服务器的TCP连接限制：如何优化并提高服务器的并发连接数？

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服务器的TCP连接限制：如何优化并提高服务器的并发连接数？

在这里插入图片描述

Linux服务器最大能打开的文件数量

在 Linux 服务器中一切皆文件，将网络接口、进程等抽象概念都视作文件，以统一的方式进行管理和操作

那么在服务器中，能打开的最大文件数量受 4 个参数影响，分别是：

fs.file-max：内核参数，系统级别的限制表示整个系统可以打开的最大文件数，root 用户不会受此参数影响
soft nofile：用户级别的软限制，限制单个进程上可以打开的最大文件数，soft nofile 的值比 fs.file-max 的值要小得多
hard nofile：用户级别的硬限制，限制单个进程上可以打开的最大文件数，默认情况下，hard nofile 的值通常大于等于 soft nofile 的值，soft nofile 是一个警告阈值，超过了并不会阻止文件描述符的打开，而是发出警告，但是 hard nofile 是实际的最大限制，超过它将无法打开文件描述符
fs.nr_open：内核参数，进程级别的限制，限制单个进程可以打开的最大文件数

可以通过命令 sysctl fs.nr_open 查看该值大小

这三个参数之间的值大小设置需要注意以下几点:

hard nofile 的值大于等于 soft nofile
fs.nr_open 的值大于 hard nofile
fs.nr_open 的值不要超过系统的硬件资源限制

调整服务器能打开的最大文件数

fs.file-max 和 fs.nr_open 参数设置

通过修改 /etc/sysctl.conf 文件来修改能打开的最大文件数

vim /etc/sysctl.conf
# 添加如下行
fs.file-max=1100000 // 系统级别设置成110万，多留点 buffer  
fs.nr_open=1100000 // 进程级别也设置成110万，因为要保证比 hard nofile大
# 使配置生效
sysctl -p

soft nofile 和 hard nofile 参数设置

显示当前用户的最大文件描述符限制可以使用以下命令：

ulimit -n

这个值可以通过修改 /etc/security/limits.conf或者/etc/security/limits.d/* 的值，添加如下行：

vi /etc/security/limits.conf
# 将用户级别都设置成 100w
* soft nofile 1000000
* hard nofile 1000000

一台服务器最大支持的连接数量

TCP 连接建立之后，其实就是客户端和服务器端在内存中维护的一组 socket 内核对象，只要存储 源IP、源端口号、目标IP、目标端口号

那么在理想情况下，如果只维护客户端和服务端的 socket 对象的话，最大可以建立的连接数量是由 IP + 端口号来决定的，只要 IP + 端口号不重复，那么就可以找到对应地址，建立连接，理论最大连接数量可以建立 2^32(IP数) * 2^16(端口数) ≈ 两百多亿 条连接

但是这肯定是不可能的，这么多条连接，内存也放不下呀，而且连接中如果有数据请求，需要 CPU 去处理，CPU 也处理不过来

因此最大的连接数量收到了 内存 和 CPU 两个方面的限制

在真实场景中，有频繁的数据收发的数据处理，一台服务器可以支撑 1000 个连接就算比较好的了，在建立 TCP 连接中，服务器端的开销并不在连接的建立上，而是花在了对连接中的数据进行业务逻辑处理的过程中，这个过程是很占用 CPU 的！

一台客户机器最多可以发出多少TCP连接？

上边已经说了，建立 TCP 连接，其实就是维护一组 socket 内核对象的数据，也就是： 源IP、源端口号、目标IP、目标端口号

那么只要有其中一个元素不同，便可以区分出是不同的 TCP 连接

假设客户机器的 IP 地址不会发生变化，并且客户端只和一台 server 服务器建立 TCP 连接，那么一台客户机器可以发出的 TCP 连接的数量取决源端口号 的数量，源端口号的可用范围是【0-65535】，所以一台客户机器对一台 server 服务器可以建立的最大 TCP 连接的数量是：65535 个连接

但是客户端的可用端口范围一般达不到 65535 个，受到了内核参数 ip_local_port_range 的影响，默认值是 32768 61000，可以通过修改 /etc/sysctl.conf 文件来调整可用端口范围：

# 修改文件
vi /etc/sysctl.conf
# 添加如下内容
net.ipv4.ip_local_port_range = 32768 60999
# 使修改生效
sysctl -p