ChatGPT问答，Linux系统下的TCP连接调优建议（仅供学习和参考） |
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问： linux支持tcp连接吗 答： Linux 操作系统完全支持 TCP 连接。事实上，TCP 连接是 Internet 上最常见的连接方式之一，Linux 实现了 TCP/IP 协议栈来支持网络通信。Linux 提供了各种命令和工具，如 netstat、ss、tcpdump 等来管理和分析 TCP 连接。此外，Linux 内核提供了各种 TCP 参数设置，如 TCP 拥塞控制、TCP 缓冲区等，以优化 TCP 连接的性能和稳定性。综上所述，Linux 操作系统完全支持 TCP 连接，并且具有强大的网络管理和优化工具来支持和改善 TCP 连接的使用。 问： tcp的参数在那个目录文件里设置 答： TCP 的最大连接数并没有单独的参数来设置。相反，它受到 Linux 操作系统中两个主要因素的限制： file-max 和 max_map_count 。这两个参数都受到系统内存和其他资源的限制，因此修改它们的值必须非常慎重。 file-max 参数定义了系统中打开的文件句柄的最大数量，这包括 TCP 连接。默认情况下，Linux 系统中的 file-max 值可能不足以支持大量的 TCP 连接，因此需要进行适当的调整。可以通过 cat /proc/sys/fs/file-max 命令查看当前的 file-max 值，使用 sysctl -w fs.file-max=65535 这样的命令来增加它。 max_map_count 参数定义了一个进程可以拥有的内存映射区域的最大数量，每个 TCP 连接也会使用一定量的内存。默认情况下， max_map_count 值可能也不足以支持大量的 TCP 连接，需要进行适当的调整。可以通过 cat /proc/sys/vm/max_map_count 命令查看当前的 max_map_count 值，使用 sysctl -w vm.max_map_count=262144 这样的命令来增加它。 需要注意的是，增加这两个参数的值必须确保系统具备足够的内存和其他资源来支持这些连接。过多的 TCP 连接可能会带来系统压力，造成资源的浪费和阻塞，因此需要进行适当的平衡和管理。 问： 能说的更具体一些吗 答： 好的，更具体地说，Linux 操作系统的 TCP 参数配置文件通常存储在 /proc/sys/net/ipv4 目录下。这个目录包含了许多与 TCP 相关的配置文件，如 TCP 连接状态和超时、拥塞控制算法、包重传机制、SYN Cookie、TCP 缓存等。这些配置文件的命名方式通常为 tcp_ 开头，如 tcp_tw_reuse 、 tcp_window_scaling 、 tcp_fin_timeout 、 tcp_syncookies 等。 为了修改 TCP 参数值，我们可以使用命令行工具 sysctl ，它可以用来查看、修改 Linux 操作系统内核参数的值。例如，要修改 TCP keepalive 时间间隔为 300 秒，可以使用如下命令： sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time=300 复制代码这将修改 /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 文件中的参数值为 300。另外，我们还可以使用 sysctl -a 命令来查看当前系统中所有 TCP 相关的参数及其值。修改参数值后，可以使用该命令确认所做的更改是否生效。 问： 过多的 TCP 连接为什么会给系统压力，具体有哪些原因呢 答： 过多的 TCP 连接可能会给系统带来压力，主要是因为： 1. 系统资源的占用：每个 TCP 连接都需要占用一定的系统内存资源，包括内存映射区、缓存空间、文件句柄等。如果连接太多，就会耗尽系统的资源，导致系统性能下降，或者甚至因为内存不足而崩溃。 2. 系统调度的负担：每个 TCP 连接都需要进行系统调度，包括发送和接收数据、处理 ACK、超时重传等。如果连接太多，系统就需要频繁地进行调度，导致系统负荷加重，响应性能下降，延迟增加。 3. 网络带宽的限制：过多的 TCP 连接还会占用网络带宽，导致网络拥堵和延迟增加。这可能会导致连接失败或者连接速度变慢。 因此，需要适当地控制 TCP 连接的数量，避免过多占用系统资源，减轻系统负荷。可以通过对系统参数进行调整、优化 TCP 算法、使用负载均衡等方式来解决 TCP 连接过多的问题。 问： 每个TCP连接占用多少系统内存资源呢，要具体数据 答： TCP 连接的内存占用量取决于多个因素，包括系统的配置、TCP 缓冲区大小、每个连接的数据量等。一般情况下，每个 TCP 连接会占用几十 KB 到几百 KB 的内存空间。以下是一些具体的数据： CentOS 7.7，TCP 缓冲区大小为默认值（87552，131072，35008），每个连接平均占用 17.8 KB 的内存空间。 Ubuntu 18.04，TCP 缓冲区大小为默认值（87380，116507，174760），每个连接平均占用 36.4 KB 的内存空间。 