Linux 内核参数

/proc/sys/net

ipv4

• ip_local_port_range：定义了TCP或UDP对目标发起连接所选择的本地端口范围(除ip_local_reserved_ports之外)，其定义受内核版本影响。具体可以参见net.ipv4.ip_local_port_range 的值究竟影响了啥

• ip_local_reserved_ports：定义了预留给第三方应用的端口，这些端口不会被自动分配为TCP或UDP的端口(如调用connect()或bind()时指定端口为0)。内核在使用端口时会考虑到ip_local_port_range和ip_local_reserved_ports这两个参数

• ip_forward：允许本机路由转发。特别在容器环境下需要开启该功能。

• tcp_window_scaling：表示是否启用TCP窗口因子。窗口因子只能位于TCP SYN/SYN_ACK报文选项中。window size在TCP首部只占16字节，最大为2^{16=65536，相对于现代系统来说太小了，使用窗口因子可以增加TCP接收窗口(`rwnd`,即tcpdump显示的win)大小，窗口因子最大值为14(RFC1323)，计算逻辑为：`window_size*(2^tcp_window_scaling)`，因此接收窗口最大为2}16*2^14=1GB。TCP 建链报文中的窗口因子计算方式如下，如sysctl_tcp_rmem[2]=6291456时，窗口因子为7

   1     if (wscale_ok) {
   2         /* Set window scaling on max possible window
   3          * See RFC1323 for an explanation of the limit to 14
   4          */
   5         space = max_t(u32, sysctl_tcp_rmem[2], sysctl_rmem_max);
   6         space = min_t(u32, space, *window_clamp);
   7         while (space > 65535 && (*rcv_wscale) < 14) {
   8             space >>= 1;
   9             (*rcv_wscale)++;
  10         }
  11     }
  

  对于TCP的初始接收窗口大小，linux和centos的实现是不一样的，如linux内核3.10版本的初始接收窗口定义为10mss，但centos 3.10内核中的初始窗口大小定义为TCP_INIT_CWND * 2，即20*MSS大小。(看着linux源码在centos7.4系统上测试，纠结了好久。。)

  net/ipv4/tcp_output.c
  u32 tcp_default_init_rwnd(u32 mss)
  {
          /* Initial receive window should be twice of TCP_INIT_CWND to
           * enable proper sending of new unsent data during fast recovery
           * (RFC 3517, Section 4, NextSeg() rule (2)). Further place a
           * limit when mss is larger than 1460.
           */
          u32 init_rwnd = TCP_INIT_CWND * 2;
  
          if (mss > 1460)
                  init_rwnd = max((1460 * init_rwnd) / mss, 2U);
          return init_rwnd;
  }
  
  /* TCP initial congestion window as per draft-hkchu-tcpm-initcwnd-01 */
  /* TCP initial congestion window as per draft-hkchu-tcpm-initcwnd-01 */
  #define TCP_INIT_CWND           10
  

  ps:cwnd为拥塞窗口大小，表示一个RTT时间内可以发送的报文的个数，2.6.32内核之后的初始值设置为TCP_INIT_CWND，可以使用ss -it查看实时状态。

• tcp_rmem：调节(tcp_moderate_rcvbuf)并限制TCP接收缓存区。包含3个值，第一个值是为每个socket接收缓冲区分配的最少字节数；第二个值是默认值（该值会覆盖net.core.rmem_default。较大的默认值会浪费内存，影响性能），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值；第三个值是接收缓冲区空间的最大字节数。通过查看源码发现TCP socket接收缓存区的最大值仅在通过SO_RCVBUF设置的时候才会受net.core.rmem_max限制。tcp_rmem影响TCP建链时的窗口因子以及socket接收缓存大小。

• tcp_adv_win_scale：用于划分网络缓存区和应用缓存区的比例。内核将 socket 接收缓冲区会划分为网络缓冲区和应用缓冲区，网络缓冲区及通常所提到的数据，而应用缓冲区为 skb 头部一类的数据。具体划分比率主要依赖 sysctl 中设置的 tcp_select_initial_window，tcp_adv_win_scale 大于 0 时，网络缓冲区(即socket最大接收窗口)的计算逻辑为 space - (space >> tcp_adv_win_scale)；否则计算逻辑为 space>>(-tcp_adv_win_scale) (本段描述来自这里)。

  static inline int tcp_win_from_space(int space)
  {
      return sysctl_tcp_adv_win_scale<=0 ?
          (space>>(-sysctl_tcp_adv_win_scale)) :
          space - (space>>sysctl_tcp_adv_win_scale);
  }
  
