Linux内核参数优化：百万并发Web服务的sysctl调优手册
适用场景 & 前置条件
反模式警告（何时不适用）
⚠️ 以下场景不推荐使用本方案：
-
1. 小流量应用：QPS < 1000，默认内核参数足够，过度优化反而增加维护成本 -
2. 桌面系统/开发环境：这些优化针对服务器，桌面系统可能导致响应延迟 -
3. 容器环境部分参数：Docker/Kubernetes 部分参数由宿主机控制，容器内无法修改 -
4. 非长连接场景：短连接（如爬虫）需要不同的优化策略（TIME_WAIT 快速回收） -
5. 特定硬件环境：部分参数依赖硬件特性（如 TCP offload），虚拟化环境可能不适用
替代方案对比：
环境与版本矩阵
内核版本差异说明：
-
• Kernel 5.10 vs 5.15：5.15 改进 TCP BBR 拥塞控制算法 -
• Kernel 5.15 vs 6.1：6.1 支持 BBR v2、io_uring 改进、更好的 cgroup v2 支持 -
• Kernel 4.x：部分参数不支持（如 tcp_mtu_probing），不推荐高并发场景
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📖 建议阅读路径：
快速上手（30分钟）：→ 快速清单 → 实施步骤 Step 1-3（网络参数） → 验证测试
深入理解（90分钟）：→ 最小必要原理 → 实施步骤完整版 → 性能基准测试 → 最佳实践
故障排查：→ 常见故障与排错 → 调试思路 → FAQ
快速清单（Checklist）
-
• [ ] 准备阶段 -
• [ ] 备份当前内核参数（ sysctl -a > /tmp/sysctl_backup.conf） -
• [ ] 检查内核版本（ uname -r >= 5.10） -
• [ ] 检查网卡型号与驱动（ ethtool -i eth0） -
• [ ] 检查当前连接数（ ss -s） -
• [ ] 网络参数优化 -
• [ ] TCP 连接队列（ net.core.somaxconn） -
• [ ] TCP 缓冲区（ net.ipv4.tcp_rmem/wmem） -
• [ ] TIME_WAIT 优化（ net.ipv4.tcp_fin_timeout） -
• [ ] TCP 拥塞控制（ net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr） -
• [ ] 文件描述符优化 -
• [ ] 系统级限制（ fs.file-max） -
• [ ] 进程级限制（ /etc/security/limits.conf） -
• [ ] 检查当前使用量（ lsof | wc -l） -
• [ ] 内存参数优化 -
• [ ] Swap 使用策略（ vm.swappiness） -
• [ ] 脏页刷新（ vm.dirty_ratio） -
• [ ] 透明大页（ transparent_hugepage） -
• [ ] 验证与测试 -
• [ ] 应用配置（ sysctl -p） -
• [ ] 性能基准测试（wrk/ab） -
• [ ] 监控关键指标（netstat/ss）
实施步骤
Step 1: 网络参数优化（核心）
目标： 优化 TCP 协议栈，支持百万并发连接
1.1 TCP 连接队列优化
配置文件：/etc/sysctl.conf 或 /etc/sysctl.d/99-custom.conf
# TCP 连接队列（最关键的参数）
net.core.somaxconn = 65535# listen() 的 backlog 上限
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192# SYN 队列长度（半连接）
net.core.netdev_max_backlog = 16384# 网卡接收队列长度
# 说明：
# - somaxconn：应用 listen() 时的 backlog 参数上限，默认 128 太小
# - tcp_max_syn_backlog：半连接队列，防止 SYN Flood 攻击
# - netdev_max_backlog：网卡驱动到内核协议栈的队列
关键参数解释：
-
1. net.core.somaxconn：全连接队列上限，应用listen(fd, backlog)的 backlog 参数不能超过此值 -
2. net.ipv4.tcp_max_syn_backlog：半连接队列，SYN_RECV 状态的连接数上限 -
3. 全连接队列实际大小 = min(backlog, somaxconn)
执行前验证：
# 查看当前值
sysctl net.core.somaxconn
sysctl net.ipv4.tcp_max_syn_backlog
# 预期输出：128 / 512（默认值太小）
# 查看当前连接状态统计
ss -s
# 输出示例：
# TCP: 15000 (estab 12000, closed 2000, orphaned 50, synrecv 100, timewait 1900)
# 检查全连接队列溢出（重要！）
netstat -s | grep -i "listen"
# 关键指标：times the listen queue of a socket overflowed（队列溢出次数）
执行后验证：
# 应用配置
sysctl -p
# 验证生效
sysctl net.core.somaxconn
# 预期输出：65535 [已实测]
# 压测验证（使用 wrk 模拟高并发）
wrk -t10 -c10000 -d30s http://localhost/
# 观察是否有连接被拒绝
常见错误示例：
# 错误1：应用 backlog 参数超过 somaxconn
# 现象：netstat -s 显示 "listen queue of a socket overflowed" 持续增长
# 解决：增大 net.core.somaxconn 到 65535
# 错误2：Nginx/Java 应用 backlog 未调整
# Nginx 配置：listen 80 backlog=65535;
# Java Tomcat：<Connector port="8080" acceptCount="8192"/>
# 解决：应用层配置需同步调整
1.2 TCP 缓冲区优化
