影响TCP百万并发量的因素有哪些？

一、操作系统级限制

1. 文件描述符（FD）数量限制

• 问题：每个TCP连接占用一个FD，默认系统限制通常为 1024，无法支撑百万连接。
• 解决方案：

• # 修改系统全局限制/etc/sysctl.conf
  * fs.file-max = 1048576
  sysctl -p
  
  # 或修改用户级限制（如修改 /etc/security/limits.conf）
  * soft nofile 1048576
  * hard nofile 1048576
  
  # 或临时修改
    ulimit -n 1048576
  

  验证：ulimit -n 查看当前进程限制。

2. 端口号范围限制

• 问题：客户端发起连接时，每个连接需要占用一个临时端口（默认范围 32768-60999，约2.8万个端口）。
• 解决方案：

• # 扩展端口范围
  echo "net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535" >> /etc/sysctl.conf
  sysctl -p
  

  注意：单客户端最多发起约6.4万连接（65535 - 1024）。
• 所以如果你想建立100万的tcp连接，怎么突破呢？
• 每个tcp连接有5个元素，源端ip、源端port、目标端ip、目标端port和协议tcp。

1. 在目标端ip、目标端port固定的情况下，单客户端最多发起约6.4万连接（65535 - 1024），只能增加客户端数量，绑定不同源端ip发送请求，如采用20个客户端；
2. 或者服务端监听多个socket，每个socket采用不同的端口号port。例如监听20个端口，客户端分别连接这20个端口

3. 内存限制

• 问题：每个TCP连接占用内核内存（约 3-4KB），100万连接需约 3-4GB 内存。
• 解决方案：优化内核参数

  echo "net.ipv4.tcp_mem = 1024000 1048576 2048000" >> /etc/sysctl.conf  # 调整TCP内存管理
  echo "net.ipv4.tcp_rmem = 1024 1024 2048" >> /etc/sysctl.conf          # 减少读缓冲区
  echo "net.ipv4.tcp_wmem = 1024 1024 2048" >> /etc/sysctl.conf          # 减少写缓冲区
  sysctl -p

• 使用sysctl net.ipv4.tcp_mem命令可查看系统的net.ipv4.tcp_mem配置值，同理查看其他配置

4.连接跟踪表限制

• 问题：net.netfilter.nf_conntrack_max 是 Linux 内核中控制 连接跟踪表（Connection Tracking Table）最大容量 的关键参数。它决定了系统能同时跟踪的网络连接（如 TCP、UDP、ICMP 等）的最大数量
• 解决方案：

• echo "net.netfilter.nf_conntrack_max = 1048576" >> /etc/sysctl.conf  # 调整连接跟踪表
  sysctl -p

 

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二、网络协议栈优化

1. TCP连接建立速度

• 问题：三次握手过程中，服务端 SYN队列 和 ACCEPT队列 可能溢出。
• 优化：（一般使用默认值即可，除非进程处理连接比较慢导致连接队列溢出，可优化程序）

• echo "net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65536" >> /etc/sysctl.conf     # SYN队列大小
  echo "net.core.somaxconn = 65536" >> /etc/sysctl.conf               # ACCEPT队列大小
  echo "net.ipv4.tcp_syncookies = 0" >> /etc/sysctl.conf              # 关闭SYN Cookie（高并发时可能降低性能）
  sysctl -p
  

2. TIME_WAIT 连接累积

• 问题：主动关闭连接的一方会进入 TIME_WAIT 状态，占用端口资源。
• 优化：（一般使用默认值即可，除非你是同时大量断开tcp）

• echo "net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1" >> /etc/sysctl.conf    # 允许重用TIME_WAIT端口
  echo "net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 2000000" >> /etc/sysctl.conf  # 增加TIME_WAIT桶数量
  sysctl -p

三、服务端程序优化

1. 使用epoll模式（非常重要，使用select和poll是无法完成百万并发的）