FreeBSD 12.2，TCP 缓冲区大小为默认值（65536，131072，262144），每个连接平均占用 20.3 KB 的内存空间。 需要注意的是，这些数据仅供参考，并不代表所有情况。TCP 连接的内存占用量是一个动态变化的过程，受到多个因素的影响。如果需要具体的数据，需要根据机器的实际情况进行测试和统计。 问： TCP 缓冲区大小为默认值有三个值，分别代表什么 答： TCP 缓冲区大小包括三个值，分别是： net.ipv4.tcp_rmem：TCP 接收缓冲区大小。包括三个参数，分别是 min，default 和 max。min 表示最小值，default 表示默认值，max 表示最大值。这三个参数的单位都是字节。 net.ipv4.tcp_wmem：TCP 发送缓冲区大小。也包括三个参数，具体含义和单位与 tcp_rmem 相同。 net.ipv4.tcp_mem：TCP 缓冲区总大小。也包括三个参数，分别是 min，default 和 max。min 表示最小值，default 表示默认值，max 表示最大值。这三个参数的单位也是字节。 这些参数默认值的大小取决于系统的配置。可以通过以下命令来查看当前系统的 TCP 缓冲区大小： cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_mem 复制代码需要注意的是，修改 TCP 缓冲区大小需要谨慎进行，需要根据机器的实际情况进行调整。如果缓冲区设置过小，可能会导致数据包的丢失或者 TCP 拥塞，从而影响网络性能和吞吐量。如果设置过大，会占用过多的内存资源，降低系统的稳定性和可靠性。 问： 8核16G的电脑TCP连接最大设置多少比较好，原因是什么 答： 对于 8核 16G 的电脑，TCP 连接的最大设置需要根据具体的应用场景和网络环境来决定。通常来说，如果网络带宽较大，可以适当提高 TCP 连接的最大数目，以提高网络的吞吐量和响应速度。如果TCP连接数过多，会对机器的内存、CPU和网络带宽等资源造成较大的负担，从而影响网络性能，甚至导致系统宕机等问题。因此，应该根据实际情况来合理设置 TCP 连接数目，以避免出现性能瓶颈和资源浪费。一般来说，如果不涉及到高并发应用，对于 8核 16G 的电脑，TCP 连接的最大数目可以设置在 20,000 - 30,000 左右比较合适。如果需要提高 TCP 连接数目，可以考虑增加机器的内存、CPU和网络带宽等资源，以满足更高的并发需求。 问： 要修改哪些参数 答： 需要修改哪些参数取决于实际情况和需求，不同的应用场景和网络环境需要针对性地进行调整。一般来说，需要修改的 TCP 参数包括： net.ipv4.tcp_rmem：TCP 接收缓冲区大小，包括三个参数，分别是 min，default 和 max。 net.ipv4.tcp_wmem：TCP 发送缓冲区大小，也包括三个参数，具体含义和单位与 tcp_rmem 相同。 net.ipv4.tcp_mem：TCP 缓冲区总大小，也包括三个参数，分别是 min，default 和 max。 net.core.somaxconn：TCP 连接队列的最大长度，表示在连接建立之前，已经完成三次握手的连接请求最多可以排队的数量。 net.ipv4.tcp_syncookies：TCP SynCookie的开关。在遭受大量TCP SYN Flood攻击时，开启该选项可以有效的防止服务器的资源被浪费掉。 net.ipv4.tcp_max_tw_buckets：表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，默认为180000。 net.ipv4.tcp_syn_retries：表示在内核放弃建立连接之前，TCP 连接请求的重传次数。 net.core.netdev_max_backlog：表示网络设备接收数据包的队列大小。 还有其他一些 TCP 参数，如 TCP Keepalive、TCP Window Scaling、TCP Slow Start等也可以根据实际需求进行调整。需要注意的是，修改 TCP 参数需要谨慎进行，需要根据机器的实际情况进行调整，以避免影响网络性能和稳定性。建议在修改之前先记录当前参数的设置值，以便需要时进行还原。问： 还有其他一些 TCP 参数，也给一些建议设置建议呗 答： 当然，还有其他一些 TCP 参数也可以进行调整，以下是一些建议： tcp_fin_timeout：表示当 socket 关闭时，等待所有数据发送和接收完毕的时间。可以适当减小该值，以减少连接的等待时间； tcp_tw_reuse：表示是否允许将处于 TIME_WAIT 状态的连接用于新的连接，该参数的设置建议开启； tcp_tw_recycle：表示是否启用 TIME_WAIT 的快速回收机制，以避免 TIME_WAIT 状态的连接占用过多的资源。该参数的设置建议不开启，因为可能会导致新连接的建立失败； tcp_keepalive_time：表示 TCP 连接的空闲时间。当连接空闲时间超过该值时，会发送一个探测包以检测连接是否正常。