# TCP 接收缓冲区（自动调整）
net.ipv4.tcp_rmem = 40968738016777216
# 格式：最小值 默认值 最大值（单位：字节）
# 4KB 85KB 16MB
# TCP 发送缓冲区
net.ipv4.tcp_wmem = 40966553616777216
# 4KB 64KB 16MB
# 核心缓冲区限制
net.core.rmem_max = 16777216# 接收缓冲区最大值
net.core.wmem_max = 16777216# 发送缓冲区最大值
net.core.rmem_default = 262144# 默认接收缓冲区 256KB
net.core.wmem_default = 262144# 默认发送缓冲区 256KB
# TCP 内存管理（单位：页，1页=4KB）
net.ipv4.tcp_mem = 78643210485761572864
# 低水位 压力阈值 高水位
# 3GB 4GB 6GB
# 说明：
# - 低于低水位：不限制
# - 达到压力阈值：开始限制新连接
# - 达到高水位：拒绝新连接
关键参数解释：
-
1. tcp_rmem/wmem：三个值分别是 min、default、max，内核会自动在此范围内调整 -
2. tcp_mem：全局 TCP 内存限制（所有连接共享），以页为单位（4KB/页） -
3. 高水位计算公式： 总内存(GB) * 0.1 * 256（页数/MB），例如 64GB 内存 = 64 * 0.1 * 256 = 1638400
执行后验证：
# 查看当前 TCP 内存使用
cat /proc/net/sockstat
# 输出示例：
# TCP: inuse 12000 orphan 50 tw 1900 alloc 15000 mem 120000
# 查看单个连接的缓冲区大小
ss -tm state established '( dport = :80 )'
# 输出示例：
# Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
# 0 0 192.168.1.10:80 192.168.1.100:54321
# skmem:(r0,rb87380,t0,tb16384,f0,w0,o0,bl0)
# rb=接收缓冲区，tb=发送缓冲区
1.3 TIME_WAIT 状态优化
# TIME_WAIT 超时时间（默认 60 秒，可缩短到 30 秒）
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# 允许 TIME_WAIT 套接字重用（用于新的连接）
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
# 快速回收 TIME_WAIT 套接字（慎用！可能导致 NAT 环境问题）
# net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 # Kernel 4.12+ 已移除此参数
# TCP Keepalive 探测
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600# 10分钟无数据才开始探测
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 10# 探测间隔 10 秒
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3# 探测 3 次失败则关闭连接
# TCP 连接超时
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2# SYN 重传次数（客户端）
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2# SYN-ACK 重传次数（服务端）
关键参数解释：
-
1. tcp_fin_timeout：TIME_WAIT 状态持续时间，默认 60 秒，高并发场景可缩短到 15-30 秒 -
2. tcp_tw_reuse：允许新连接重用 TIME_WAIT 套接字（仅对客户端有效） -
3. 警告： tcp_tw_recycle在 NAT 环境会导致连接失败（因为时间戳检查），Kernel 4.12+ 已移除
执行后验证：
# 查看 TIME_WAIT 连接数量
ss -ant | grep TIME_WAIT | wc -l
# 持续监控（每秒刷新）
watch -n 1 "ss -ant | grep TIME_WAIT | wc -l"
# 查看 TIME_WAIT 连接详情
ss -tan state time-wait | head -20
常见错误示例：
# 错误1：TIME_WAIT 连接过多（> 10000）
# 原因：大量短连接，默认 60 秒太长
# 解决：tcp_fin_timeout = 15
# 错误2：NAT 环境启用 tcp_tw_recycle
# 现象：部分客户端连接失败（PAWS 时间戳检查失败）
# 解决：关闭 tcp_tw_recycle，仅使用 tcp_tw_reuse
1.4 TCP 拥塞控制算法
# 启用 BBR 拥塞控制算法（Kernel 4.9+）
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr
net.core.default_qdisc = fq # Fair Queue 调度算法（BBR 需要）
# 可选：查看支持的拥塞控制算法
# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_available_congestion_control
# 输出：reno cubic bbr
# TCP 拥塞窗口限制
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0# 禁用慢启动（长连接场景）
net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 1# 不缓存连接指标（避免过时）
关键参数解释：
-
1. BBR（Bottleneck Bandwidth and RTT）：Google 开发的拥塞控制算法，相比 CUBIC 提升 2-10 倍吞吐量 -
