Linux System Parameter Tuning

本文详细介绍了Linux系统中重要的调优参数及其含义,包括TCP/IP参数如TCP数据收发缓冲区大小,以及核心系统参数如共享内存和线程管理等。

Linux系统调优参数知多少?

2013-03-20 17:30 sixth 赛迪网  字号: T |  T
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对于Linux系统新手而言,可能对系统调优参数了解的并不多,介绍了Liunx系统最重要的一些调优参数以及它们各自的含义。

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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

----------------------------------------------------------------

/proc/sys/fs/super-max

该文件指定超级块处理程序的最大数目。挂装的任何文件系统需要使用超级块,所以如果挂装了大量文件系统,则可能会用尽超级块处理程序。

缺省设置:256

/proc/sys/fs/super-nr

该文件显示当前已分配超级块的数目。该文件是只读的,仅用于显示信息。

/proc/sys/kernel
/proc/sys/kernel/acct

该文件有三个可配置值,根据包含日志的文件系统上可用空间的数量(以百分比表示),这些值控制何时开始进行进程记帐:

  • 如果可用空间低于这个百分比值,则停止进程记帐
  • 如果可用空间高于这个百分比值,则开始进程记帐
  • 检查上面两个值的频率(以秒为单位)
  • 要更改这个文件的某个值,应该回送用空格分隔开的一串数字。

缺省设置:2 4 30

如果包含日志的文件系统上只有少于 2% 的可用空间,则这些值会使记帐停止,如果有 4% 或更多可用空间,则再次启动记帐。每 30 秒做一次检查。

/proc/sys/kernel/ctrl-alt-del

该文件有一个二进制值,该值控制系统在接收到 ctrl+alt+delete 按键组合时如何反应。这两个值表示:

  • 零(0)值表示捕获 ctrl+alt+delete,并将其送至 init 程序。这将允许系统可以完美地关闭和重启,就好象您输入 shutdown 命令一样。
  • 壹(1)值表示不捕获 ctrl+alt+delete,将执行非干净的关闭,就好象直接关闭电源一样。

缺省设置:0

/proc/sys/kernel/domainname

该文件允许您配置网络域名。它没有缺省值,也许已经设置了域名,也许没有设置。

/proc/sys/kernel/hostname

该文件允许您配置网络主机名。它没有缺省值,也许已经设置了主机名,也许没有设置。

/proc/sys/kernel/msgmax

该文件指定了从一个进程发送到另一个进程的消息的最大长度。进程间的消息传递是在内核的内存中进行,不会交换到磁盘上,所以如果增加该值,则将增加操作系统所使用的内存数量。

缺省设置:8192

/proc/sys/kernel/msgmnb

该文件指定在一个消息队列中最大的字节数。

缺省设置:16384

/proc/sys/kernel/msgmni

该文件指定消息队列标识的最大数目。

缺省设置:16

/proc/sys/kernel/panic

该文件表示如果发生“内核严重错误(kernel panic)”,则内核在重新引导之前等待的时间(以秒为单位)。零(0)秒设置在发生内核严重错误时将禁止重新引导。

缺省设置:0

/proc/sys/kernel/printk

该文件有四个数字值,它们根据日志记录消息的重要性,定义将其发送到何处。关于不同日志级别的更多信息,请阅读 syslog(2) 联机帮助页。该文件的四个值为:

  • 控制台日志级别:优先级高于该值的消息将被打印至控制台
  • 缺省的消息日志级别:将用该优先级来打印没有优先级的消息
  • 最低的控制台日志级别:控制台日志级别可被设置的最小值(最高优先级)
  • 缺省的控制台日志级别:控制台日志级别的缺省值

