Linux内核调优实战提升服务器性能的10个关键配置

调整虚拟内存参数

虚拟内存（swap）的交换行为对服务器性能有显著影响。通过调整swappiness参数，可以控制系统使用swap的倾向。默认值通常为60，对于拥有大量物理内存的服务器，可以将其降低至10-20，甚至0，以减少不必要的内存交换，从而避免I/O瓶颈，将更多活跃数据保留在物理内存中，加快数据访问速度。尤其是对于内存密集型应用（如数据库），此调整尤为重要。

优化文件系统缓存

通过调整vm.dirty_ratio和vm.dirty_background_ratio参数，可以优化脏页（已修改但未写入磁盘的数据）的写回策略。dirty_background_ratio设定了系统后台回写脏页的内存百分比阈值，而dirty_ratio则是强制同步写回的阈值。适当增大这些值（例如，dirty_background_ratio设为10，dirty_ratio设为20）可以减少磁盘I/O操作的频率，特别适合写入繁重的应用，但需注意在服务器断电时有数据丢失风险。

配置TCP网络参数

网络性能是服务器关键指标。调整TCP相关参数能显著提升网络吞吐量和连接处理能力。例如，增大net.ipv4.tcp_window_scaling以支持更大的TCP窗口；启用net.ipv4.tcp_sack以处理数据包丢失；调整net.ipv4.tcp_keepalive_time和net.ipv4.tcp_keepalive_intvl以优化长连接管理；增大net.core.somaxconn以允许更多的等待连接队列。这些调整有助于应对高并发网络请求。

调整文件句柄和inode限制

Linux系统对单个进程和整个系统可打开的文件描述符数量有限制。在高负载的Web服务器或数据库服务器上，默认限制可能不够。通过修改fs.file-max（系统全局限制）和ulimit（用户或进程限制），可以避免出现“Too many open files”错误。确保这些限制值足够高，以支持服务器应用所需的并发连接和文件操作。

优化I/O调度器

I/O调度器决定了块设备上I/O操作的执行顺序。对于不同的存储类型和工作负载，选择合适的调度器至关重要。例如，对于SSD固态硬盘，通常建议使用noop或deadline调度器，因为它们减少了不必要的排序操作，降低了延迟。而对于传统硬盘，cfq（完全公平队列）可能更合适。可以通过内核启动参数或运行时动态修改/sys/block//queue/scheduler文件来设置。

调整内存分配过量策略

内核参数vm.overcommit_memory控制着内存分配策略。默认策略（0）是试探性过量使用，可能在内存不足时导致OOM Killer终止进程。对于需要保证关键服务稳定性的服务器，可以将其设置为1（总是过量使用）或2（禁止过量使用，基于swap空间和内存大小进行严格检查）。特别是设置成2，可以防止因内存耗尽而引发的系统不稳定，但需要确保应用程序分配内存的请求不会因策略过严而失败。

禁用透明大页

透明大页（Transparent Hugepages, THP）旨在通过使用更大的内存页来减少TLB失效，提升性能。然而，在某些工作负载下（如数据库应用），THP可能因内存碎片化或分裂开销而导致性能下降和响应延迟不稳定。因此，许多数据库厂商建议在服务器上禁用THP。可以通过内核启动参数transparent_hugepage=never或在运行时echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled来禁用它。

优化CPU调度与中断平衡

对于多核服务器，合理分配中断请求（IRQ）和进程调度能充分利用CPU资源。可以使用irqbalance服务自动平衡中断处理 across CPU cores。对于性能要求极高的场景，可以考虑手动将特定网卡的中断绑定到指定的CPU核心，以减少上下文切换和缓存失效。此外，检查CPU的电源管理策略，确保其设置为性能模式（performance），避免因节能策略导致CPU频率波动影响性能。

调整网络缓冲区大小

网络缓冲区（read和write）的大小直接影响网络吞吐量。通过调整net.core.rmem_max, net.core.wmem_max（针对所有协议）以及net.ipv4.tcp_rmem, net.ipv4.tcp_wmem（针对TCP）等参数，可以根据网络带宽和延迟优化缓冲区。增大这些值有助于应对高带宽、高延迟的网络环境，减少数据包丢失，但会占用更多内存。需要根据实际网络条件和可用内存进行精细调整。

配置正确的时区和时间同步

虽然不直接提升计算性能，但正确的时间配置对服务器至关重要，特别是在分布式系统、日志记录和事务处理中。使用NTP（网络时间协议）服务（如chronyd或ntpd）确保服务器时间与标准时间源同步。准确的时钟可以避免应用逻辑错误，简化故障排查，并为监控系统提供一致的时间戳，是维护服务器稳定性和数据一致性的基础。