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Tuesday, 31 July 2012

LINUX系统的优化

(https://briteming.blogspot.com/2015/05/linux-vps.html)

所有的TCP/IP调优参数都位于/proc/sys/net/目录. 例如, 下面是最重要的一些调优参数, 后面是它们的含义:
1. /proc/sys/net/core/rmem_max — 最大的TCP数据接收缓冲
2. /proc/sys/net/core/wmem_max — 最大的TCP数据发送缓冲
3. /proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps — 时间戳在(请参考RFC 1323)TCP的包头增加12个字节
4. /proc/sys/net/ipv4/tcp_sack — 有选择的应答
5. /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling — 支持更大的TCP窗口. 如果TCP窗口最大超过65535(64K), 必须设置该数值为1
6. rmem_default — 默认的接收窗口大小
7. rmem_max — 接收窗口的最大大小
8. wmem_default — 默认的发送窗口大小
9. wmem_max — 发送窗口的最大大小
/proc目录下的所有内容都是临时性的, 所以重启动系统后任何修改都会丢失.
建议在系统启动时自动修改TCP/IP参数:
把下面代码增加到/etc/rc.local文件, 然后保存文件, 系统重新引导的时候会自动修改下面的TCP/IP参数:
echo 256960 > /proc/sys/net/core/rmem_default
echo 256960 > /proc/sys/net/core/rmem_max
echo 256960 > /proc/sys/net/core/wmem_default
echo 256960 > /proc/sys/net/core/wmem_max
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_sack
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling
TCP/IP参数都是自解释的, TCP窗口大小设置为256960, 禁止TCP的时间戳(取消在每个数据包的头中增加12字节), 支持更大的TCP窗口和TCP有选择的应答.
上面数值的设定是根据互连网连接和最大带宽/延迟率来决定.
注: 上面实例中的数值可以实际应用, 但它只包含了一部分参数.
另外一个方法: 使用 /etc/sysctl.conf 在系统启动时将参数配置成您所设置的值:
net.core.rmem_default = 256960
net.core.rmem_max = 256960
net.core.wmem_default = 256960
net.core.wmem_max = 256960
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.tcp_sack =1
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
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二、文件及文件系统调谐
块大小
使用较大的块大小将得到较好的性能。将ext2文件系统的块大小调整为4096byte而不是缺省的1024byte，可以减少文件碎片，另外，在 ext2的文件系统中，为根目录保留了5%的空间，对一个大的文件系统，除非用作日志文件，5%的比例有些过多。可以使用命令”# mke2fs -b 4096 -m 1 /dev/hda6″将它改为1%并以块大小4096byte创建文件系统。如果系统用作邮件或者新闻服务器，使用较大的块大小，虽然性能有所提高，但会造成磁盘空间较大的浪费。比如文件系统中的文件平均大小为2145byte，如果使用4096byte的块大小，平均每一个文件就会浪费1951byte 空间。如果使用1024byte的块大小，平均每一个文件会浪费927byte空间。在性能和磁盘的代价上如何平衡，要看具体应用的需要。
调整缓冲区刷新参数
Linux内核中，包含了一些对于系统运行态的可设置参数。缓冲刷新的参数可通过
/proc/sys/vm/bdflush文件来完成，这个文件的格式是这样的：
# more /proc/sys/vm/bdflush
40 0 0 0 500 3000 60 0 0
第一个数：在”dirty”缓冲区达到多少的时候强制唤醒bdflush进程刷新硬盘，
第二个数：每次让bdflush进程刷新多少个dirty块。所谓dirty块是必须写到磁盘中的缓存块。接下的数：每次允许bd flush将多少个内存块排入空闲的缓冲块列表。
修改方法
# echo “100 128 128 512 5000 3000 60 0 0″>/proc/sys/vm/bdflush 并将这条命令加到/etc/rc.d/rc.local文件中去。
以上的设置加大了缓冲区大小，降低了bdflush被启动的频度，同时也增加了万一系统崩溃丢失数据的危险性。VFS的缓冲刷新是Linux文件系统高效的重要原因之一。
调整文件句柄数和i-节点数