2. default_qdisc = fq：BBR 需要配合 Fair Queue 调度算法 -
3. tcp_slow_start_after_idle = 0：禁用空闲后慢启动，适合长连接（如 WebSocket）
执行前验证：
# 检查内核是否支持 BBR
grep -i bbr /proc/sys/net/ipv4/tcp_available_congestion_control
# 预期输出：reno cubic bbr
# 查看当前拥塞控制算法
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control
# 预期输出：cubic（默认）
# 检查内核版本（需要 4.9+）
uname -r
# 预期输出：5.15.0+
执行后验证：
# 应用配置
sysctl -p
# 验证生效
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control
# 预期输出：bbr [已实测]
# 查看 BBR 统计信息（Kernel 5.0+）
ss -ti | grep bbr
# 输出示例：
# cubic bbr wscale:7,7 rto:204 rtt:3.5/0.5 ato:40 mss:1448 cwnd:10 bytes_acked:1234567
# 性能对比测试（iperf3）
# BBR vs CUBIC：
# CUBIC: 500 Mbps
# BBR: 800 Mbps（提升 60%）
常见错误示例：
# 错误1：内核不支持 BBR
sysctl: cannot stat /proc/sys/net/ipv4/tcp_congestion_control: No such file or directory
# 解决：升级内核到 4.9+
# 错误2：未配置 fq 调度器
# 现象：BBR 效果不明显
# 解决：sysctl net.core.default_qdisc=fq
# 错误3：云环境内核模块未加载
# 解决：modprobe tcp_bbr && echo "tcp_bbr" >> /etc/modules-load.d/modules.conf
1.5 其他网络参数
# 启用 TCP Fast Open（Kernel 3.7+）
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
# 1=客户端启用，2=服务端启用，3=双向启用
# TFO 可减少 1 RTT，适合短连接
# 启用 TCP 时间戳
net.ipv4.tcp_timestamps = 1# 必须启用（BBR 依赖）
# 启用 TCP SACK（选择性确认）
net.ipv4.tcp_sack = 1# 提升丢包恢复效率
# 启用 TCP 窗口缩放
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
# 最大 TCP 孤儿套接字数量
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
# 本地端口范围（客户端连接使用）
net.ipv4.ip_local_port_range = 102465535
# 禁用 ICMP 重定向（安全）
net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0
# 启用反向路径过滤（防 IP 欺骗）
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
Step 2: 文件描述符优化
目标： 支持百万级并发连接（每个连接占用1个文件描述符）
2.1 系统级限制
# /etc/sysctl.conf
fs.file-max = 2097152# 系统最大文件描述符数量（200万）
# 查看当前使用量
cat /proc/sys/fs/file-nr
# 输出格式：已分配 已使用 最大值
# 示例：12000 10000 2097152
2.2 进程级限制
配置文件：/etc/security/limits.conf
# 所有用户
* soft nofile 1048576
* hard nofile 1048576
# 特定用户（如 nginx）
nginx soft nofile 1048576
nginx hard nofile 1048576
# root 用户
root soft nofile 1048576
root hard nofile 1048576
# 其他资源限制
* soft nproc 65535 # 最大进程数
* hard nproc 65535
* soft stack 10240 # 栈大小（KB）
* hard stack 10240
立即生效（当前会话）：
ulimit -n 1048576
ulimit -u 65535
永久生效（需重新登录或重启服务）：
# 修改 systemd 服务限制（以 nginx 为例）
mkdir -p /etc/systemd/system/nginx.service.d
cat > /etc/systemd/system/nginx.service.d/limits.conf <<EOF
[Service]
LimitNOFILE=1048576
LimitNPROC=65535
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart nginx
执行后验证：
# 验证系统级限制
cat /proc/sys/fs/file-max
# 预期输出：2097152 [已实测]
# 验证进程级限制
ulimit -n
# 预期输出：1048576
# 验证特定进程限制（以 nginx 为例）
cat /proc/$(pgrep nginx | head -1)/limits | grep "open files"
# 预期输出：Max open files 1048576 1048576 files
# 查看当前系统文件描述符使用情况
lsof | wc -l
# 或
cat /proc/sys/fs/file-nr | awk '{print $1-$2}'# 可用数量
Step 3: 内存参数优化
目标： 优化内存管理，减少 Swap 使用，提升缓存效率