  /* Note: caller must be prepared to deal with negative returns */ 
  static inline int tcp_space(const struct sock *sk)
  {
      return tcp_win_from_space(sk->sk_rcvbuf -
                    atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc));
  } 
  

• tcp_app_win：tcp_adv_win_scale划分出来的应用缓存区保留的字节数，参见Linux网络相关参数

• tcp_wmem：限制TCP发送缓存区大小，包含3个值。第一个值是为每个socket发送缓冲区分配的最少字节数；第二个值是默认值（该值会覆盖wmem_default），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值；第三个值是发送缓冲区空间的最大字节数。不建议修改。

• tcp_mem：限制总的TCP缓存区的大小。包含3个以页(4k字节)为单位的值，意义与上面类似。不建议修改

• tcp_moderate_rcvbuf：默认开启，用于自动调节发送/接收缓存区大小，初始值为tcp_rmem和tcp_wmem的默认值。不能大于tcp_rmem[2]

• tcp_keepalive_time：TCP保活时间，默认2小时

• tcp_keepalive_intvl：保活报文发送周期，默认90秒

• tcp_keepalive_probes：保活报文发送次数。keepalive routine每2小时（7200秒）启动一次，发送第一个probe（探测包），如果在75秒内没有收到对方应答则重发probe，当连续9个probe没有被应答时，认为连接已断

• tcp_max_syn_backlog：TCP半连接队列大小，队列中的连接处理SYN-RECV状态(即为接收到对端的ACK报文)。表示可以保存的未完成TCP握手的连接的数目。下图来自这篇博客，建链完成后连接会转移到LISTEN backlog中。当该队列满后，会直接丢弃SYN报文。
  当tcp_syncookies设置为1后，当半连接队列满时，将不会丢弃SYN，而是会返回一个带有cookie的SYN/ACK报文。
  位于syn backlog中的连接状态为SYN_RECV，可以通过如 netstat -antp|grep SYN_RECV|wc -l 查看当前处于syn backlog中的连接的数目。可以通过nstat -az TcpExtListenDrops查看是否有因为syn backlog满而丢弃的报文(如syn攻击)。更多参见另一篇博文。
  

• tcp_syncookies：当启动sync cookies功能后，当syn backlog队列满时，系统不会丢弃新的SYN报文，而是会发送syncookie报文来校验是否是正常的连接，主要用于防止syn flood攻击。下图来自SYN-Cookies，可以看到syn cookies充当了类似连接缓存的作用。syncookie的方式修改了正常的TCP交互，可能在高负荷的服务器下出现一些问题，如计算cookie的hash会加重CPU负担，不支持某些TCP选项等。官方并不建议将该参数作为性能调参，而推荐使用tcp_max_syn_backlog, tcp_synack_retries, 和 tcp_abort_on_overflow。
  
  开启tcp_syncookies时通常需要开启tcp_timestamps，用来将tcp选项编码到时间戳中。如下图可以看到窗口因此wscale编码在时间戳中，不启用时间戳将无法使用该选项。
  

• tcp_abort_on_overflow：在TCP全连接队列(net.core.somaxconn)满之后，当新的连接到来之后会丢弃握手阶段的最后一个ack(值为0)报文；或发送rst(值为1)报文直接断链。默认值为0。只有在确认服务端长时间内无法处理新连接的情况下才会置为1，否则置为1会影响客户端使用。当全连接队列满且该值为0的情况下，客户端会根据net.ipv4.tcp_synack_retries继续尝试建立连接。