在Linux内核2.4.x中需要修改源代码，然后重新编译内核才生效。编辑Linux内核源代码中的
include/linux/fs.h文件，将 NR_FILE 由8192改为 65536，将NR_RESERVED_FILES 由10 改为 128。编辑fs/inode.c 文件将 MAX_INODE 由16384改为262144。
一般情况下，最大打开文件数比较合理的设置为每4M物理内存256，比如256M内存可以设为16384，而最大的使用的i节点的数目应该是最大打开文件数目的3倍到4倍。
三、其它方面的调谐
调谐buffermem
文件buffermen和内核虚拟内存子系统密切相关。文件/proc/sys/vm/buffermem控制多大内存被用于缓冲区（百分数表示）。内核2.4的缺省值为：: “2 10 60″。可以按如下方法修改：
# echo “70 10 60″ >/proc/sys/vm/buffermem
并将之加到脚本文件/etc/rc.d/rc.local 中。或者在/etc/sysctl.conf文件中加入
vm.buffermem = 70 10 60
第一个参数 70意味着至少分配70%的内存用作缓冲区。后两个参数保持系统的默认值。第一个参数设置为多大合适，依赖于系统的内存大小和系统高负载时内存的使用情况（可用free监视）。
进程限制
Linux对于每个用户，系统限制其最大进程数。为提高性能，可以设置超级用户root的最大进程数为无限。编辑.bashrc文件（vi /root/.bashrc）增加行”ulimit -u unlimited”即可消除超级用户的进程限制。
核心和系统对用户进程其它的一些限制也可以通过ulimit命令来查看和更改。”ulimit -a” 用来显示当前的各种用户进程限制。一些更改用户限制的例子如下：
ulimit -n 4096 将每个进程可以打开的文件数目加大到4096，缺省为1024
ulimit -m 4096 限制每个进程使用的内存数。
优化gcc编译
将优化标志放在/etc/profile文件中。在pentium III级的处理器上使用以下优化标志将得到最优的应用程序：
CFLAGS=-O9 -funroll-loops -ffast-math -malign-double -mcpu=pentiumpro -march=pentiumpro -fomit-frame-pointer -fno-exceptions
再将如下行加到/etc/profile 更靠后的位置：
export PATH PS1 HOSTNAME HISTSIZE HISTFILESIZE USER LOGNAME MAIL INPUTRC CFLAGS LANG LESSCHARSET使用以上的优化，gcc或者egcs编译的程序将得到最佳的性能。
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/proc/sys/kernel/shmall
该文件是在任何给定时刻系统上可以使用的共享内存的总量（以字节为单位）。
缺省设置：2097152
/proc/sys/kernel/shmax
该文件指定内核所允许的最大共享内存段的大小（以字节为单位）。
缺省设置：33554432
/proc/sys/kernel/shmmni
该文件表示用于整个系统共享内存段的最大数目。
缺省设置：4096
/proc/sys/kernel/threads-max
该文件指定内核所能使用的线程的最大数目。
缺省设置：2048
/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog
该文件指定了，在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。
缺省设置：300
/proc/sys/net/core/optmem_max
该文件指定了每个套接字所允许的最大缓冲区的大小。
/proc/sys/net/core/rmem_default
该文件指定了接收套接字缓冲区大小的缺省值（以字节为单位）。
/proc/sys/net/core/rmem_max
该文件指定了接收套接字缓冲区大小的最大值（以字节为单位）。
/proc/sys/net/core/wmem_default
该文件指定了发送套接字缓冲区大小的缺省值（以字节为单位）。
/proc/sys/net/core/wmem_max
该文件指定了发送套接字缓冲区大小的最大值（以字节为单位）。
/proc/sys/net/ipv4
所有 IPv4 和 IPv6 的参数都被记录在内核源代码文档中。请参阅文件 /usr/src/linux/Documentation/networking/ip-sysctl.txt。
/proc/sys/net/ipv6
同 IPv4。
/proc/sys/vm
/proc/sys/vm/buffermem
该文件控制用于缓冲区内存的整个系统内存的数量（以百分比表示）。它有三个值，通过把用空格相隔的一串数字写入该文件来设置这三个值。
用于缓冲区的内存的最低百分比
如果发生所剩系统内存不多，而且系统内存正在减少这种情况，系统将试图维护缓冲区内存的数量。
用于缓冲区的内存的最高百分比
缺省设置：2 10 60
/proc/sys/vm/freepages
该文件控制系统如何应对各种级别的可用内存。它有三个值，通过把用空格相隔的一串数字写入该文件来设置这三个值。
如果系统中可用页面的数目达到了最低限制，则只允许内核分配一些内存。