# /etc/sysctl.conf
# Swap 使用策略（0-100，越小越不使用 swap）
vm.swappiness = 10
# 0 = 仅内存不足时才 swap（Kernel 3.5+ 建议设为 1）
# 10 = 推荐值（数据库/缓存服务器）
# 60 = 默认值（桌面系统）
# 脏页刷新策略
vm.dirty_ratio = 20# 脏页达到 20% 时同步写入磁盘
vm.dirty_background_ratio = 10# 后台刷新阈值 10%
vm.dirty_expire_centisecs = 3000# 脏页过期时间 30 秒
vm.dirty_writeback_centisecs = 500# 后台刷新间隔 5 秒
# 虚拟内存行为
vm.overcommit_memory = 1# 允许内存过度分配（Redis 需要）
vm.overcommit_ratio = 50# 过度分配比例 50%
# 透明大页（THP）- 数据库场景建议禁用
# echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
# echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag
# 最小空闲内存（KB）
vm.min_free_kbytes = 262144# 保留 256MB 空闲内存
关键参数解释：
-
1. vm.swappiness：控制内核使用 swap 的倾向，数据库/缓存建议 1-10 -
2. vm.dirty_ratio：脏页比例达到此值时，进程阻塞等待刷盘 -
3. vm.overcommit_memory = 1：允许进程申请超过物理内存的虚拟内存（Redis fork 需要）
执行后验证：
# 查看当前 swap 使用情况
free -h
# 输出示例：
# total used free shared buff/cache available
# Mem: 62Gi 10Gi 40Gi 1.0Gi 12Gi 50Gi
# Swap: 8.0Gi 0B 8.0Gi
# 查看脏页比例
cat /proc/vmstat | grep dirty
# 输出示例：
# nr_dirty 1200
# nr_writeback 50
# 验证透明大页状态
cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
# 预期输出：[never]（数据库场景）或 [always]（通用场景）
Step 4: 完整配置文件示例
文件路径：/etc/sysctl.d/99-high-performance.conf
# ============================
# 高并发 Web 服务器内核参数优化
# 适用场景：百万并发连接
# 测试环境：Ubuntu 22.04 / Kernel 5.15+
# ============================
# ===== 网络参数 =====
# TCP 连接队列
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.core.netdev_max_backlog = 16384
# TCP 缓冲区
net.ipv4.tcp_rmem = 40968738016777216
net.ipv4.tcp_wmem = 40966553616777216
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.rmem_default = 262144
net.core.wmem_default = 262144
# TCP 内存管理（64GB 内存环境）
net.ipv4.tcp_mem = 78643210485761572864
# TIME_WAIT 优化
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 55000
# TCP Keepalive
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 10
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
# TCP 连接超时
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2
# TCP 拥塞控制（BBR）
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr
net.core.default_qdisc = fq
# TCP 其他优化
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
net.ipv4.tcp_timestamps = 1
net.ipv4.tcp_sack = 1
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 1
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
# 本地端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 102465535
# 安全参数
net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
# ===== 文件描述符 =====
fs.file-max = 2097152
# ===== 内存管理 =====
vm.swappiness = 10
vm.dirty_ratio = 20
vm.dirty_background_ratio = 10
vm.dirty_expire_centisecs = 3000
vm.dirty_writeback_centisecs = 500
vm.overcommit_memory = 1
vm.overcommit_ratio = 50
vm.min_free_kbytes = 262144
# ===== 内核其他参数 =====
kernel.sysrq = 1
kernel.core_uses_pid = 1
kernel.msgmnb = 65536
kernel.msgmax = 65536
应用配置：
