【性能优化】Linux系统性能优化汇总

大多数Linux 发布版都定义了适当的缓冲区和其他 Transmission Control Protocol（TCP）参数。可以修改这些参数来分配更多的内存，从而改进网络性能。设置内核参数的方法是通过 proc 接口，也就是通过读写 /proc 中的值。幸运的是，sysctl 可以读取 /etc/sysctl.conf 中的值并根据需要填充/proc，这样就能够更轻松地管理这些参数。清单2 展示在互联网服务器上应用于 Internet 服务器的一些比较激进的网络设置。

# Use TCP syncookies when needed

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

# Enable TCP window scaling

net.ipv4.tcp_window_scaling: = 1

# Increase TCP max buffer size

net.core.rmem_max = 16777216

net.core.wmem_max = 16777216

# Increase Linux autotuning TCP buffer limits

net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216

net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216

# Increase number of ports available

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000

将这些设置添加到 /etc/sysctl.conf 的现有内容中。第一个设置启用 TCP SYN cookie。当从客户机发来新的 TCP 连接时，数据包设置了 SYN 位，服务器就为这个半开的连接创建一个条目，并用一个 SYN-ACK 数据包进行响应。在正常操作中，远程客户机用一个 ACK 数据包进行响应，这会使半开的连接转换为全开的。有一种称为 SYN 泛滥（SYN flood） 的网络攻击，它使 ACK 数据包无法返回，导致服务器用光内存空间，无法处理到来的连接。SYN cookie 特性可以识别出这种情况，并使用一种优雅的方法保留队列中的空间（细节参见参考资料一节）。大多数系统都默认启用这个特性，但是确保配置这个特性更可靠。

启用 TCP 窗口伸缩使客户机能够以更高的速度下载数据。TCP 允许在未从远程端收到确认的情况下发送多个数据包，默认设置是最多 64 KB，在与延迟比较大的远程客户机进行通信时这个设置可能不够。窗口伸缩会在头中启用更多的位，从而增加窗口大小。

后面四个配置项增加 TCP 发送和接收缓冲区。这使应用程序可以更快地丢掉它的数据，从而为另一个请求服务。还可以强化远程客户机在服务器繁忙时发送数据的能力。

最后一个配置项增加可用的本地端口数量，这样就增加了可以同时服务的最大连接数量。

在下一次引导系统时，或者下一次运行 sysctl -p /etc/sysctl.conf 时，这些设置就会生效。

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磁盘子系统的调优

磁盘在 LAMP 架构中扮演着重要的角色。静态文件、模板和代码都来自磁盘，组成数据库的数据表和索引也来自磁盘。对磁盘的许多调优（尤其是对于数据库）集中于避免磁盘访问，因为磁盘访问的延迟相当高。因此，花一些时间对磁盘硬件进行优化是有意义的。

首先要做的是，确保在文件系统上禁用 atime 日志记录特性。atime 是最近访问文件的时间，每当访问文件时，底层文件系统必须记录这个时间戳。因为系统管理员很少使用 atime，禁用它可以减少磁盘访问时间。禁用这个特性的方法是，在 /etc/fstab 的第四列中添加 noatime 选项。

演示如何启用 noatime 的 fstab 示例

/dev/VolGroup00/LogVol00 / ext3 defaults,noatime 1 1

LABEL=/boot /boot ext3 defaults,noatime 1 2

devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0

tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0

proc /proc proc defaults 0 0

sysfs /sys sysfs defaults 0 0

LABEL=SWAP-hdb2 swap swap defaults 0 0

LABEL=SWAP-hda3 swap swap defaults 0 0

有多种磁盘硬件组合，而且 Linux 不一定能够探测出访问磁盘的最佳方式。可以使用 hdparm 命令查明和设置用来访问 IDE 磁盘的方法。hdparm -t/path/to/device 执行速度测试，可以将这个测试结果作为性能基准。为了使结果尽可能准确，在运行这个命令时系统应该是空闲的。

在 /dev/hd 上执行的速度测试

# hdparm -t /dev/hda

/dev/hda:

Timing buffered disk reads: 182 MB in 3.02 seconds = 60.31 MB/sec

hdparm 的常用选项

选项 描述

-vi 向磁盘查询它支持的设置以及它正在使用的设置。

-c 查询/启用 （E）IDE 32 位 I/O 支持。hdparm -c 1 /dev/hda 启用这个设置。

-m 查询/设置每中断多扇区模式。如果设置大于零，设置值就是每个中断可以传输的最大扇区数量。

-d 1 -X 启用直接内存访问（DMA）传输并设置 IDE 传输模式。hdparm 手册页详细说明了在 -X 后面可以设置的数字。只有在 -vi 说明目前并未使用最