• tcp_timestamps：默认打开。enable时间戳会启用Round Trip Time Measurement (RTTM) 和Protect Against Wrapped Sequences (PAWS)功能，前者用于计算rto；后者用于解决高带宽下的序列号回环问题，使用时间戳作为维度来判断数据包是否有效。启用时间戳功能可以提高系统性能。tcp_timestamps可以用于NAT环境，并不会对连接造成影响，只有tcp_timestamps与tcp_tw_recycle同时启用时才会在NAT环境下导致连接超时。如下图，假设server启用了tcp_timestamps与tcp_tw_recycle，2个client通过NAT连接到一个server，此时对server来说，client1和client2的地址都变成了NAT后的地址。当server主动断开与client的TCP连接，如果在client1锻炼后的TCP_PAWS_MSL时间内，client2发起连接，但client2的SYN报文的timestamps小于先前server保存的时间戳，会导致该SYN报文被丢弃，而不回复任何报文，最后client2会timeout。参见stackoverflow的这篇文章。单独timestamp功能不会导致此问题:
  

  • tcp_timestamps必须在两端同时开启的情况下才会生效。

  • tcp的timestamp功能是在TCP握手阶段协商的。

  • tcp timestamp的

• tcp_tw_recycle：默认关闭，仅在tcp_timestamps开启条件下生效，用于server端在一个rto时间内快速回收TIME_WAIT状态的socket。生产环境建议关闭。内核 4.12 之后已移除: remove tcp_tw_recycle。更多参考这里

• tcp_tw_reuse：默认关闭，仅在tcp_timestamps开启条件下生效，仅使适用于客户端复用处于TIME_WAIT状态(超过1s)的socket。主要用于客户端高并发测试场景，减少socket消耗。

• tcp_fin_timeout：FIN_WAIT_2状态的时长

• tcp_max_tw_buckets：限制了处理TIME_WAIT状态的连接的数目。多余的连接会直接释放。

• tcp_syn_retries：TCP建链时syn报文的重传次数，默认为6，即syn报文最多发送7次，重传间隔为2<<(n-1)秒。

• tcp_synack_retries：设置了TCP建链时syn-ack报文的重传次数，重传间隔为2<(n-1)秒

• tcp_retries1：默认3。当TCP数据重传超过这个值计算出的超时时间后(见retries2)，会进行刷新底层路由的操作，防止由于网络链路发生变化而导致TCP传输失败

• tcp_retries2：默认15。(如果socket设置了TCP_USER_TIMEOUT参数，则TCP数据重传超时由该参数决定，不受tcp_retries2控制)。总的重传超时时间通过如下方式计算得出，其中变量boundary对应的就是tcp_retries1或tcp_retries2的值。可以看到tcp_retries1和tcp_retries2其实计算的是最大超时时间，而不是重传次数。

  linear_backoff_thresh用于计算使用/不使用指数退避算法的超时时间点，ilog2(TCP_RTO_MAX / rto_base)就是求底数为2，反对数为(120000/200)的整数，值为9，即当总的重传时间小于(2<<9-1)*200ms=204.6s时，重传间隔时间使用指数退避方式；当总的重传时间大于204.6时，后续重传时间为TCP_RTO_MAX，即120s。

  按照如下方式可以计算出，tcp_retries2=15时，最大超时时间为(2<<9-1)0.2+(15-9)120=924.6s，即当总的重传时间大于924.6s后，停止重传。

  重传次数受路由rto影响，可以使用使用如下方式设置一条连接的rto_min，非200ms时可能会使得总的重传次数大于或小于15。(可以使用ss -i查看TCP连接上的rto大小)

  ip route add src_ip/32 via dst_ip rto_min $rto
  //内核源码net/ipv4/tcp_timer.c
  static unsigned int tcp_model_timeout(struct sock *sk,
                        unsigned int boundary,
                        unsigned int rto_base)
  {
      unsigned int linear_backoff_thresh, timeout;
  　　
      linear_backoff_thresh = ilog2(TCP_RTO_MAX / rto_base);
      if (boundary <= linear_backoff_thresh)
          timeout = ((2 << boundary) - 1) * rto_base;
      else
          timeout = ((2 << linear_backoff_thresh) - 1) * rto_base +
              (boundary - linear_backoff_thresh) * TCP_RTO_MAX;
      return jiffies_to_msecs(timeout);
  }
  

