一臺(tái)Linux服務(wù)器最多能支撐多少個(gè)TCP連接？

【導(dǎo)讀】：單臺(tái) Linux 服務(wù)器可以支撐多少個(gè) TCP 連接？關(guān)于這個(gè)問題，我想很多客戶端的同學(xué)都不怎么了解，甚至于很多服務(wù)器開發(fā)也沒有特意的關(guān)注。

那么這個(gè)承載數(shù)到底取決了什么，是端口數(shù)量，還是內(nèi)存大小，亦或者是可創(chuàng)建文件句柄數(shù)量？讓我們一起來了解下吧。

困惑很多人的并發(fā)問題

在網(wǎng)絡(luò)開發(fā)中，我發(fā)現(xiàn)有很多同學(xué)對(duì)一個(gè)基礎(chǔ)問題始終是沒有徹底搞明白。那就是一臺(tái)服務(wù)器最大究竟能支持多少個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接？我想我有必要單獨(dú)發(fā)一篇文章來好好說一下這個(gè)問題。

很多同學(xué)看到這個(gè)問題的第一反應(yīng)是65535。原因是：“聽說端口號(hào)最多有65535個(gè)，那長連接就最多保持65535個(gè)了”。是這樣的嗎？還有的人說：“應(yīng)該受TCP連接里四元組的空間大小限制，算起來是200多萬億個(gè)！”

如果你對(duì)這個(gè)問題也是理解的不夠徹底，那么今天講個(gè)故事講給你聽！

一次關(guān)于服務(wù)器端并發(fā)的聊天

"TCP連接四元組是源IP地址、源端口、目的IP地址和目的端口。任意一個(gè)元素發(fā)生了改變，那么就代表的是一條完全不同的連接了。拿我的Nginx舉例，它的端口是固定使用80。另外我的IP也是固定的，這樣目的IP地址、目的端口都是固定的。剩下源IP地址、源端口是可變的。所以理論上我的Nginx上最多可以建立2的32次方（ip數(shù)）×2的16次方（port數(shù)）個(gè)連接。這是兩百多萬億的一個(gè)大數(shù)字?。?

"進(jìn)程每打開一個(gè)文件（linux下一切皆文件，包括socket），都會(huì)消耗一定的內(nèi)存資源。如果有不懷好心的人啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程來無限的創(chuàng)建和打開新的文件，會(huì)讓服務(wù)器崩潰。所以linux系統(tǒng)出于安全角度的考慮，在多個(gè)位置都限制了可打開的文件描述符的數(shù)量，包括系統(tǒng)級(jí)、用戶級(jí)、進(jìn)程級(jí)。這三個(gè)限制的含義和修改方式如下："

系統(tǒng)級(jí)：當(dāng)前系統(tǒng)可打開的最大數(shù)量，通過fs.file-max參數(shù)可修改

用戶級(jí)：指定用戶可打開的最大數(shù)量，修改/etc/security/limits.conf

進(jìn)程級(jí)：單個(gè)進(jìn)程可打開的最大數(shù)量，通過fs.nr_open參數(shù)可修改

"我的接收緩存區(qū)大小是可以配置的，通過sysctl命令就可以查看。"

$sysctl-a|greprmem net.ipv4.tcp_rmem=4096873808388608 net.core.rmem_default=212992 net.core.rmem_max=8388608

"其中在tcp_rmem"中的第一個(gè)值是為你們的TCP連接所需分配的最少字節(jié)數(shù)。該值默認(rèn)是4K，最大的話8MB之多。也就是說你們有數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)候我需要至少為對(duì)應(yīng)的socket再分配4K內(nèi)存，甚至可能更大。"

"TCP分配發(fā)送緩存區(qū)的大小受參數(shù)net.ipv4.tcp_wmem配置影響。"

$sysctl-a|grepwmem net.ipv4.tcp_wmem=4096655368388608 net.core.wmem_default=212992 net.core.wmem_max=8388608

"在net.ipv4.tcp_wmem"中的第一個(gè)值是發(fā)送緩存區(qū)的最小值，默認(rèn)也是4K。當(dāng)然了如果數(shù)據(jù)很大的話，該緩存區(qū)實(shí)際分配的也會(huì)比默認(rèn)值大。"

服務(wù)端百萬連接達(dá)成記

“準(zhǔn)備啥呢，還記得前面說過Linux對(duì)最大文件對(duì)象數(shù)量有限制，所以要想完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，得在用戶級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、進(jìn)程級(jí)等位置把這個(gè)上限加大。我們實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?00W，這里都設(shè)置成110W，這個(gè)很重要！因?yàn)榈帽ＷC做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候其它基礎(chǔ)命令例如ps，vi等是可用的?！?/p>

活動(dòng)連接數(shù)量確實(shí)達(dá)到了100W：

$ss-n|grepESTAB|wc-l 1000024

當(dāng)前機(jī)器內(nèi)存總共是3.9GB，其中內(nèi)核Slab占用了3.2GB之多。MemFree和Buffers加起來也只剩下100多MB了：

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

通過slabtop命令可以查看到densty、flip、sock_inode_cache、TCP四個(gè)內(nèi)核對(duì)象都分別有100W個(gè)：

結(jié)語

互聯(lián)網(wǎng)后端的業(yè)務(wù)特點(diǎn)之一就是高并發(fā). 但是一臺(tái)服務(wù)器最大究竟能支持多少個(gè)TCP連接，這個(gè)問題似乎卻又在困惑著很多同學(xué)。希望今天過后，你能夠?qū)⑦@個(gè)問題踩在腳下摩擦！

原文標(biāo)題：漫畫：一臺(tái) Linux 服務(wù)器最多能支撐多少個(gè) TCP 連接

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