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#1 2020-10-30 15:30:56

小天天
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注册时间: 2019-09-29
帖子: 270

tcp server应用最大并发能力思考

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在UDP/TCP协议中源端口和目的端口都只有16位,也就是说端口的取值范围为0~65535。
但server应用得最大并发上限,却跟以下因素相关
1)client ip和port数量
2)socket最大文件描述符创建能力

平常讨论得65535端口限制,显然跟并发能力不是一码事

在tcp应用中,server事先在某个固定端口监听,client主动发起连接,经过三路握手后建立tcp连接。那么对单机,其最大并发tcp连接数是多少?

如何标识一个TCP连接

在确定最大连接数之前,先来看看系统如何标识一个tcp连接。系统用一个4四元组来唯一标识一个TCP连接:

{localip, localport,remoteip,remoteport}

client最大tcp连接数

client每次发起tcp连接请求时,除非绑定端口,通常会让系统选取一个空闲的本地端口(local port),该端口是独占的,不能和其他tcp连接共享。tcp端口的数据类型是unsigned short,因此本地端口个数最大只有65536,端口0有特殊含义,不能使用,这样可用端口最多只有65535,所以在全部作为client端的情况下,一个client最大tcp连接数为65535,这些连接可以连到不同的serverip。

server最大tcp连接数

server通常固定在某个本地端口上监听,等待client的连接请求。不考虑地址重用(unix的SO_REUSEADDR选项)的情况下,即使server端有多个ip,本地监听端口也是独占的,因此server端tcp连接4元组中只有remoteip(也就是clientip)和remote port(客户端port)是可变的,因此最大tcp连接为客户端ip数×客户端port数,对IPV4,不考虑ip地址分类等因素,最大tcp连接数约为2的32次方(ip数)×2的16次方(port数),也就是server端单机最大tcp连接数约为2的48次方。

实际的tcp连接数

上面给出的是理论上的单机最大连接数,在实际环境中,受到机器资源、操作系统等的限制,特别是sever端,其最大并发tcp连接数远不能达到理论上限。在unix/linux下限制连接数的主要因素是内存和允许的文件描述符个数(每个tcp连接都要占用一定内存,每个socket就是一个文件描述符),另外1024以下的端口通常为保留端口。

对server端,通过增加内存、修改最大文件描述符个数等参数,单机最大并发TCP连接数超过10万,甚至上百万是没问题的

相关linux参数调整

sysctl -w fs.file-max=10485760 #系统允许的文件描述符数量10m

sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem=1024 #每个tcp连接的读取缓冲区1k,一个连接1k

sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem=1024 #每个tcp连接的写入缓冲区1k#修改默认的本地端口范围

sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range='1024 65535'

sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=1 #快速回收time_wait的连接

sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

sysctl -w net.ipv4.tcp_timestamps=1#用户单进程的最大文件数,用户登录时生效

echo '* soft nofile 1048576' >> /etc/security/limits.conf

echo '* hard nofile 1048576' >> /etc/security/limits.conf

ulimit -n 1048576 #用户单进程的最大文件数 当前会话生效

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