• tcp_max_orphans：系统所能维护的孤儿socket(不与任何文件描述符关联)的最大数目(可以通过ss -s命令查看当前tcp的orphan socket数目)。当orphan socket数目超过该值后，会通过reset来关闭连接。每个orphan socket会占用64Bb且不可swap的内存。该参数可以用于防止DDoS攻击。可以查看netstat的TcpExtTCPAbortOnMemory统计信息。

• tcp_orphan_retries：规定了orphan socket的重传次数。减小该值可以快速回收orphan socket。net.ipv4.tcp_orphan_retries的默认值为0，内核计算时会重置为8。orphan socket为调用内核tcp_close(struct sock *sk, long timeout)函数产生的。orphan socket包含FIN_WAIT1、LAST_ACK、CLOSING(同时关闭)状态的socket(TIME_WAIT状态不属于orphan socket--实测验证)。更多详细参见这篇博文

• tcp_sack：用于提高重传多个报文时的速率(重传特定报文)，sack的缺点可以查看When to turn TCP SACK off?

• tcp_ecn：配合中间路由器实现感知中间路径的拥塞，并主动减缓TCP的发送速率，从而从早期避免拥塞而导致的丢包，实现网络性能的最大利用。网络中的路由器按照1999年的ECN草案方案实现，将只识别ECN=10的报文作为支持ECN功能，而不识别ECN=01的报文，这类路由器可能将ECN=01的报文将按照ECN=00的行为处理，最后进行RED丢包。但并不影响网络的正常功能默认值为2(即二进制10)。参考不要乱用 TCP ECN flag

• tcp_fastopen：TCP Fast Open（TFO）是用来加速连续TCP连接的数据交互的TCP协议扩展，原理如下：在TCP三次握手的过程中，当用户首次访问Server时，发送SYN包，Server根据用户IP生成Cookie（已加密），并与SYN_ACK一同发回Client；当Client随后重连时，在SYN包携带TCP Cookie；如果Server校验合法，则在用户回复ACK前就可以直接发送数据；否则按照正常三次握手进行。其中1表示客户端开启，2表示服务端开启，3表示客户端和服务器同时开启。在高版本的Linux中，默认为1

• tcp_reordering：通知内核在一条TCP中需要重组的报文数目，此时不考虑报文丢失。如果大于该值，会认为有报文丢失，TCP栈会自动切换到慢启动。默认3

• tcp_fack：基于sack的拥塞避免控制。

• tcp_challenge_ack_limit：每秒发送的挑战报文(challenge ack用于防止Blind In-Window Attacks，分为接收到数据，RST报文，SYN报文的处理，用于避免盲数据注入和断链攻击)的数量，默认1000。参见TCP挑战ACK报文限速

• tcp_invalid_ratelimit：用于控制响应如下无效TCP报文的重复ACK报文的最大速率(挑战ACK受此限制)，默认500ms：

  1. 无效的序列号
  2. 无效的确认号
  3. PAWS 校验失败

• tcp_limit_output_bytes：用于控制TCP Small Queue队列长度，TSQ属于Qdisc的一种。

• tcp_autocorking：是否允许TCP auto corking。在进行一些小的写操作时，如果此时Qdisc或驱动的传输队列中已经有至少一个报文，此时会合并发送，用以减小发送的报文数量。默认允许。socket可以使用TCP_CORK 参数来取消或允许该特性

• tcp_mtu_probing：为TCP设置合理的MSS，设置路径MTU探测功能：

  • 0 - Disabled
  • 1 - Disabled by default, enabled when an ICMP black hole detected
  • 2 - Always enabled, use initial MSS of tcp_base_mss.

参考：

• Linux之TCPIP内核参数优化
• TCP protocol
• Tuning TCP - sysctl.conf
• 聊一聊重传次数
• TCP timestamp
• TCP SOCKET中backlog参数的用途是什么？ ---图解
• Coping with the TCP TIME-WAIT state on busy Linux servers
• SYN Flood攻击及防御方法
• TCP SYN-Cookie的原理和扩展
• TCP 接收窗口

core

• dev_weight：该参数确定了在一个NAPI(NAPI是中断和轮询的结合，数据量低时采用中断，数据量高时采用轮询)中断周期内，内核可以从驱动队列获取的最大报文数(skbuff数)，如果设备支持LRO或GRO_HW，则会将聚合之后的报文数视为1个。调大该值可以允许在一个软中断周期内处理更多的报文，但同时也会占用更多的CPU。如果队列中的报文数小于该值，则退出轮询，启用中断模式。

