简述tcp协议对http性能的影响及优化

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当网站服务器并发连接达到一定程度时，你可能需要考虑服务器系统中tcp协议设置对http服务器的影响。

　　tcp相关延时主要包括：

　　　　1、tcp连接时建立握手；

　　　　2、tcp慢启动拥塞控制；

　　　　3、数据聚集的Nagle算法；

　　　　4、用于捎带确认的tcp延迟确认算法；

　　　　5、TIME_WAIT时延和端口耗尽。

　　对上面的延时影响，相应的优化方法有：

　　　　1、http使用“持久化连接”，http 1.0中使用connection:keep-alive， http 1.1默认使用持久化连接；

　　　　2、调整或禁止延迟确认算法（HTTP协议具有双峰特征的请求-应答行为降低了捎带确认的可能）；

　　　　3、设置TCP_NODELAY禁止Nagle算法，提高性能；

　　　　4、TIME_WAIT设置为一个较小的值。

　　

　　根据上述分析，我们可以修改linux的tcp参数，通过vi 打开/etc/sysctl.conf，添加如下参数

 

net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65000
net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_fin_timeout=15

　　其中，

　　　　net.ipv4.ip_local_port_range

　　　　在服务器收到很多连接时，系统的可用端口将很快被耗尽。通过修改net.ipv4.ip_local_port_range参数，可以将可用端口的范围改大.

　　

　　　　net.ipv4.tcp_tw_reuse

　　　　当服务器需要在大量TCP连接之间切换时，会产生大量处于TIME_WAIT状态的连接。TIME_WAIT意味着连接本身是关闭的，但资源还没有释放。将net_ipv4_tcp_tw_reuse设置为1是让内核在安全时尽量回收连接，这比重新建立新连接要便宜得多。

 

　　　　net.ipv4.tcp_fin_timeout

　　　　这是处于TIME_WAIT状态的连接在回收前必须等待的最小时间。改小它可以加快回收。

 

　　　　若使用的是nginx服务器，还可以在nginx.conf中如下设置

http {
    sendfile           on;
    tcp_nodelay        on;

    keepalive_timeout  60;
    ... ...
}

　　第一行的 sendfile 配置可以提高 Nginx 静态资源托管效率。sendfile 是一个系统调用，直接在内核空间完成文件发送，不需要先 read 再 write，没有上下文切换开销。

　　TCP_NODELAY 也是一个 socket 选项，启用后会禁用 Nagle 算法，尽快发送数据，可以节约 200ms。Nginx 只会针对处于 keep-alive 状态的 TCP 连接才会启用 tcp_nodelay。

　　最后一行用来指定服务端为每个 TCP 连接最多可以保持多长时间。Nginx 的默认值是 75 秒，有些浏览器最多只保持 60 秒，所以我统一设置为 60。

　　我们可以通过命令 ss -s查看tcp连接信息

[root@localhost ~]# ss -s
Total: 31985 (kernel 0)
TCP:   7032 (estab 33, closed 6991, orphaned 4, synrecv 0, timewait 2336/0), ports 0

Transport Total     IP        IPv6
*         0         -         -
RAW       0         0         0
UDP       2         2         0
TCP       41        39        2
INET      43        41        2
FRAG      0         0         0

 

　所有的TCP/IP参数都位于/proc/sys/net目录下（请注意，对/proc/sys/net目录下内容的修改都是临时的，任何修改在系统重启后都会丢失），例如下面这些重要的参数：