如果系统中可用页面的数目低于这一限制，则内核将以较积极的方式启动交换，以释放内存，从而维持系统性能。
内核将试图保持这个数量的系统内存可用。低于这个值将启动内核交换。
缺省设置：512 768 1024
/proc/sys/vm/kswapd
该文件控制允许内核如何交换内存。它有三个值，通过把用空格相隔的一串数字写入该文件来设置这三个值：
内核试图一次释放的最大页面数目。如果想增加内存交换过程中的带宽，则需要增加该值。
内核在每次交换中试图释放页面的最少次数。
内核在一次交换中所写页面的数目。这对系统性能影响最大。这个值越大，交换的数据越多，花在磁盘寻道上的时间越少。然而，这个值太大会因“淹没”请求队列而反过来影响系统性能。
缺省设置：512 32 8
/proc/sys/vm/pagecache
该文件与 /proc/sys/vm/buffermem 的工作内容一样，但它是针对文件的内存映射和一般高速缓存。
使内核设置具有持久性
这里提供了一个方便的实用程序，用于更改 /proc/sys 目录下的任何内核参数。它使您可以更改运行中的内核（类似于上面用到的 echo 和重定向方法），但它还有一个在系统引导时执行的配置文件。这使您可以更改运行中的内核，并将这些更改添加到配置文件，以便于在系统重新引导之后，这些更改仍然生效。
该实用程序称为 sysctl，在 sysctl(8) 的联机帮助页中，对这个实用程序进行了完整的文档说明。sysctl 的配置文件是 /etc/sysctl.conf，可以编辑该文件，并在 sysctl.conf(8) 下记录了该文件。sysctl 将 /proc/sys 下的文件视为可以更改的单个变量。所以，以 /proc/sys 下的文件 /proc/sys/fs/file-max 为例，它表示系统中所允许的文件句柄的最大数目，这个文件被表示成 fs.file-max。
这个示例揭示了 sysctl 表示法中的一些奇妙事情。由于 sysctl 只能更改 /proc/sys 目录下的变量，并且人们始终认为变量是在这个目录下，因此省略了变量名的那一部分（/proc/sys）。另一个要说明的更改是，将目录分隔符（正斜杠 /）换成了英文中的句号（点 .）。
将 /proc/sys 中的文件转换成 sysctl 中的变量有两个简单的规则：
去掉前面部分 /proc/sys。
将文件名中的正斜杠变为点。
这两条规则使您能将 /proc/sys 中的任一文件名转换成 sysctl 中的任一变量名。一般文件到变量的转换为：
/proc/sys/dir/file –> dir.file
dir1.dir2.file –> /proc/sys/dir1/dir2/file
可以使用命令 sysctl -a 查看所有可以更改的变量和其当前设置。
用 sysctl 还可以更改变量，它所做的工作与上面所用的 echo 方法完全一样。其表示法为：
sysctl -w dir.file=”value”
还是用 file-max 作为示例，使用下面两种方法中的一种将该值更改为 16384。
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LINUX系统调优记录：
解决 “dst cache overflow” 报警问题
OS：centos4.3
1.可以改变滑动窗口的大小 (默认应该就是“1”)
echo “1″ > /proc/sys/net/ipv4/tcp_window_scaling
2.修改内核共享内存限制为256M,默认才2M
echo 268435456 >/proc/sys/kernel/shmall
echo 268435456 >/proc/sys/kernel/shmmax
3。可使用的代理端口
echo “1024 65000″ > /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
4.禁止广播和ping入
echo “1″ > /proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_broadcasts
echo “1″ > /proc/sys/net/ipv4/icmp_ignore_bogus_error_responses
5./proc/sys/net/ipv4/netfilter/ip_conntrack_max 改大到 268435456 默认只有65536
6.echo “1800″ > /proc/sys/net/ipv4/netfilter/ip_conntrack_tcp_timeout_established
默认确立连接会在5天后失效，改为半小时后失效，减少ip_conntrack的有效连接数量。
7.echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_syncookies
防范SYN DDOS攻击，打开TCPsyncookies,CENTOS4的内核是支持的。
8.echo 2048 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog
SYN列队长度，不要设置太高，会消耗相应的内存。
9.echo 3 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_synack_retries
SYN重试次数。
10.echo 3 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_syn_retries
SYN重试次数