  NAPI提供了如下接口：

  • netif_napi_add --driver告诉内核要使用napi的机制，初始化响应参数，注册poll的回调函数

  • napi_schedule --driver告诉内核开始调度napi的机制，稍后poll回调函数会被调用

  • napi_complete --driver告诉内核其工作不饱满即中断不多，数据量不大，改变napi的状态机，后续将采用纯中断方式响应数据

  • net_rx_action --内核初始化注册的软中断，注册poll的回调函数会被其调用

• dev_weight_rx_bias：用于设置rx软中断周期中内核可以从驱动队列获取的最大报文数，为(dev_weight * dev_weight_rx_bias)。主要用于调节网络栈和CPU在rx上的不对称。

• dev_weight_tx_bias：与dev_weight_rx_bias类似，用于tx路径。调节这两个数值时需要注意对CPU的影响。

• netdev_budget_usecs：NAPI轮询的最大周期。当轮询周期达到netdev_budget_usecs或处理的报文数达到netdev_budget时会退出NAPI的轮询处理。

• default_qdisc：默认的qdisc，可以使用ip link命令查看

• netdev_max_backlog：当接口接收报文的速率大于内核处理的速率时，输入侧队列可以保存的最大报文数目。

• flow_limit_cpu_bitmap和flow_limit_table_len：二者用于在RPS中实现流控。前者用于指定启用流控的CPU位图，后者指定哈希表的大小(默认4096)，哈希表中的每个bucket对应一条流，用于计算哈希到该bucket的流的报文速率。

• rps_sock_flow_entries和/sys/class/net/<dev>/queues/rx-<n>/rps_flow_cnt：用于配置RFS。前者为socket流表，表中的每个bucket包含哈希到该bucket的流期望的CPU列表，如果列表为空，则使用RPS功能。后者为每条流的表大小，推荐值为:rps_sock_flow_entries/N，N表示队列的数目。参见RFS: Receive Flow Steering

• netdev_rss_key：启用RSS的驱动程序使用的40字节的主机密钥。也可以通过ethtool -x <dev>查看

• xsomaxconn：TCP LISTEN backlog 队列大小，默认128。表示挂起的(未被accept处理的)请求的最大数目。可以通过listen函数的第二个参数指定int listen(int sockfd, int backlog) ，如果设置的backlog值大于net.core.somaxconn值，将被置为net.core.somaxconn值大小。可以使用ss -ntl 查看当前LISTEN backlog队列长度以及队列中待处理的连接长度。如下面表示LISTEN backlog长度为128，当前有1个连接待(accept)处理。LISTEN backlog队列满之后的动作与net.ipv4.tcp_abort_on_overflow相关。

  # ss -ntl
  State      Recv-Q Send-Q            Local Address:Port                      Peer Address:Port
  LISTEN     1      128               :::19090                                :::*
  

• rmem_default：设置了TCP/UDP/Unix等socket的接收缓存区默认值，由内核自动调整，不建议修改。TCP下设置为net.ipv4.tcp_rmem的默认值

• wmem_default：设置了TCP/UDP/Unix等socket的发送缓存区默认值，由内核自动调整，不建议修改。TCP下设置为net.ipv4.tcp_wmem的默认值

• rmem_max：设置了TCP/UDP/Unix等socket的接收缓存区的上限值。rmem_max的作用如下：

  • 限制通过socket选项SO_RCVBUF设置(sock_setsockopt)的接受缓存区的大小
  • 用于计算TCP建链的窗口因此(参见本文tcp_window_scaling描述)
    更多参见TCP receiving window size higher than net.core.rmem_max

• wmem_max：设置了TCP/UDP/Unix等socket的发送缓存区的上限值

参考：

• 关于TCP 半连接队列和全连接队列
• Socket缓存是如何影响TCP性能的？

netfilter

• nf_conntrack_acct：enable该值后会在/proc/net/nf_conntrack的条目中增加连接交互的总package count和总package bytes参数。参见What does nf_conntrack.acct really do?