参数（路径+文件）

描述

默认值

优化值

/proc/sys/net/core/rmem_default

默认的TCP数据接收窗口大小（字节）。

229376

256960

/proc/sys/net/core/rmem_max

最大的TCP数据接收窗口（字节）。

131071

513920

/proc/sys/net/core/wmem_default

默认的TCP数据发送窗口大小（字节）。

229376

256960

/proc/sys/net/core/wmem_max

最大的TCP数据发送窗口（字节）。

131071

513920

/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog

在每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。

1000

2000

/proc/sys/net/core/somaxconn

定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度，这是个全局的参数。

128

2048

/proc/sys/net/core/optmem_max

表示每个套接字所允许的最大缓冲区的大小。

20480

81920

/proc/sys/net/ipv4/tcp_mem

确定TCP栈应该如何反映内存使用，每个值的单位都是内存页（通常是4KB）。第一个值是内存使用的下限；第二个值是内存压力模式开始对缓冲区使用应用压力的上限；第三个值是内存使用的上限。在这个层次上可以将报文丢弃，从而减少对内存的使用。对于较大的BDP可以增大这些值（注意，其单位是内存页而不是字节）。

94011  125351  188022

131072  262144  524288

/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem

为自动调优定义socket使用的内存。第一个值是为socket接收缓冲区分配的最少字节数；第二个值是默认值（该值会被rmem_default覆盖），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值；第三个值是接收缓冲区空间的最大字节数（该值会被rmem_max覆盖）。

4096  87380  4011232

8760  256960  4088000

/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem

为自动调优定义socket使用的内存。第一个值是为socket发送缓冲区分配的最少字节数；第二个值是默认值（该值会被wmem_default覆盖），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值；第三个值是发送缓冲区空间的最大字节数（该值会被wmem_max覆盖）。

4096  16384  4011232

8760  256960  4088000

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time

TCP发送keepalive探测消息的间隔时间（秒），用于确认TCP连接是否有效。

7200

1800

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl

探测消息未获得响应时，重发该消息的间隔时间（秒）。

75

30

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

在认定TCP连接失效之前，最多发送多少个keepalive探测消息。

9

3

/proc/sys/net/ipv4/tcp_sack

启用有选择的应答（1表示启用），通过有选择地应答乱序接收到的报文来提高性能，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，但是会增加对CPU的占用。

1

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_fack

启用转发应答，可以进行有选择应答（SACK）从而减少拥塞情况的发生，这个选项也应该启用。

1

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps

TCP时间戳（会在TCP包头增加12个字节），以一种比重发超时更精确的方法（参考RFC 1323）来启用对RTT 的计算，为实现更好的性能应该启用这个选项。

1

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling

启用RFC 1323定义的window scaling，要支持超过64KB的TCP窗口，必须启用该值（1表示启用），TCP窗口最大至1GB，TCP连接双方都启用时才生效。

1

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies

表示是否打开TCP同步标签（syncookie），内核必须打开了CONFIG_SYN_COOKIES项进行编译，同步标签可以防止一个套接字在有过多试图连接到达时引起过载。

1

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_reuse

表示是否允许将处于TIME-WAIT状态的socket（TIME-WAIT的端口）用于新的TCP连接 。

0

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle

能够更快地回收TIME-WAIT套接字。

0

1

/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout

对于本端断开的socket连接，TCP保持在FIN-WAIT-2状态的时间（秒）。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。

60

30

/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range

表示TCP/UDP协议允许使用的本地端口号

32768  61000

1024  65000

/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog

对于还未获得对方确认的连接请求，可保存在队列中的最大数目。如果服务器经常出现过载，可以尝试增加这个数字。

2048

2048

/proc/sys/net/ipv4/tcp_low_latency

允许TCP/IP栈适应在高吞吐量情况下低延时的情况，这个选项应该禁用。

0

 

/proc/sys/net/ipv4/tcp_westwood

启用发送者端的拥塞控制算法，它可以维护对吞吐量的评估，并试图对带宽的整体利用情况进行优化，对于WAN 通信来说应该启用这个选项。

0

 

/proc/sys/net/ipv4/tcp_bic

为快速长距离网络启用Binary Increase Congestion，这样可以更好地利用以GB速度进行操作的链接，对于WAN通信应该启用这个选项。

1

 

 

 

原文： http://nfvschool.cn/archives/jian-shu-tcpxie-yi-dui-httpxing-neng-de-ying-xiang-ji-you-hua

posted @ 2015-09-28 11:37  可酷可乐  阅读(6119)  评论(4)  编辑  收藏  举报