快速的模式的情况下，才需要进行这个设置。

不幸的是，对于 Fiber Channel and Small Computer Systems Interface（SCSI）系统，调优依赖于具体的驱动器。

必须将有帮助的设置添加到启动脚本中，比如 rc.local。

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TCP/IP子系统的调优

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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文件子系统的调优

ulimit -a 用来显示当前的各种用户进程限制。

Linux对于每个用户，系统限制其最大进程数。为提高性能，可以根据设备资源情况，

设置各linux 用户的最大进程数，下面我把某linux用户的最大进程数设为10000个：

ulimit -u 10000

对于需要做许多 socket 连接并使它们处于打开状态的 Java 应用程序而言，

最好通过使用 ulimit -n xx 修改每个进程可打开的文件数，缺省值是 1024。

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

其他建议设置成无限制（unlimited）的一些重要设置是：

数据段长度：ulimit -d unlimited

最大内存大小：ulimit -m unlimited

堆栈大小：ulimit -s unlimited

CPU 时间：ulimit -t unlimited

虚拟内存：ulimit -v unlimited

暂时地，适用于通过 ulimit 命令登录 shell 会话期间。

永久地，通过将一个相应的 ulimit 语句添加到由登录 shell 读取的文件中， 即特定于 shell 的用户资源文件，如：

1）、解除 Linux 系统的最大进程数和最大文件打开数限制：

vi /etc/security/limits.conf

# 添加如下的行

* soft noproc 11000

* hard noproc 11000

* soft nofile 4100

* hard nofile 4100

说明：* 代表针对所有用户

noproc 是代表最大进程数

nofile 是代表最大文件打开数

2）、让 SSH 接受 Login 程式的登入，方便在 ssh 客户端查看 ulimit -a 资源限制：

a、vi /etc/ssh/sshd_config

把 UserLogin 的值改为 yes，并把 # 注释去掉

b、重启 sshd 服务：

/etc/init.d/sshd restart

3）、修改所有 linux 用户的环境变量文件：

vi /etc/profile

ulimit -u 10000

ulimit -n 4096

ulimit -d unlimited

ulimit -m unlimited

ulimit -s unlimited

ulimit -t unlimited

ulimit -v unlimited

/**************************************

有时候在程序里面需要打开多个文件，进行分析，系统一般默认数量是1024，（用ulimit -a可以看到）对于正常使用是够了，但是对于程序来讲，就太少

了。

修改2个文件。

1./etc/security/limits.conf

vi /etc/security/limits.conf

加上：

* soft nofile 8192

* hard nofile 20480

2./etc/pam.d/login

session required /lib/security/pam_limits.so

**********

另外确保/etc/pam.d/system-auth文件有下面内容

session required /lib/security/$ISA/pam_limits.so

这一行确保系统会执行这个限制。

***********

3.一般用户的。bash_profile

#ulimit -n 1024

重新登陆ok

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内存子系统的调优

内存子系统的调优不是很容易，需要不停地监测来保证内存的改变不会对服务器的其他子系统造成负面影响。如果要改变虚拟内存参数（在/proc/sys/vm），建议您每次只改变一个参数然后监测效果。对与虚拟内存的调整包括以下几个项目：

配置Linux内核如何更新dirty buffers到磁盘。磁盘缓冲区用于暂存磁盘的数据。相对于内存来讲，磁盘缓冲区的速度很慢。因此，如果服务器使用这类内存，性能会成问题。当缓冲区内的数据完全dirty，使用：sysctl -w vm.bdflush="30 500 0 0 500 3000 60 20 0"

vm.bdflush有9个参数，但是建议您只改变其中的3个：

1 nfract, 为排队写入磁盘前，bdflush daemon允许的缓冲区最大百分比

2 ndirty, 为bdflush即刻写的最大缓冲区的值。如果这个值很大，bdflush需要更多的时间完成磁盘的数据更新。

7 nfract_sync, 发生同步前，缓冲区变dirty的最大百分比

配置kswapd daemon，指定Linux的内存页数量

sysctl -w vm.kswapd="1024 32 64"

三个参数的描述如下：

– tries_base 相当于内核每次所的“页”的数量的四倍。对于有很多交换信息的系统，增加这个值可以改进性能。

– tries_min 是每次kswapd swaps出去的pages的最小数量。

– swap_cluster 是kswapd 即刻写如的pages数量。数值小，会提高磁盘I/O的性能；数值大可能也会对请求队列产生负面影响。

如果要对这些参数进行改动，请使用工具vmstat检查对性能的影响。其它可以改进性能的虚拟内存参数为：

_ buffermem

_ freepages

_ overcommit_memory

_ page-cluster

_ pagecache

_ pagetable_cache

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网络子系统的调优

操作系统安装完毕，就要对网络子系统进行调优。对其它子系统的影响：影响CPU利用率，尤其在有大量TCP连接、块尺寸又非常小时，内存的使用会明显增加。

如何预防性能下降

如下的sysctl命令用于改变安全设置，但是它也可以防止网络性能的下降。这些命令被设置为缺省值。

◆关闭如下参数可以防止黑客对服务器IP地址的攻击

sysctl -w net.ipv4.conf.eth0.accept_source_route=0

sysctl -w net.ipv4.conf.lo.accept_source_route=0

sysctl -w net.ipv4.conf.default.accept_source_route=0

sysctl -w net.ipv4.conf.all.accept_source_route=0

◆开启TCP SYN cookies，保护服务器避免受syn-flood攻击，包括服务取决denial-of-service （DoS） 或者分布式服务拒绝distributed denial-of-

service （DDoS） （仅适用Red Hat Enterprise Linux AS）

sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1