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Linux系统优化

ulimit

确保

/proc/sys/fs/nr_open > /proc/sys/fs/file-max > ulimit -Hn > ulimit -Sn > 10000

ulimit -a 查看配置

可根据pid查看某一进程目前的限制

cat /proc/16223/limits

查看每个进程所允许的最大opend files ulimit -n

查看目前系统已打开的open files lsof | wc -l 或者 ls -l /proc/*/fd | wc -l

lsof会列出重复的, 使用 lsof|awk '{print $9}'|sort|uniq|wc -l 可以去除重复

cat /proc/sys/fs/file-nr 会在系统内核层面统计,比较正确

查看系统所允许的最大open files cat /proc/sys/fs/file-max

查看一个进程目前已打开的 lsof -p 28290 或者 lsof -a -p 28290

或者

ls -l /proc/28290/fd | wc -l

查看 hard limit ulimit -Hn

查看 soft limit ulimit -Sn

临时修改

通过ulimit -Hn设置最Hard limit

ulimit -Hn 990000

通过ulimit -Sn设置最soft limit

ulimit -Sn 990000

同时设置soft limit和hard limit。对于非root用户只能设置比原来小的hard limit。

ulimit -n 81920 修改每个进程所允许的最大

修改系统的 echo 819200 > /proc/sys/fs/file-max

所有进程打开的文件描述符数不能超过/proc/sys/fs/file-max
单个进程打开的文件描述符数不能超过user limit中nofile的soft limit
nofile的soft limit不能超过其hard limit
nofile的hard limit不能超过/proc/sys/fs/nr_open

动态配置一个进程的

prlimit -n81920 -p pid_of_process

查看当前值

grep ‘open files’ /proc/$( cat /var/run/nginx.pid )/limits

永久修改

只有root用户才有权限修改/etc/security/limits.conf

如果limits.conf没有做设定，则默认值是 soft limit 1024 , hard limit 4096

修改

nginx       soft    nofile  10000
nginx       hard    nofile  30000

或者

* soft nofile 250000
* hard nofile 350000

sysctl -p 使其生效

修改系统的

vi /etc/sysctl.conf

设置

fs.file-max = 70000

在nginx层面配置

worker_rlimit_nofile 350000;

user root;
worker_processes  2;
worker_rlimit_nofile 350000;

events {
    worker_connections  81920;
}

测试工具

https://github.com/ideawu/c1000k

overcommit_memory内存分配

sysctl vm.overcommit_memory=1

somaxconn

sysctl net.core.somaxconn=1024

swap

随机数

/dev/random

/dev/random会根据噪音产生随机数，如果噪音不够它就会阻塞

提高生成速度

cat /proc/sys/kernel/random/entropy_avail 查看熵池大小

如果你的CPU带有DRNG特性，可以充分利用硬件来提高熵池产生的速度。

如果你的硬件不支持，也没有关系，我们可以让/dev/unrandom来做“熵源”

cat /proc/cpuinfo | grep rdrand 查看是否支持

安装rngd服务（熵服务）

yum install rngd-tools 或者yum install rng-tools

如果你的CPU不支持DRNG特性或者像我一样使用虚拟机，可以使用/dev/unrandom来模拟。

编辑/etc/systemd/system/rngd.service service小结，ExecStart=/sbin/rngd -f -r /dev/urandom

/dev/urandom

伪随机数, 伪随机数的生成速度要快很多

inotify

tail: 无法使用 inotify 机制，回归为 polling 机制: 打开的文件过多

可能的问题是inotify被恶意消耗

查看当前系统的配置

sysctl fs.inotify

查看已在用的

lsof | grep inotify | wc -l

改大一些

sysctl -n -w fs.inotify.max_user_watches=16384

sysctl -n -w fs.inotify.max_user_instances=512

查看谁在消耗

for foo in /proc/*/fd/*; do readlink -f $foo; done | grep inotify | sort | uniq -c | sort -nr

https://unix.stackexchange.com/questions/15509/whos-consuming-my-inotify-resources

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