# 加载配置
sysctl -p /etc/sysctl.d/99-high-performance.conf
# 验证所有参数
sysctl -a | grep -E "(somaxconn|tcp_rmem|bbr|file-max|swappiness)"
# 持久化（重启后生效）
sysctl -p
Step 5: 网卡参数优化
目标： 优化网卡驱动参数，提升网络吞吐量
# 查看网卡型号与驱动
ethtool -i eth0
# 输出示例：
# driver: igb
# version: 5.4.0
# 查看当前网卡参数
ethtool -g eth0 # Ring buffer 大小
ethtool -k eth0 # Offload 特性
ethtool -S eth0 # 统计信息
# 优化 Ring Buffer（接收队列）
ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096
# 启用 Offload 特性（硬件加速）
ethtool -K eth0 tso on # TCP Segmentation Offload
ethtool -K eth0 gso on # Generic Segmentation Offload
ethtool -K eth0 gro on # Generic Receive Offload
ethtool -K eth0 sg on # Scatter-Gather
ethtool -K eth0 rx-checksumming on
ethtool -K eth0 tx-checksumming on
# 调整中断合并（Interrupt Coalescing）
ethtool -C eth0 rx-usecs 50 tx-usecs 50
# 启用多队列（RSS/RPS）
# 查看网卡队列数量
ethtool -l eth0
# 设置队列数量（需硬件支持）
ethtool -L eth0 combined 8
# 绑定中断到特定 CPU（IRQ Affinity）
# 脚本：/opt/scripts/set_irq_affinity.sh
#!/bin/bash
for IRQ in $(grep eth0 /proc/interrupts | awk '{print $1}' | sed 's/://'); do
echo 1 > /proc/irq/$IRQ/smp_affinity
done
持久化配置（systemd service）：
# /etc/systemd/system/network-tuning.service
[Unit]
Description=Network Performance Tuning
After=network.target
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/sbin/ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096
ExecStart=/usr/sbin/ethtool -K eth0 tso on gso on gro on
RemainAfterExit=yes
[Install]
WantedBy=multi-user.target
最小必要原理
核心机制：
Linux 内核网络协议栈是一个复杂的系统，包含多个层次：
应用层（Application）
↓
Socket API
↓
传输层（TCP/UDP）
↓ ← 本文优化重点
内核协议栈
↓
网卡驱动（Driver）
↓
物理网卡（NIC）
关键优化点：
-
1. TCP 连接队列 -
• 半连接队列（SYN Queue）：存储 SYN_RECV 状态的连接 -
• 全连接队列（Accept Queue）：存储 ESTABLISHED 但未被 accept() 的连接 -
• 队列满时新连接被丢弃，表现为 netstat -s的 “listen queue overflowed” -
2. TCP 缓冲区 -
• 接收缓冲区（rmem）：存储已接收但未被应用读取的数据 -
• 发送缓冲区（wmem）：存储应用写入但未被发送的数据 -
• 缓冲区大小影响 TCP 窗口大小，进而影响吞吐量 -
3. TIME_WAIT 状态 -
• 主动关闭连接的一方进入 TIME_WAIT 状态，持续 2MSL（默认 60 秒） -
• 目的：防止旧连接的数据包干扰新连接 -
• 高并发场景会积累大量 TIME_WAIT 连接，占用端口资源 -
4. BBR 拥塞控制算法 -
• 传统算法（CUBIC）：基于丢包判断拥塞，高延迟/丢包网络性能差 -
• BBR：基于带宽和 RTT 判断，即使丢包也能保持高吞吐 -
• 场景：跨国网络、移动网络、拥塞网络
为什么百万并发需要这些参数？
-
1. 连接数 100万 = 每个连接占用： -
• 1个文件描述符 -
• ~3KB 内核内存（TCB 数据结构） -
• 总计：100万 FD + 3GB 内存 -
2. 并发 10万 QPS = 每秒处理： -
• 10万次 accept() -
• 10万次 read()/write() -
• 10万次 close() -
• 需要极大的队列和缓冲区 -
3. 万兆网卡（10Gbps） = 理论极限： -
• 10Gbps / 8 = 1.25GB/s -
• 单个 MTU 1500 字节 → 约 83万 PPS（Packets Per Second） -
• 需要优化网卡队列和中断处理
可观测性（监控 + 告警 + 性能）
监控指标
关键系统指标：
# 1. 网络连接统计
ss -s
# 输出示例：
# TCP: 850000 (estab 800000, closed 40000, orphaned 100, timewait 39000)
# 2. 文件描述符使用率
cat /proc/sys/fs/file-nr | awk '{printf "使用率: %.2f%%\n", ($1-$2)/$3*100}'
# 3. TCP 队列溢出
netstat -s | grep -i overflow
# 关键指标：times the listen queue of a socket overflowed
# 4. TCP 重传率
netstat -s | grep -i retrans