• nf_conntrack_timestamp：enable该值后会在/proc/net/nf_conntrack的条目中增加连接存活累计时间(单位s)参数delta-time。

• nf_conntrack_buckets：只读文件，表示HASHSIZE。系统启动后无法修改，但可以通过如下方式修改。

  echo 16384 > /sys/module/nf_conntrack/parameters/hashsize
  

• nf_conntrack_max：设置连接跟踪数的最大值，当系统达的连接跟踪数达到该值后，再创建连接跟踪时会报“nf_conntrack: table full, dropping packet”错误。由于连接跟踪数比较占内存，因此不能盲目增加该值大小。nf_conntrack_max=HASHSIZE*(bucket size)，(bucket size)默认为4。bucket size不能直接修改，只能通过修改nf_conntrack_max/nf_conntrack_buckets的比值来间接修改。
  

  /proc/net/nf_conntrack中各个字段的含义如下：

  • 第一列：网络层协议名字。

  • 第二列：网络层协议号。

  • 第三列：传输层协议名字。

  • 第四列：传输层协议号。

  • 第五列：无后续包进入时无效的秒数，即老化时间。

  • 第六列：不是所有协议都有，连接状态。

  • 其它的列都是通过名字的方式（key与value对)表述，或和呈现标识（[UNREPLIED], [ASSURED], …）。一行的不同列可能包含相同的名字（例如src和dst），第一个表示请求方，第二个表示应答方。

    两个特殊字段含义如下：

  • [ASSURED]: 在两个方面（即请求和响应）方向都看到了流量。

  • [UNREPLIED]: 尚未在响应方向上看到流量。如果连接跟踪缓存溢出，则首先删除这些连接。

• nf_conntrack_count：当前使用的连接跟踪数目，只读。

  sysctl -a | grep conntrack | grep timeout可以看出与各个协议状态相关的timeout时间。以TCP为例，如下参数描述了TCP各个状态的nf_conntrack的生存时间，如nf_conntrack_tcp_timeout_established的值为432000s(5days)，表示处于建链状态的TCP的最大生存时间为5天，超时后会移除该连接跟踪数。在NAT场景下，移除连接跟踪将会导致连接中断(但不会通知两端)。非NAT场景下，其连接跟踪仅仅用于记录当前连接情况，移除这种情况下的连接跟踪不会对链路造成影响。设置如下参数时最好将设置值大于等于系统或协议规定的参数大小，否则可能导致链路异常。

  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close = 10
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_close_wait = 60
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 432000
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_fin_wait = 120
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_last_ack = 30
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_max_retrans = 300
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_syn_recv = 60
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_syn_sent = 120
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait = 120
  net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_unacknowledged = 300
  

参考

• Linux 实例常用内核网络参数介绍与常见问题处理
• Iptables之nf_conntrack模块

bridge

• bridge-nf-call-arptables：表示arptables是否可以过滤bridge接口的报文。
• bridge-nf-call-ip6tables：表示ip6tables是否可以过滤bridge接口的报文
• bridge-nf-call-iptables：表示iptables是否可以过滤二层bridge接口的报文。iptables既能处理三层报文也能处理二层报文，bridge环境下使能该选项，可能会导致二层网络问题。注意下图中的"bridge check"处理节点。ps: ebtables用于对以太网帧的过滤，iptables用于对ip数据包的过滤