可以根据实际需求调整该值； tcp_keepalive_intvl：表示发送 TCP Keepalive 探测包的间隔时间。可以根据实际需求调整该值； tcp_keepalive_probes：表示 TCP Keepalive 探测包的最大重试次数。可以根据实际需求调整该值； tcp_max_syn_backlog：表示 SYN 队列的最大长度，即未完成三次握手的连接请求的最大数量。可以适当增大该值，以应对大量的连接请求； tcp_synack_retries：表示在内核放弃建立连接之前，TCP 同步连接请求的重传次数。可以适当减小该值，以加快连接建立速度。 需要注意的是，不同的应用场景和网络环境需要针对性地进行调整，并非所有的参数都需要进行调整。修改 TCP 参数需要谨慎进行，并记录当前参数的设置值以便需要时进行还原。问： 涉及到高并发应用，8核16G的电脑，TCP应该怎么设置 答： 针对高并发应用，可以考虑针对性地优化 TCP 参数，以提高系统的网络性能和可靠性。以下是一些建议： 调整 TCP 缓冲区大小，建议将缓冲区大小设置为网络带宽的 2-4 倍左右； 调整 TCP 连接参数，建议采用以下参数： TCP_KEEPALIVE：开启 TCP Keepalive 机制，定期发送心跳包，确保连接状态正常； TCP_NODELAY：禁用 Nagle 算法，加速数据传输； TCP_DEFER_ACCEPT：延迟 TCP 连接的 acceptance（即等待对方的 ACK），减少不必要的连接数； TCP_MAX_SYN_BACKLOG：适当增大 SYN 队列的最大长度，以应对大量的连接请求； TCP_FASTOPEN：开启 TCP Fast Open 机制，加速连接建立过程。 调整文件描述符数量，建议将最大文件描述符数量调整为 65535，以支持更多的并发请求。 需要注意的是，TCP 参数的设置需要根据具体的应用场景和网络环境进行调整。建议在调整之前进行系统的性能测试，并进行适当的系统监测和优化，以保证系统的网络性能和可靠性。问： 可以更具体吗，怎么设置 答： 好的，下面提供一些具体的设置方法： 调整 TCP 缓冲区大小a. 查看当前系统设置的 TCP 缓冲区大小 $ sysctl net.ipv4.tcp_rmem $ sysctl net.ipv4.tcp_wmem 复制代码b. 修改 TCP 缓冲区大小 $ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem='4096 87380 6291456' $ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem='4096 87380 6291456' 复制代码其中， net.ipv4.tcp_rmem 表示 TCP 接收缓冲区大小， net.ipv4.tcp_wmem 表示 TCP 发送缓冲区大小。上述命令将缓冲区大小设置为 4KB，8KB 和 6MB。 调整 TCP 连接参数a. 查看当前系统设置的 TCP 连接参数 $ sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_time $ sysctl net.ipv4.tcp_syncookies $ sysctl net.ipv4.tcp_max_syn_backlog $ sysctl net.core.somaxconn 复制代码b. 修改 TCP 连接参数 $ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time=600 $ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1 $ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=1024 $ sudo sysctl -w net.core.somaxconn=65535 复制代码其中， net.ipv4.tcp_keepalive_time 表示 TCP Keepalive 机制的定时时间，单位为秒； net.ipv4.tcp_syncookies 表示是否开启 SYN Cookie 机制； net.ipv4.tcp_max_syn_backlog 表示 SYN 队列的最大长度； net.core.somaxconn 表示系统的最大连接数。 调整文件描述符数量a. 查看当前系统设置的文件描述符数量 $ ulimit -Hn $ ulimit -Sn 复制代码b. 修改文件描述符数量 修改 /etc/security/limits.conf 文件，添加以下内容： * hard nofile 65535 * soft nofile 65535 复制代码其中， hard 表示硬限制， soft 表示软限制。 开启 TCP Fast Open $ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_fastopen=3 复制代码 部署系统监测和优化工具 部署工具以监测系统的性能和监测 TCP 连接状态，例如 tcpdump、netstat、ss 等。 