# 关键指标：segments retransmitted
# 5. 内存使用
free -h
cat /proc/meminfo | grep -E "(MemTotal|MemFree|Cached|SwapTotal|SwapFree)"
# 6. 网卡流量
sar -n DEV 1 10 # 每秒采样 10 次
# 输出示例：
# IFACE rxpck/s txpck/s rxkB/s txkB/s
# eth0 80000 80000 1000000 1000000
Prometheus 监控（node_exporter）：
# 关键指标
# 1. TCP 连接数
node_netstat_Tcp_CurrEstab
# 2. TIME_WAIT 连接数
node_sockstat_TCP_tw
# 3. 文件描述符使用率
(node_filefd_allocated-node_filefd_maximum)/node_filefd_maximum*100
# 4. 网络吞吐量
rate(node_network_receive_bytes_total[1m])
rate(node_network_transmit_bytes_total[1m])
# 5. TCP 重传率
rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[5m])/rate(node_netstat_Tcp_OutSegs[5m])*100
# 6. 内存使用率
(node_memory_MemTotal_bytes-node_memory_MemFree_bytes-node_memory_Cached_bytes)/node_memory_MemTotal_bytes*100
Prometheus 告警规则：
groups:
-name:system_performance
interval:30s
rules:
# 告警1：TCP 连接数过多
-alert:HighTCPConnections
expr:node_netstat_Tcp_CurrEstab>500000
for:5m
labels:
severity:warning
annotations:
summary:"TCP 连接数过多 ({{ $labels.instance }})"
description:"当前 TCP 连接数 {{ $value }}，超过阈值 500000"
# 告警2：TIME_WAIT 连接过多
-alert:HighTimeWaitConnections
expr:node_sockstat_TCP_tw>50000
for:5m
labels:
severity:warning
annotations:
summary:"TIME_WAIT 连接过多 ({{ $labels.instance }})"
description:"当前 TIME_WAIT 连接数 {{ $value }}"
# 告警3：文件描述符使用率过高
-alert:HighFileDescriptorUsage
expr:(node_filefd_allocated/node_filefd_maximum)*100>80
for:5m
labels:
severity:critical
annotations:
summary:"文件描述符使用率过高 ({{ $labels.instance }})"
description:"当前使用率 {{ $value }}%"
# 告警4：TCP 重传率过高
-alert:HighTCPRetransmissionRate
expr:rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[5m])/rate(node_netstat_Tcp_OutSegs[5m])*100>5
for:5m
labels:
severity:warning
annotations:
summary:"TCP 重传率过高 ({{ $labels.instance }})"
description:"当前重传率 {{ $value }}%"
# 告警5：Swap 使用率过高
-alert:HighSwapUsage
expr:(node_memory_SwapTotal_bytes-node_memory_SwapFree_bytes)/node_memory_SwapTotal_bytes*100>50
for:10m
labels:
severity:warning
annotations:
summary:"Swap 使用率过高 ({{ $labels.instance }})"
description:"当前 Swap 使用率 {{ $value }}%"
性能基准测试
工具：wrk（HTTP 压测）
# 安装 wrk
git clone https://github.com/wg/wrk.git
cd wrk && make
cp wrk /usr/local/bin/
# 测试1：短连接性能
wrk -t10 -c10000 -d30s --latency http://localhost/
# 参数：10 线程，1万并发，持续 30 秒
# 预期输出（优化后）：
# Running 30s test @ http://localhost/
# 10 threads and 10000 connections
# Thread Stats Avg Stdev Max +/- Stdev
# Latency 50.12ms 10.23ms 200.00ms 75.23%
# Req/Sec 20.50k 2.10k 30.00k 85.67%
# Latency Distribution
# 50% 48.00ms
# 75% 55.00ms
# 90% 65.00ms
# 99% 90.00ms
# 6150000 requests in 30.00s, 5.12GB read
# Requests/sec: 205000.00
# Transfer/sec: 175.00MB
# 测试2：长连接性能
wrk -t10 -c10000 -d30s --latency -H "Connection: keep-alive" http://localhost/
# 测试3：自定义 Lua 脚本（POST 请求）
cat > post.lua <<'EOF'
wrk.method = "POST"