看Linux网管员如何进行网络性能优化

  【IT168 技术】IT系统的性能永远是企业IT人员关注热点,而随着Linux系统应用的增多,一些应用方面的问题也随之增多,本文将为大家介绍Linux内核下如何进行网络性能优化。

  首先我们先看下网络的行为,可以简单划分为3条路径:发送路径、转发路径、接收路径,而网络性能的优化则可基于这3条路径来考虑。本文集中于发送路径和接收路径上的优化方法分析,其中的NAPI本质上是接收路径上的优化,但因为它在Linux的内核出现时间较早,而它也是后续出现的各种优化方法的基础,所以将其单独分析。

  最为基本的 NAPI

  NAPI 的核心在于:在一个繁忙网络,每次有网络数据包到达时,不需要都引发中断,因为高频率的中断可能会影响系统的整体效率,假象一个场景,我们此时使用标准的 100M网卡,可能实际达到的接收速率为 80MBits/s,而此时数据包平均长度为 1500Bytes,则每秒产生的中断数目为:

  80M bits/s / (8 Bits/Byte * 1500 Byte) = 6667 个中断 /s

  每秒 6667 个中断,对于系统是个很大的压力,此时其实可以转为使用轮询 (polling) 来处理,而不是中断;但轮询在网络流量较小的时没有效率,因此低流量时,基于中断的方式则比较合适,这就是 NAPI 出现的原因,在低流量时候使用中断接收数据包,而在高流量时候则使用基于轮询的方式接收。

  现在内核中 NIC 基本上已经全部支持 NAPI 功能,由前面的叙述可知,NAPI 适合处理高速率数据包的处理,而带来的好处则是:

  1、中断缓和 (Interrupt mitigation),由上面的例子可以看到,在高流量下,网卡产生的中断可能达到每秒几千次,而如果每次中断都需要系统来处理,是一个很大的压力,而 NAPI 使用轮询时是禁止了网卡的接收中断的,这样会减小系统处理中断的压力;

  2、数据包节流 (Packet throttling),NAPI 之前的 Linux NIC 驱动总在接收到数据包之后产生一个 IRQ,接着在中断服务例程里将这个 skb 加入本地的 softnet,然后触发本地 NET_RX_SOFTIRQ 软中断后续处理。如果包速过高,因为 IRQ 的优先级高于 SoftIRQ,导致系统的大部分资源都在响应中断,但 softnet 的队列大小有限,接收到的超额数据包也只能丢掉,所以这时这个模型是在用宝贵的系统资源做无用功。而 NAPI 则在这样的情况下,直接把包丢掉,不会继续将需要丢掉的数据包扔给内核去处理,这样,网卡将需要丢掉的数据包尽可能的早丢弃掉,内核将不可见需要丢掉的数据包,这样也减少了内核的压力。

  对NAPI 的使用,一般包括以下的几个步骤:

  1、在中断处理函数中,先禁止接收中断,且告诉网络子系统,将以轮询方式快速收包,其中禁止接收中断完全由硬件功能决定,而告诉内核将以轮询方式处理包则是使用函数 netif_rx_schedule(),也可以使用下面的方式,其中的 netif_rx_schedule_prep 是为了判定现在是否已经进入了轮询模式:

将网卡预定为轮询模式
 
基于SpringBoot网上超市,系统包含两种角色:用户、管理员,系统分为前台和后台两大模块,主要功能如下: 1 管理员功能实现 商品信息管理 管理员可以通过提交商品名称查询商品,并查看该商品的用户评论信息。 用户管理 管理员通过提交用户名来获取用户资料,对有异常情况的用户信息进行修改,并可以详细查看用户资料。 商品评价管理 管理员审核用户对商品的评价,经过审核的评价才会显示,并可以统计商品评价信息。 已支付订单 管理员查看已支付的订单,并逐个进行订单发货。 2 用户功能实现 商品信息 用户可以收藏、立即购买商品,或对商品进行评价,同时将商品添加到购物车。 购物车 用户可以直接下单购买购物车中的商品,或删除购物车中的商品。 确认下单 用户选择地址,查看支付金额信息,以确认订单之前的所有细节。 已支付订单 用户查看已支付的订单,若对购买商品产生后悔,可以申请退款。 二、项目技术 开发语言:Java 数据库:MySQL 项目管理工具:Maven Web应用服务器:Tomcat 前端技术:Vue、 后端技术:SpringBoot框架 三、运行环境 操作系统:Windows、macOS都可以 JDK版本:JDK1.8以上版本都可以 开发工具:IDEA、Ecplise都可以 数据库: MySQL 5.7/8.0版本均可 Tomcat:7.x、8.x、9.x版本均可 Maven:任意版本都可以
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