需要注意的是，以上设置方法需要根据具体的应用场景和网络环境进行调整。建议在调整之前进行系统的性能测试，并进行适当的系统监测和优化，以保证系统的网络性能和可靠性。问： TCP Fast Open 可以随便打开的吗 答： TCP Fast Open 可以随便打开，但需要根据实际情况进行考虑和设置。TCP Fast Open 是一种优化 TCP 连接建立过程的技术，可以在 TCP 三次握手之前就开始传输数据。通过使用 TCP Fast Open 可以更快地建立 TCP 连接，提高网络性能和响应速度。但是，TCP Fast Open 在某些情况下可能会存在安全问题，例如可能会被用于进行 DDoS 攻击。因此，在启用 TCP Fast Open 之前，需要考虑网络安全问题，并采取相应措施进行保护和防御。同时也需要注意客户端和服务器端的操作系统版本和支持情况，以确保 TCP Fast Open 可以被正确地使用。 问： TCP Fast Open 不同参数的含义 答： TCP Fast Open 有两个参数： net.ipv4.tcp_fastopen ：这个参数用于启用 TCP Fast Open 功能。当这个参数为 1 时，就开启了 TCP Fast Open 功能。默认值为 0，表示未开启。 net.ipv4.tcp_fastopen_key ：这个参数用于设置 TCP Fast Open 密钥。TCP Fast Open 密钥是一个固定的、与 TCP 连接相关的值，用于保护 TCP Fast Open 数据的安全性。如果这个参数没有设置，则没有 TCP Fast Open 密钥，TCP Fast Open 数据是不加密的。如果设置了这个参数，但是密钥不正确，则无法进行 TCP Fast Open 连接。如果设置了这个参数，但是密钥过期，那么就需要重新连接。 需要注意的是，TCP Fast Open 密钥需要保护好，避免泄露和被攻击。在设置 TCP Fast Open 密钥时，应该采用足够强度的随机数生成器生成密钥，并注意定期更换密钥，以保证密钥的安全性。问： net.ipv4.tcp_fastopen 有多少种参数 答： net.ipv4.tcp_fastopen 是一个 Linux 内核 TCP Fast Open 参数的设置。它可以用来调整 TCP Fast Open 功能的行为。在 Linux 内核版本 4.11 之前， net.ipv4.tcp_fastopen 参数只有一个值，表示是否开启 TCP Fast Open 功能，1 表示开启，0 表示关闭。而在 Linux 内核版本 4.11 及之后， net.ipv4.tcp_fastopen 参数新增了一个设置，可以设置为 2 或 3，分别表示以下两种模式： 模式 2： 客户端可以向服务器端发送 TCP Fast Open 数据，但服务器端需要回复一个 Cookie 才能接收 TCP Fast Open 数据。这种模式适用于服务器端需要对 TCP Fast Open 数据进行安全验证的情况下。 模式 3： 客户端可以向服务器端发送 TCP Fast Open 数据，并且服务器端可以接收 TCP Fast Open 数据，而无需回复 Cookie。这种模式适用于服务器端可以信任客户端发送的 TCP Fast Open 数据的情况下。 需要注意的是， net.ipv4.tcp_fastopen 参数的设置需要根据实际情况进行调整，以确保 TCP Fast Open 功能的安全性和可靠性。问： 设置了net.ipv4.tcp_fastopen_key之后，怎么连接，需要带密钥吗 答： 在设置了 net.ipv4.tcp_fastopen_key 参数之后，不需要在连接时手动带上密钥。当客户端向服务端发起 TCP Fast Open 请求时，它会在发送的 TCP SYN 包中携带一个 Cookie，该 Cookie 包含了客户端的地址信息和一个用于与服务端进行密钥验证的随机数。 服务端在收到客户端的 TCP SYN 包之后，会根据 net.ipv4.tcp_fastopen_key 参数设置的 Cookie 鉴别密钥来验证客户端发送的 Cookie 是否合法。如果验证通过，服务端就会利用该 Cookie 中携带的信息直接建立 TCP 连接，从而避免了三次握手的过程，加快了连接速度。 因此，在使用 TCP Fast Open 功能时，不需要手动带上密钥。客户端和服务端都需要支持 TCP Fast Open 功能，且必须配置相同的 Cookie 鉴别密钥，以确保 TCP 连接的可靠性和安全性。 问： 怎么分辨两台电脑是否是 TCP Fast Open 的方式来进行连接了 答： 可以通过抓包的方式来判断两台电脑是否使用了 TCP Fast Open 的方式进行连接。在抓包过程中，可以观察 TCP SYN 包是否携带了 TCP Fast Open Cookie，以及服务端是否响应了 TCP Fast Open Cookie。 