簡述tcp協議對http性能的影響及優化

　　當網站服務器併發鏈接達到必定程度時，你可能須要考慮服務器系統中tcp協議設置對http服務器的影響。

　　tcp相關延時主要包括：

　　　　一、tcp鏈接時創建握手；

　　　　二、tcp慢啓動擁塞控制；

　　　　三、數據彙集的Nagle算法；

　　　　四、用於捎帶確認的tcp延遲確認算法；

　　　　五、TIME_WAIT時延和端口耗盡。

　　對上面的延時影響，相應的優化方法有：

　　　　一、http使用「持久化鏈接」，http 1.0中使用connection:keep-alive， http 1.1默認使用持久化鏈接；

　　　　二、調整或禁止延遲確認算法（HTTP協議具備雙峯特徵的請求-應答行爲下降了捎帶確認的可能）；

　　　　三、設置TCP_NODELAY禁止Nagle算法，提升性能；

　　　　四、TIME_WAIT設置爲一個較小的值。

　　

　　根據上述分析，咱們能夠修改linux的tcp參數，經過vi 打開/etc/sysctl.conf，添加以下參數

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

　　　　在服務器收到不少鏈接時，系統的可用端口將很快被耗盡。經過修改net.ipv4.ip_local_port_range參數，能夠將可用端口的範圍改大.

　　

　　　　net.ipv4.tcp_tw_reuse

　　　　當服務器須要在大量TCP鏈接之間切換時，會產生大量處於TIME_WAIT狀態的鏈接。TIME_WAIT意味着鏈接自己是關閉的，但資源尚未釋放。將net_ipv4_tcp_tw_reuse設置爲1是讓內核在安全時儘可能回收鏈接，這比從新創建新鏈接要便宜得多。

 

　　　　net.ipv4.tcp_fin_timeout

　　　　這是處於TIME_WAIT狀態的鏈接在回收前必須等待的最小時間。改小它能夠加快回收。

 

　　　　若使用的是nginx服務器，還能夠在nginx.conf中以下設置

http {
    sendfile           on;
    tcp_nodelay        on;

    keepalive_timeout  60;
    ... ...
}

　　第一行的 sendfile 配置能夠提升 Nginx 靜態資源託管效率。sendfile 是一個系統調用，直接在內核空間完成文件發送，不須要先 read 再 write，沒有上下文切換開銷。

　　TCP_NODELAY 也是一個 socket 選項，啓用後會禁用 Nagle 算法，儘快發送數據，能夠節約 200ms。Nginx 只會針對處於 keep-alive 狀態的 TCP 鏈接纔會啓用 tcp_nodelay。

　　最後一行用來指定服務端爲每一個 TCP 鏈接最多能夠保持多長時間。Nginx 的默認值是 75 秒，有些瀏覽器最多隻保持 60 秒，因此我統一設置爲 60。

　　咱們能夠經過命令 ss -s查看tcp鏈接信息

[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

 

　全部的TCP/IP參數都位於/proc/sys/net目錄下（請注意，對/proc/sys/net目錄下內容的修改都是臨時的，任何修改在系統重啓後都會丟失），例以下面這些重要的參數：

