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Linux下各种连接数配置及高并发Nginx优化
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前言 在性能测试过程中，经常会接触到链接数相关的问题，那就是一台服务器最多能支持多少链接数呢？ 有的朋友可能会说是65535，因为操作系统有65535个端口，那么这个答案准确吗？ 首先先了解下如何标识一个链接，操作系统是通过一个四元组来标识一个TCP链接： {本地ip，本地port，远程ip，远程port} 这四个要素唯一确定一个TCP链接，任意一个要素不相同，就认为是一个不同的链接。 在Linux系统中，一切皆文件，每一个TCP链接都要占用一个文件句柄，系统允许创建的链接数取决于句柄数的上限。超过这个值再创建链接就会报这样的错误： Can’t open so many files 内核文件描述符查看及修改内核文件描述符的最大限制 查看 1more /proc/sys/fs/file-max临时生效 1echo 3195430 > /proc/sys/fs/file-max立即生效,永久生效 12echo "fs.file-max = 3195430" >> /etc/sysctl.confsysctl -p 系统连接数查看1ulimit -n参数 1234567891011121314151617181920-S use the soft resource limit # 设置软限制 -H use the hard resource limit # 设置硬限制 -a all current limits are reported# 显示所有的配置。 -b the socket buffer size # 设置socket buffer 的最大值。 -c the maximum size of core files created # 设置core文件的最大值. -d the maximum size of a process's data segment # 设置线程数据段的最大值-e the maximum scheduling priority ('nice') # 设置最大调度优先级 -f the maximum size of files written by the shell and its children # 创建文件的最大值。 -i the maximum number of pending signals # 设置最大的等待信号 -l the maximum size a process may lock into memory #设置在内存中锁定进程的最大值 -m the maximum resident set size -n the maximum number of open file descriptors # 设置最大可以的打开文件描述符。 -p the pipe buffer size -q the maximum number of bytes in POSIX message queues -r the maximum real-time scheduling priority -s the maximum stack size -t the maximum amount of cpu time in seconds -u the maximum number of user processes # 设置用户可以创建的最大进程数.-v the size of virtual memory # 设置虚拟内存的最大值 -x the maximum number of file locks 临时生效1ulimit -HSn 65535 永久生效1cat /etc/security/limits.conf配置如下1234* soft nofile 65535* hard nofile 65535* soft nproc 65535* hard nproc 65535 通过 1sysctl -p使得配置生效，可用通过ulimit -a查看file配置是否生效，临时设置也可用通过ulimit -u 65535 配置。 查看系统当前的连接数1netstat -ant | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'结果 LAST_ACK 54SYN_RECV 5ESTABLISHED 4636FIN_WAIT1 52FIN_WAIT2 299CLOSING 3TIME_WAIT 1344 解析： LAST_ACK //等待所有分组死掉 SYN_RECV //一个连接请求已经到达，等待确认 ESTABLISHED //正常数据传输状态/当前并发连接数 FIN_WAIT1 //应用说它已经完成 FIN_WAIT2 //另一边已同意释放 CLOSING //两边同时尝试关闭 TIME_WAIT //另一边已初始化一个释放单独查看TIME_WAIT 1ss -nat | grep TIME-WAIT
这里看到大部分都是9001和9011端口的服务占用的 我们查询一下数量 12ss -nat | grep TIME-WAIT | grep 9001 | wc -lss -nat | grep TIME-WAIT | grep 9011 | wc -l 内核参数的优化查看内核参数 1sysctl -a注意 调整内核参数后，内核处于不稳定状态，请务必重启实例。 打开配置文件 1vi /etc/sysctl.conf修改 12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940# 打开文件句柄数量fs.file-max = 655360# 最大ip跟踪数net.nf_conntrack_max = 655360#表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为2分钟。net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 120# 允许系统打开的端口范围，扩大端口数net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65535# 用来限制监听(LISTEN)队列最大数据包的数量，超过这个数量就会导致链接超时或者触发重传机制，net.core.somaxconn = 65535# 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。