服务器(MySQL/PostgreSQL)

# 内存与缓冲区
net.core.rmem_max = 33554432
net.core.wmem_max = 33554432
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 33554432
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 33554432

# 连接处理
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.core.somaxconn = 8192

# 禁用透明大页（对某些数据库重要）
vm.zone_reclaim_mode = 0
vm.swappiness = 1

实时视频流服务器

# 拥塞控制
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

# 内存与缓冲区
net.ipv4.tcp_mem = 8388608 12582912 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 33554432
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 33554432

# 延迟优化
net.ipv4.tcp_low_latency = 1
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0

参考文献：

Linux系统TCP/IP网络参数全面优化指南
Linux上TCP的几个内核参数调优