缺省设置:6 4 1 7

/proc/sys/kernel/shmall

该文件是在任何给定时刻系统上可以使用的共享内存的总量(以字节为单位)。

缺省设置:2097152

/proc/sys/kernel/shmax

该文件指定内核所允许的最大共享内存段的大小(以字节为单位)。

缺省设置:33554432

/proc/sys/kernel/shmmni

该文件表示用于整个系统共享内存段的最大数目。

缺省设置:4096

/proc/sys/kernel/sysrq

如果该文件指定的值为非零,则激活 System Request Key。

缺省设置:0

/proc/sys/kernel/threads-max

该文件指定内核所能使用的线程的最大数目。

缺省设置:2048

/proc/sys/net
/proc/sys/net/core/message_burst

写新的警告消息所需的时间(以 1/10 秒为单位);在这个时间内所接收到的其它警告消息会被丢弃。这用于防止某些企图用消息“淹没”您系统的人所使用的拒绝服务(Denial of Service)攻击。

缺省设置:50(5 秒)

/proc/sys/net/core/message_cost

该文件存有与每个警告消息相关的成本值。该值越大,越有可能忽略警告消息。

缺省设置:5

/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog

该文件指定了,在接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时,允许送到队列的数据包的最大数目。

缺省设置:300

/proc/sys/net/core/optmem_max

该文件指定了每个套接字所允许的最大缓冲区的大小。

/proc/sys/net/core/rmem_default

该文件指定了接收套接字缓冲区大小的缺省值(以字节为单位)。

/proc/sys/net/core/rmem_max

该文件指定了接收套接字缓冲区大小的最大值(以字节为单位)。

/proc/sys/net/core/wmem_default

该文件指定了发送套接字缓冲区大小的缺省值(以字节为单位)。

/proc/sys/net/core/wmem_max

该文件指定了发送套接字缓冲区大小的最大值(以字节为单位)。

/proc/sys/net/ipv4

所有 IPv4 和 IPv6 的参数都被记录在内核源代码文档中。请参阅文件 /usr/src/linux/Documentation/networking/ip-sysctl.txt。

/proc/sys/net/ipv6

同 IPv4。

/proc/sys/vm
/proc/sys/vm/buffermem

该文件控制用于缓冲区内存的整个系统内存的数量(以百分比表示)。它有三个值,通过把用空格相隔的一串数字写入该文件来设置这三个值。

用于缓冲区的内存的最低百分比

如果发生所剩系统内存不多,而且系统内存正在减少这种情况,系统将试图维护缓冲区内存的数量。

用于缓冲区的内存的最高百分比

缺省设置:2 10 60

/proc/sys/vm/freepages

该文件控制系统如何应对各种级别的可用内存。它有三个值,通过把用空格相隔的一串数字写入该文件来设置这三个值。

  • 如果系统中可用页面的数目达到了最低限制,则只允许内核分配一些内存。
  • 如果系统中可用页面的数目低于这一限制,则内核将以较积极的方式启动交换,以释放内存,从而维持系统性能。
  • 内核将试图保持这个数量的系统内存可用。低于这个值将启动内核交换。

缺省设置:512 768 1024

/proc/sys/vm/kswapd

该文件控制允许内核如何交换内存。它有三个值,通过把用空格相隔的一串数字写入该文件来设置这三个值:

  • 内核试图一次释放的最大页面数目。如果想增加内存交换过程中的带宽,则需要增加该值。
  • 内核在每次交换中试图释放页面的最少次数。
  • 内核在一次交换中所写页面的数目。这对系统性能影响最大。这个值越大,交换的数据越多,花在磁盘寻道上的时间越少。然而,这个值太大会因“淹没”请求队列而反过来影响系统性能。

缺省设置:512 32 8

/proc/sys/vm/pagecache

该文件与 /proc/sys/vm/buffermem 的工作内容一样,但它是针对文件的内存映射和一般高速缓存。

使内核设置具有持久性

这里提供了一个方便的实用程序,用于更改 /proc/sys 目录下的任何内核参数。它使您可以更改运行中的内核(类似于上面用到的 echo 和重定向方法),但它还有一个在系统引导时执行的配置文件。这使您可以更改运行中的内核,并将这些更改添加到配置文件,以便于在系统重新引导之后,这些更改仍然生效。

