Linux网络性能优化指南

核心优化策略

1. TCP/IP协议栈调优

# 增加TCP窗口大小
echo "net.ipv4.tcp_window_scaling = 1" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.core.rmem_max = 16777216" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.core.wmem_max = 16777216" >> /etc/sysctl.conf

# 启用TCP快速打开
echo "net.ipv4.tcp_fastopen = 3" >> /etc/sysctl.conf

# 调整TCP保持活动时间
echo "net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 60" >> /etc/sysctl.conf

# 应用更改
sysctl -p

2. 中断亲和性和队列调整

# 查看网卡中断分布
cat /proc/interrupts | grep eth

# 设置IRQ亲和性(根据CPU核心数调整)
for irq in $(cat /proc/interrupts | grep eth | awk '{print $1}' | sed 's/://'); do
    echo 3 > /proc/irq/$irq/smp_affinity
done

# 增加接收队列大小
ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096

3. 网卡高级参数优化

# 启用GRO和TSO
ethtool -K eth0 gro on
ethtool -K eth0 tso on

# 调整RX/TX队列数量(根据CPU核心数)
ethtool -L eth0 combined 8

# 启用多队列RSS
ethtool -X eth0 equal 8

进阶优化技术

1. 使用更高效的TCP拥塞控制算法

# 查看可用算法
sysctl net.ipv4.tcp_available_congestion_control

# 设置BBR算法
echo "net.core.default_qdisc = fq" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

2. 内核参数深度调优

# 增加连接跟踪表大小
echo "net.netfilter.nf_conntrack_max = 524288" >> /etc/sysctl.conf

# 优化本地端口范围
echo "net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535" >> /etc/sysctl.conf

# 禁用不必要的ICMP响应
echo "net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1" >> /etc/sysctl.conf

3. 网络栈零拷贝优化

# 启用零拷贝接收
ethtool -K eth0 rx-fcs off rx-gro-hw on

# 调整socket缓冲区
echo "net.core.rmem_default = 4194304" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.core.wmem_default = 4194304" >> /etc/sysctl.conf

性能监控与验证

1. 实时监控工具

# 综合监控
nload eth0  # 实时带宽监控
iftop -i eth0  # 连接级带宽监控

# TCP状态监控
ss -s  # 查看socket统计
ss -tulnp  # 查看活跃连接

# 深度性能分析
perf stat -e 'net:*' -a sleep 10  # 网络事件统计

2. 基准测试工具

# 带宽测试
iperf3 -c server_ip -t 30 -P 8  # 多线程测试

# 延迟测试
ping -f -c 1000 server_ip  # 洪水ping测试
hping3 -S -p 80 -c 1000 server_ip  # SYN延迟测试

# 连接建立速度测试
httperf --hog --server=server_ip --uri=/ --num-conns=10000 --rate=1000

注意事项

1. 所有优化应根据实际硬件配置和网络环境调整
2. 生产环境修改前应在测试环境验证
3. 部分优化可能需要重启网络服务或系统
4. 监控优化前后的性能差异，确保正向效果
5. 考虑安全影响，特别是减少ICMP响应等设置

通过综合应用这些优化技术，可以显著提升Linux系统的网络吞吐量、降低延迟，并提高连接稳定性。