By东关

一台 Linux 服务器最多能支撑多少个 TCP 连接
2021-01-12

在网络开发中,我发现有很多同学对一个基础问题始终是没有彻底搞明白。那就是一台服务器最大究竟能支持多少个网络连接?我想我有必要单独发一篇文章来好好说一下这个问题。

很多同学看到这个问题的第一反应是65535。原因是:“听说端口号最多有65535个,那长连接就最多保持65535个了”。是这样的吗?还有的人说:“应该受TCP连接里四元组的空间大小限制,算起来是200多万亿个!”

如果你对这个问题也是理解的不够彻底,那么今天讲个故事讲给你听!

“TCP连接四元组是源IP地址、源端口、目的IP地址和目的端口。任意一个元素发生了改变,那么就代表的是一条完全不同的连接了。拿我的Nginx举例,它的端口是固定使用80。另外我的IP也是固定的,这样目的IP地址、目的端口都是固定的。剩下源IP地址、源端口是可变的。所以理论上我的Nginx上最多可以建立2的32次方(ip数)×2的16次方(port数)个连接。这是两百多万亿的一个大数字!!”

“进程每打开一个文件(linux下一切皆文件,包括socket),都会消耗一定的内存资源。如果有不怀好心的人启动一个进程来无限的创建和打开新的文件,会让服务器崩溃。所以linux系统出于安全角度的考虑,在多个位置都限制了可打开的文件描述符的数量,包括系统级、用户级、进程级。这三个限制的含义和修改方式如下:”

  • 系统级:当前系统可打开的最大数量,通过fs.file-max参数可修改
  • 用户级:指定用户可打开的最大数量,修改/etc/security/limits.conf
  • 进程级:单个进程可打开的最大数量,通过fs.nr_open参数可修改

“我的接收缓存区大小是可以配置的,通过sysctl命令就可以查看。”

$ sysctl -a | grep rmem
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 8388608
net.core.rmem_default = 212992
net.core.rmem_max = 8388608

“其中在tcp_rmem”中的第一个值是为你们的TCP连接所需分配的最少字节数。该值默认是4K,最大的话8MB之多。也就是说你们有数据发送的时候我需要至少为对应的socket再分配4K内存,甚至可能更大。”

“TCP分配发送缓存区的大小受参数net.ipv4.tcp_wmem配置影响。”

$ sysctl -a | grep wmem
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 8388608
net.core.wmem_default = 212992
net.core.wmem_max = 8388608

“在net.ipv4.tcp_wmem”中的第一个值是发送缓存区的最小值,默认也是4K。当然了如果数据很大的话,该缓存区实际分配的也会比默认值大。”

 

“准备啥呢,还记得前面说过Linux对最大文件对象数量有限制,所以要想完成这个实验,得在用户级、系统级、进程级等位置把这个上限加大。我们实验目的是100W,这里都设置成110W,这个很重要!因为得保证做实验的时候其它基础命令例如ps,vi等是可用的。“

活动连接数量确实达到了100W:

$ ss -n | grep ESTAB | wc -l  
1000024

当前机器内存总共是3.9GB,其中内核Slab占用了3.2GB之多。MemFree和Buffers加起来也只剩下100多MB了:

$ cat /proc/meminfo
MemTotal:        3922956 kB
MemFree:           96652 kB
MemAvailable:       6448 kB
Buffers:           44396 kB
......
Slab:          3241244KB kB

通过slabtop命令可以查看到densty、flip、sock_inode_cache、TCP四个内核对象都分别有100W个:

转自:开发内功修炼

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