该实用程序称为 sysctl,在 sysctl(8) 的联机帮助页中,对这个实用程序进行了完整的文档说明。sysctl 的配置文件是 /etc/sysctl.conf,可以编辑该文件,并在 sysctl.conf(8) 下记录了该文件。sysctl 将 /proc/sys 下的文件视为可以更改的单个变量。所以,以 /proc/sys 下的文件 /proc/sys/fs/file-max 为例,它表示系统中所允许的文件句柄的最大数目,这个文件被表示成 fs.file-max。

这个示例揭示了 sysctl 表示法中的一些奇妙事情。由于 sysctl 只能更改 /proc/sys 目录下的变量,并且人们始终认为变量是在这个目录下,因此省略了变量名的那一部分(/proc/sys)。另一个要说明的更改是,将目录分隔符(正斜杠 /)换成了英文中的句号(点 .)。

将 /proc/sys 中的文件转换成 sysctl 中的变量有两个简单的规则:

  • 去掉前面部分 /proc/sys。
  • 将文件名中的正斜杠变为点。

这两条规则使您能将 /proc/sys 中的任一文件名转换成 sysctl 中的任一变量名。一般文件到变量的转换为:

/proc/sys/dir/file --> dir.file
dir1.dir2.file --> /proc/sys/dir1/dir2/file

可以使用命令 sysctl -a 查看所有可以更改的变量和其当前设置。

用 sysctl 还可以更改变量,它所做的工作与上面所用的 echo 方法完全一样。其表示法为:

sysctl -w dir.file="value"

还是用 file-max 作为示例,使用下面两种方法中的一种将该值更改为 16384。

### Linux Swap Space Configuration and Management In the context of Linux systems, swap space serves as an extension to physical RAM. When the system runs low on memory, it can move less frequently used pages from RAM into swap space. This allows more applications to run concurrently than would be possible with only available RAM. #### Understanding Swap Usage Swap usage is managed through various parameters within the kernel. For instance, when dealing with modules like `delete_module()` found in `kernel/module.c`, understanding how swapping affects module unloading becomes important[^1]. However, this does not directly relate to configuring or managing swap itself. For architectures without MMUs such as those supported by uClinux, traditional paging mechanisms including swap are not applicable since these platforms operate under a single address space model where no hardware support exists for virtual-to-physical mapping[^2]. #### Configuring Swap Space To configure swap space effectively: - **Creating Swap Files**: One common method involves creating dedicated files that act as additional swap areas. ```bash fallocate -l 8G /swapfile chmod 600 /swapfile mkswap /swapfile swapon /swapfile ``` - **Adjusting Swappiness Parameter**: The `/proc/sys/vm/swappiness` file controls how aggressively the system swaps out processes. A lower value means the kernel will try to avoid using swap unless absolutely necessary. - **Monitoring Swap Activity**: Tools like `free`, `vmstat`, and even searching core dumps with specific options might help monitor current swap activity[^3]. ```bash free -h vmstat -s | grep "used" ``` #### Managing Database Memory Parameters When running databases on Linux servers, proper tuning of both SGA (System Global Area) and PGA (Program Global Area) targets alongside overall memory settings ensures optimal performance while minimizing reliance on swap. In environments configured via commands similar to what was shown earlier regarding Oracle database configurations[^4], ensuring sufficient real memory allocation reduces unnecessary disk I/O caused by excessive swapping. --related questions-- 1. How do different types of workloads impact swap efficiency? 2. What tools exist beyond basic utilities for analyzing swap behavior over time? 3. Can you explain scenarios where increasing swap size may actually degrade system performance instead of improving it? 4. Is there any relationship between CPU architecture features and effective utilization of swap spaces?
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