【网络】Linux 内核优化实战 - net.ipv4.tcp_no_metrics_save

在Linux系统中，net.ipv4.tcp_no_metrics_save 是控制 TCP连接指标缓存 的内核参数。它决定了TCP连接关闭时，是否保存该连接的性能指标（如拥塞窗口、往返时间等），以供后续相同目标地址的连接复用。

一、TCP连接指标缓存的作用

当TCP连接关闭时，Linux内核可以选择将该连接的以下关键指标保存到路由缓存（dst_entry）中：

• 拥塞窗口（cwnd）：反映当前网络可承受的最大数据量；
• 慢启动阈值（ssthresh）：控制拥塞避免阶段的阈值；
• 平滑往返时间（srtt）：估算的数据包往返时间；
• RTT方差（rttvar）：往返时间的波动范围。

当下次建立到相同IP地址和端口的新连接时，内核可以复用这些缓存的指标，从而：

• 跳过慢启动阶段：直接使用之前的拥塞窗口值，快速恢复到高效传输状态；
• 更准确地初始化参数：避免重新探测网络状况，减少启动延迟。

二、tcp_no_metrics_save的取值及含义

该参数为布尔值（0或1），控制指标缓存功能的启用状态：

取值	含义
0	默认值：TCP连接关闭时，保存连接指标到路由缓存。下次建立相同目标的连接时，复用这些指标。
1	禁用缓存：TCP连接关闭时，不保存任何指标。新连接总是从默认值开始，不依赖历史数据。

三、适用场景与影响

推荐启用缓存（值为0）的场景：

• 短连接频繁的应用：如Web服务器、数据库客户端，复用历史指标可显著减少每个新连接的启动延迟；
• 稳定网络环境：网络状况变化不大时，历史指标能准确反映当前网络性能；
• 对延迟敏感的业务：如API调用、实时数据传输，快速恢复到高吞吐量状态至关重要。

推荐禁用缓存（值为1）的场景：

• 网络状况变化剧烈的环境：如移动网络、跨区域广域网，历史指标可能误导新连接的初始化；
• 安全性要求高的场景：缓存的指标可能包含前一个连接的敏感信息（如网络路径特征），禁用可避免潜在信息泄露；
• 长连接为主的应用：如VPN、流媒体，连接持续时间长，初始化开销影响较小。

实际影响：

• 启用（0）：新连接初始化更快，但可能因复用过时指标导致短暂性能波动（如网络状况已变化）；
• 禁用（1）：新连接总是从保守值开始，稳定性更高，但需要更长时间才能达到最佳传输速率。

四、如何查看和修改参数

1. 查看当前值

# 方法1：使用sysctl
sysctl net.ipv4.tcp_no_metrics_save

# 方法2：直接读取内核参数文件
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_no_metrics_save

2. 临时修改（立即生效）

# 禁用指标缓存（适合网络变化大的场景）
sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_no_metrics_save=1

# 启用指标缓存（默认值，适合稳定网络）
sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_no_metrics_save=0

3. 永久生效

修改 /etc/sysctl.conf 或 /etc/sysctl.d/ 目录下的配置文件，添加：

net.ipv4.tcp_no_metrics_save=0  # 或1，根据需求设置

保存后执行 sudo sysctl -p 使配置生效。

五、相关参数与注意事项

1. 缓存有效期
   即使启用缓存（值为0），指标也不会永久保存。当路由表更新或缓存超时（通常几分钟）后，历史指标会被丢弃。

2. 与其他TCP参数的配合

   • tcp_slow_start_after_idle：若该参数为1（空闲后强制慢启动），则复用的指标可能被重置，降低缓存效果；
   • tcp_mtu_probing：路径MTU探测结果也会影响新连接性能，与指标缓存相互独立。

3. 性能测试建议
   在调整该参数前，建议通过工具（如iperf3）测试不同配置下的连接建立延迟和吞吐量，尤其是针对短连接密集型应用。

六、总结

net.ipv4.tcp_no_metrics_save 是优化TCP短连接性能的重要参数：

• 默认启用缓存（0）：适合大多数场景，尤其是稳定网络中的短连接应用，可显著减少连接建立延迟；
• 禁用缓存（1）：适合网络变化频繁或安全性要求高的场景，确保连接初始化的保守性。

实际部署时，需根据业务特性和网络环境权衡选择。例如，面向用户的Web服务通常保持默认，而移动客户端可考虑禁用缓存。