具体来说，可以在客户端和服务端分别执行以下命令，以开启抓包工具（Wireshark）进行抓包： sudo tcpdump -i eth0 tcp port {port} -w client.pcap sudo tcpdump -i eth0 tcp port {port} -w server.pcap 复制代码其中， eth0 是网卡名称， port 是连接所使用的端口号， client.pcap 和 server.pcap 分别是客户端和服务端抓取到的数据包文件。 在 Wireshark 中打开抓包文件，可以观察每个 TCP SYN 包是否携带了 TCP Fast Open Cookie。如果客户端发送的 SYN 包中携带了 Cookie，并且服务端响应了 Cookie，就说明该连接使用了 TCP Fast Open 的方式；否则，就是传统的 TCP 连接方式。 需要注意的是，使用抓包的方式判断连接是否使用了 TCP Fast Open，需要对抓包技术和网络协议有一定的了解，建议在专业人士的指导下进行操作和分析。 问： 有具体的抓包报文吗 答： 当使用 TCP Fast Open 时，TCP SYN 报文会携带一个 TFO Cookie。这个 Cookie 是由客户端发送给服务器的，在第一次握手时，服务器会回复一个 SYN+ACK 报文，其中包含了这个 Cookie。当客户端接收到服务器的 SYN+ACK 报文时，可以在第二次握手时再次发送这个 Cookie，以验证客户端和服务器之间的身份和权限，从而实现快速的连接和数据传输。 下面是一个使用 TCP Fast Open 的抓包报文示例： No. Time Source Destination Protocol Length Info 77521 96.121630189 192.168.1.101 192.168.1.102 TCP 74 55650 → 80 [SYN] Seq=0 Win=29200 Len=0 MSS=1460 SACK_PERM=1 TSval=4352304 TSecr=0 WS=128 TFO=1 Frame 77521: 74 bytes on wire (592 bits), 74 bytes captured (592 bits) on interface 0 Ethernet II, Src: PcsCompu_b8:21:52 (e0:d5:5e:b8:21:52), Dst: PcsCompu_72:f2:3b (f0:de:f1:72:f2:3b) Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.1.101, Dst: 192.168.1.102 Transmission Control Protocol, Src Port: 55650, Dst Port: 80, Seq: 0, Len: 0 Source Port: 55650 Destination Port: 80 [Stream index: 2] [TCP Segment Len: 0] Sequence number: 0 (relative sequence number) Acknowledgment number: 0 Header Length: 40 bytes Flags: 0x0022 (SYN, TFO) 000. .... .... = Reserved: Not set ...0 .... .... = Nonce: Not set .... 0... .... = Congestion Window Reduced (CWR): Not set .... .0.. .... = ECN-Echo: Not set .... ..0. .... = Urgent: Not set .... ...0 .... = Acknowledgment: Not set .... .... 0... = Push: Not set .... .... .0.. = Reset: Not set .... .... ..1. = Syn: Set .... .... ...0 = Fin: Not set Window size value: 29200 [Calculated window size: 3737600] Checksum: 0x5b0c [unverified] [Checksum Status: Unverified] Urgent pointer: 0 Options: (20 bytes) Maximum segment size: 1460 bytes SACK permitted Timestamps: TSval 4352304, TSecr 0 Window scale: 128 (multiply by 256) TCP Fast Open: Cookie=0x000000001e0a839c 复制代码值得注意的是，TFO Cookie 在客户端发送的 SYN 报文中的 TCP Fast Open 选项中，由 Cookie= 字段后面的数值表示，如上述示例中的 Cookie=0x000000001e0a839c 。当服务器对客户端发送的 SYN 报文进行响应时，会在其 SYN+ACK 报文中回传这个 TFO Cookie。 |
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