參數（路徑+文件）	描述	默認值	優化值
/proc/sys/net/core/rmem_default	默認的TCP數據接收窗口大小（字節）。	229376	256960
/proc/sys/net/core/rmem_max	最大的TCP數據接收窗口（字節）。	131071	513920
/proc/sys/net/core/wmem_default	默認的TCP數據發送窗口大小（字節）。	229376	256960
/proc/sys/net/core/wmem_max	最大的TCP數據發送窗口（字節）。	131071	513920
/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog	在每一個網絡接口接收數據包的速率比內核處理這些包的速率快時，容許送到隊列的數據包的最大數目。	1000	2000
/proc/sys/net/core/somaxconn	定義了系統中每個端口最大的監聽隊列的長度，這是個全局的參數。	128	2048
/proc/sys/net/core/optmem_max	表示每一個套接字所容許的最大緩衝區的大小。	20480	81920
/proc/sys/net/ipv4/tcp_mem	肯定TCP棧應該如何反映內存使用，每一個值的單位都是內存頁（一般是4KB）。第一個值是內存使用的下限；第二個值是內存壓力模式開始對緩衝區使用應用壓力的上限；第三個值是內存使用的上限。在這個層次上能夠將報文丟棄，從而減小對內存的使用。對於較大的BDP能夠增大這些值（注意，其單位是內存頁而不是字節）。	94011  125351  188022	131072  262144  524288
/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem	爲自動調優定義socket使用的內存。第一個值是爲socket接收緩衝區分配的最少字節數；第二個值是默認值（該值會被rmem_default覆蓋），緩衝區在系統負載不重的狀況下能夠增加到這個值；第三個值是接收緩衝區空間的最大字節數（該值會被rmem_max覆蓋）。	4096  87380  4011232	8760  256960  4088000
/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem	爲自動調優定義socket使用的內存。第一個值是爲socket發送緩衝區分配的最少字節數；第二個值是默認值（該值會被wmem_default覆蓋），緩衝區在系統負載不重的狀況下能夠增加到這個值；第三個值是發送緩衝區空間的最大字節數（該值會被wmem_max覆蓋）。	4096  16384  4011232	8760  256960  4088000
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time	TCP發送keepalive探測消息的間隔時間（秒），用於確認TCP鏈接是否有效。	7200	1800
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl	探測消息未得到響應時，重發該消息的間隔時間（秒）。	75	30
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes	在認定TCP鏈接失效以前，最多發送多少個keepalive探測消息。	9	3
/proc/sys/net/ipv4/tcp_sack	啓用有選擇的應答（1表示啓用），經過有選擇地應答亂序接收到的報文來提升性能，讓發送者只發送丟失的報文段，（對於廣域網通訊來講）這個選項應該啓用，可是會增長對CPU的佔用。	1	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_fack	啓用轉發應答，能夠進行有選擇應答（SACK）從而減小擁塞狀況的發生，這個選項也應該啓用。	1	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps	TCP時間戳（會在TCP包頭增長12個字節），以一種比重發超時更精確的方法（參考RFC 1323）來啓用對RTT 的計算，爲實現更好的性能應該啓用這個選項。	1	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling	啓用RFC 1323定義的window scaling，要支持超過64KB的TCP窗口，必須啓用該值（1表示啓用），TCP窗口最大至1GB，TCP鏈接雙方都啓用時才生效。	1	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies	表示是否打開TCP同步標籤（syncookie），內核必須打開了CONFIG_SYN_COOKIES項進行編譯，同步標籤能夠防止一個套接字在有過多試圖鏈接到達時引發過載。	1	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_reuse	表示是否容許將處於TIME-WAIT狀態的socket（TIME-WAIT的端口）用於新的TCP鏈接 。	0	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle	可以更快地回收TIME-WAIT套接字。	0	1
/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout	對於本端斷開的socket鏈接，TCP保持在FIN-WAIT-2狀態的時間（秒）。對方可能會斷開鏈接或一直不結束鏈接或不可預料的進程死亡。	60	30
/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range	表示TCP/UDP協議容許使用的本地端口號	32768  61000	1024  65000
/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog	對於還未得到對方確認的鏈接請求，可保存在隊列中的最大數目。若是服務器常常出現過載，能夠嘗試增長這個數字。	2048	2048
/proc/sys/net/ipv4/tcp_low_latency	容許TCP/IP棧適應在高吞吐量狀況下低延時的狀況，這個選項應該禁用。	0
/proc/sys/net/ipv4/tcp_westwood	啓用發送者端的擁塞控制算法，它能夠維護對吞吐量的評估，並試圖對帶寬的總體利用狀況進行優化，對於WAN 通訊來講應該啓用這個選項。	0
/proc/sys/net/ipv4/tcp_bic	爲快速長距離網絡啓用Binary Increase Congestion，這樣能夠更好地利用以GB速度進行操做的連接，對於WAN通訊應該啓用這個選項。	1

 

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