Linux内核优化技巧与调优方法

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针对高负载下系统性能瓶颈，依次调整网络缓冲区、TCP连接回收、文件句柄限制、虚拟内存管理及SYN Cookie防护：首先增大net.core.rmem_max与tcp_rmem/wmem提升吞吐；启用tcp_tw_reuse并设置fin_timeout减少TIME_WAIT堆积；增加fs.file-max及limits.conf中nofile限制避免文件描述符不足；调节vm.dirty_ratio和swappiness优化I/O与内存使用；最后开启tcp_syncookies防御SYN Flood攻击，所有更改通过sudo sysctl -p生效。

如果您在运行高负载服务时发现系统响应缓慢或资源利用率异常，则可能是由于默认的Linux内核参数未能适配当前工作负载。以下是针对常见性能瓶颈进行内核调优的操作步骤。

本文运行环境：Dell PowerEdge R750，Ubuntu 22.04 Server

一、调整网络缓冲区大小

增大网络接收和发送缓冲区可以提升高吞吐场景下的网络处理能力，适用于Web服务器、数据库复制等场景。

1、打开终端并编辑sysctl配置文件：sudo nano /etc/sysctl.conf。

2、添加以下参数以增大TCP缓冲区：

net.core.rmem_max = 134217728

net.core.wmem_max = 134217728

net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 67108864

net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 67108864

3、保存文件后执行 sudo sysctl -p 使更改立即生效。

二、启用TCP快速回收与重用

在高并发短连接场景下，启用TCP连接快速回收和重用可有效减少TIME_WAIT状态连接堆积。

1、在 /etc/sysctl.conf 中添加如下配置：

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

2、注意：tcp_tw_recycle 在较新内核中已被弃用，建议设为0以避免NAT环境下连接问题。

3、重新加载配置：sudo sysctl -p。

三、优化文件句柄限制

提高系统级和用户级文件描述符上限，防止因大量并发连接导致“Too many open files”错误。

1、修改系统最大文件句柄数：echo 'fs.file-max = 2097152' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf。

2、应用变更：sudo sysctl -p。

3、设置用户级限制，在 /etc/security/limits.conf 添加：

* soft nofile 65536

* hard nofile 200000

4、重启服务或重新登录使limits生效。

四、调整虚拟内存管理参数

通过调节脏页写回机制和内存回收策略，减少I/O突发延迟，提升系统响应稳定性。

1、在 /etc/sysctl.conf 中设置以下参数：

vm.dirty_background_ratio = 5

vm.dirty_ratio = 10

vm.swappiness = 10

2、降低swappiness值可减少不必要的交换分区使用，优先保留物理内存。

3、执行 sudo sysctl -p 应用内存相关设置。

五、启用SYN Cookies防御SYN Flood攻击

在遭受大量半开连接攻击时，开启SYN Cookies可保护服务不被耗尽连接资源。

1、编辑 /etc/sysctl.conf 并添加：

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096

2、该设置允许内核在SYN队列溢出时使用加密Cookie方式验证客户端。

3、运行 sudo sysctl -p 激活防护机制。

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