net.core.netdev_max_backlog = 262144# TIME_WAIT相关# TIME_WAIT 最高的队列数net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 262144# timeout状态时间net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15# 开启时就是同一个源IP来连接同一个目的端口的数据包时间戳必须是递增的，否则就丢弃net.ipv4.tcp_timestamps = 1# 开启重用。允许将TIME-WAIT sockets 重新用于新的TCP 连接。net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1# 是否启用timewait 快速回收。如果服务器身处NAT环境，tcp_timestamps为1，安全起见，要禁止net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0net.ipv4.ip_conntrack_max = 10240# 系统中最多有多少个TCP 套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。如果超过这个数字，孤儿连接将即刻被复位并打印出警告信息。net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144# 是指定所能接受SYN同步包的最大客户端数量。net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144# 为了打开对端的连接，内核需要发送一个SYN，以确认收到上一个 SYN连接请求包。也就是所谓三次握手中的第二次握手。# 这个设置决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK 包的数量。net.ipv4.tcp_synack_retries = 1# 对于一个新建连接，内核要发送多少个 SYN 连接请求才决定放弃，测试感觉两个更稳定net.ipv4.tcp_syn_retries = 2# 开启SYN Cookies，当出现SYN 等待队列溢出时，启用cookies 来处理，目的是为了防止syn flood攻击。合法用户的高负载应该调整tcp_max_syn_backlog、tcp_synack_retries属性，net.ipv4.tcp_syncookies = 0使得配置生效 1sysctl -p跟TIME_WAIT有关的配置 12# TIME_WAIT 最高的队列数net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 262144调整次参数的同时，要调整TIME_WAIT_2到TIME_WAIT的超时时间，默认是60s，优化到30s： 12# TIME_WAIT_2到TIME_WAIT的超时时间net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30其它TCP本身的配合参数类似与synack重传次数、syn重传次数等以后介绍，优化后也是有所益处的。 1234# 开启时就是同一个源IP来连接同一个目的端口的数据包时间戳必须是递增的，否则就丢弃net.ipv4.tcp_timestamps = 1# 开启重用。允许将TIME-WAIT sockets 重新用于新的TCP 连接。net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1机器作为客户端时起作用，开启后time_wait在一秒内回收 不要开启，现在互联网NAT结构很多，可能直接无法三次握手 12# 不要开启，现在互联网NAT结构很多，可能直接无法三次握手net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0 Nginx连接数查看连接数查看Nginx并发连接数 1netstat -apn|grep 'nginx: worker'|wc -l CPU相关信息查看12345678# 逻辑CPU个数：cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l# 物理CPU个数：cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort | uniq | wc -l# 每个物理CPU中Core的个数：cat /proc/cpuinfo | grep "cpu cores" | wc -l 配置连接数Nginx总并发连接数 = worker数量 * worker_connections 一般建立连接的角度：客户并发连接为1. nginx作为http服务器的时候： max_clients = worker_processes * worker_connections nginx作为反向代理服务器的时候： max_clients = worker_processes * worker_connections/2 nginx做反向代理时，和客户端之间保持一个连接，和后端服务器保持一个连接。 但是怎样合理的设置worker_processes与worker_connections这两个参数？ 1234567891011121314user nginx;worker_processes auto;worker_rlimit_nofile 256000;events { use epoll; worker_connections 65535; multi_accept on;}http { } 根节点配置123worker_processes auto;worker_rlimit_nofile 65535;worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000; worker_processesworker角色的进程个数（nginx启动后有多少个worker处理http请求。master不处理请求，而是根据相应配置文件信息管理worker进程. master进程主要负责对外揽活（即接收客户端的请求），并将活儿合理的分配给多个worker，每个worker进程主要负责干活（处理请求））。 nginx运行工作进程个数，一般设置cpu的核心或者核心数x2，如：worker_processes 4; 可以设置为auto，auto这个参数值是从nginx 1.3.8和nginx 1.2.5 开始进行支持的，自动参数可以自动检测 cpu cores 并设置 worker_processes 参数 。 1worker_processes auto;worker_processes最多开启8个，8个以上性能就不会再提升了，而且稳定性会变的更低，因此8个进程够用了。 查看nginx当前进程数： 1ps -aux | grep nginx |grep -v grep worker_rlimit_nofileNginx最多可以打开文件数，与ulimit -n保持一致，如：worker_rlimit_nofile 65535; 为nginx工作进程改变打开最多文件描述符数目的限制。用来在不重启主进程的情况下增加限制。 worker_cpu_affinity运行CPU亲和力，与worker_processes对应，如：worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000; 2核cpu，开启2个进程 12worker_processes 2;worker_cpu_affinity 01 10;解释：01表示启用第一个CPU内核，10表示启用第二个CPU内核worker_cpu_affinity 01 10;表示开启两个进程，第一个进程对应着第一个CPU内核，第二个进程对应着第二个CPU内核。 2核cpu，开启4个进程 12worker_processes 4;worker_cpu_affinity 01 10 01 10;解释：开启了四个进程，它们分别对应着开启2个CPU内核 4个cpu，开启4个进程 12worker_processes 4;worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;解释：0001表示启用第一个CPU内核，0010表示启用第二个CPU内核，依此类推 4核cpu，开启2个进程 12worker_processes 2;worker_cpu_affinity 0101 1010;解释：0101表示开启第一个和第三个内核，1010表示开启第二个和第四个内核；2个进程对应着四个内核；worker_cpu_affinity配置是写在/etc/nginx/nginx.conf里面的；2核是 01，四核是0001，8核是00000001，有多少个核，就有几位数，1表示该内核开启，0表示该内核关闭。 8核cpu，开启8个进程 12worker_processes 8;worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;解释：0001表示启用第一个CPU内核，0010表示启用第二个CPU内核，依此类推；worker_processes最多开启8个，8个以上性能提升不会再提升了，而且稳定性变得更低，所以8个进程够用了。 配置完之后可以重启nginx，用ab工具或者wrk工具，可以进行性能测试。 在服务器上执行top，然后按1，就可以多个CPU工作情况，如果多个CPU内核的利用率差不多，就证明Nginx已经成功利用了多核CPU。 events事件处理模型。 12345events { use epoll; worker_connections 65535; multi_accept on;}use epoll：nginx采用epoll事件模型，处理效率高work_connections：是单个worker进程允许客户端最大连接数，这个数值一般根据服务器性能和内存来制定，实际最大值就是worker进程数乘以work_connections，实际我们填入一个65535，足够了，这些都算并发值，一个网站的并发达到这么大的数量，也算一个大站了！multi_accept ：告诉nginx收到一个新连接通知后接受尽可能多的连接，默认是on，设置为on后，多个worker按串行方式来处理连接，也就是一个连接只有一个worker被唤醒，其他的处于休眠状态，设置为off后，多个worker按并行方式来处理连接，也就是一个连接会唤醒所有的worker，直到连接分配完毕，没有取得连接的继续休眠。当你的服务器连接数不多时，开启这个参数会让负载有一定的降低，但是当服务器的吞吐量很大时，为了效率，可以关闭这个参数。 重启检查配置文件是否可用 1nginx -t重新加载配置文件 1service nginx reload或者重启 1service nginx restart 进程信息查看进程连接数总连接数 1ps -ef |wc -l查询用户的连接数统计 1ps -ef |awk '{print $1}' |sort |uniq -c |sort -rn查看某个进程连接数： 12lsof -i:8|wc -llsof -p 12345|wc -l其中 -p:对应进程的PID -i:对应进程的端口号 或者使用下面命令也能获取到 1netstat -nat|grep -i 8018|wc -l 查看进程的线程数物理内存决定的系统进程数上限 1cat /proc/sys/kernel/threads-max系统的进程或线程限制数 这个值表示进程ID的上限。为了兼容旧版，默认为32768（即两个字节） 1cat /proc/sys/kernel/pid_max用户最大进程或线程数 使用命令: 1ulimit -ups -ef只打印进程，而ps -eLf会打印所有的线程 1ps -eLf | grep javaps -eLf各字段含义 UID：用户ID PID：process id 进程id PPID: parent process id 父进程id LWP：表示这是个线程；要么是主线程(进程)，要么是线程 NLWP: num of light weight process 轻量级进程数量，即线程数量 STIME: start time 启动时间 TIME: 占用的CPU总时间 TTY：该进程是在哪个终端运行的;pts/0255代表虚拟终端，一般是远程连接的终端;tty1tty7 代表本地控制台终端 CMD：进程的启动命令 查看pid 1lsof -i:8018假如pid为26281 查询线程 123top -H -p ${pid}# 或者 top -p ${pid} #然后 shitf + H查询线程数量 1cat /proc/${pid}/status获取线程的PID 1ls /proc/${pid}/task树状显示线程 1pstree -p ${pid}列表显示线程 1ps -hH -p ${pid} 进程命令数查询进程正在运行的命令数 1lsof |awk '{print $1}' |sort |uniq -c |sort -rn |
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