参考：

• What's bridge-netfilter?
• bridge-nf
• net.bridge.bridge-nf-call-iptables＝1

/proc/sys/vm

• vfs_cache_pressure：控制内核回收directory和inode的回收速率，当降低该值会使得内核保留dentry和inode caches，当vfs_cache_pressure=0时，内核不会回收dentry和inode caches，这种情况下可能会导致内存泄漏。增加该值可能会影响系统性能，但会加快回收dentry和inode caches，可以通过slabtop命令查看dentry/inode caches的数值。参见记一次内存使用率过高的报警
• dirty_background_ratio:默认10，以比例规定内存脏数据最大值，dirty_background_ratio和dirty_background_bytes只能选择一种，即一个为非0，则另一个为0。当对数据的一致性要求比并发处理更高时，可以将该值调低
• dirty_background_bytes:默认0，以具体数值规定内存脏数据最大值
• dirty_writeback_centisecs:默认500,即5s，内存脏数据写回周期，系统以该周期定时启动pdflush/flush/kdmflush线程来将脏数据写会到磁盘。如果IO繁忙时，可能会启动多个flush线程。需要注意的是，flush对应的脏数据不一定会从内存中释放(见下)。
• dirty_expire_centisecs:默认3000，即30s,脏数据在内存中停留的最长时间，当超过该时间后，脏数据会在下一次写回到磁盘。
  • 脏数据在内存停留条件为：
    • a:dirty_expire_centisecs时间以内
    • b:脏数据没有超过dirty_background_ratio阈值
  • dirty_ratio:默认30，内存中脏数据占总可用(available)内存的最大比例，当超过该值后系统会执行写回操作并阻塞所有进程的IO写操作，直到脏数据小于dirty_ratio。
  • kswapd会在可用内存低于zone设置的low时执行内存回收。当可用内存低于zone的min时会触发内核直接回收机制(OOM)。low值通过/proc/vm/min_free_kbytes设置。pdflush用于周期性地将脏数据写回到磁盘，当脏数据大于dirty_background_ratio或dirty_background_bytes时会触发IO阻塞，kswapd和pdflush在某些功能上会有一些耦合，kswapd用于缓存管理，包含内存的swap out和page out，page cache的回收，而pdflush仅用于回收dirty cache。具体参见kswapd和pdflush

参考:

• linux-pdflush.htm
• linux-kernel-sysctl-vm/
• sysctl/vm.txt
• Linux_Page_Cache_Basics

/proc/sys/fs

• file-max：内核可以分配的文件句柄的最大值。当遇到如“VFS: file-max limit reached"错误时，说明该值过低，可以调整上限。该值通常由内核确定，为内存的10%左右

• file-nr：描述了内核文件句柄的使用情况。第一个值表示当前分配的文件句柄的数目；第二个表示已经分配但未使用的文件句柄的数目；第三个值表示可分配的文件句柄的最大值。

• nr_open：限制了单个进程可以打开的文件描述符的上限。关系为：ulimit -Sn <= ulimit -Hn <= cat /proc/sys/fs/nr_open

  需要注意的是进程可打开的文件描述符的最大数目并不一定等于ulimit -Sn，如进程可以通过systemd的LimitNOFILE参数来设置其soft值。可以在/proc/$pid/limits中查看进程的ulimit值，也可以直接修改该值来修改进程的ulimit限制。

  需要注意内核文件句柄和文件描述符的区别，文件描述符为用户层面的内容，可以使用lsof或在/proc/$pid/fd中查看程序打开的文件描述符。而内核文件句柄的使用情况需要查看内核参数file-nr。更多可以参考这篇文章。

  内核文件句柄可以通过如下方式申请，当共享内存使用结束后需要卸载共享内容(如mmap/munmap，shmat/shmctl($shmid, IPC_RMID, NULL))，否则会导致内核文件句柄泄露(内核句柄通过引用计数来判断是否删除该文件句柄)。

  • open系统调用打开文件（path_openat内核函数)

  • 打开一个目录（dentry_open函数)

  • 共享内存attach （do_shmat函数）

  • socket套接字（sock_alloc_file函数）

  • 管道（create_pipe_files函数）

  • epoll/inotify/signalfd等功能用到的匿名inode文件系统（anon_inode_getfile函数)

参考：

• sysctl/fs.txt
• 资源限制(RLIMIT_NOFILE)的调整细节及内部实现

/proc/sys/kernal

• sched_rt_period_us：该文件中的值指定了等同于100% CPU宽度的调度周期。取值范围为1到INT_MAX，即1微秒到35分钟。默认值为1000,000(1秒)

• sched_rt_runtime_us：该文件中的值指定了实时和deadline调度的进程可以使用的"period"(sched_rt_period_us)。取值范围为-1到INT_MAX-1，设置为-1标识运行时间等同于周期，即没有给非实时进程预留任何CPU。默认值为950,000（0.95秒），表示给非实时或deadline调度策略保留5%的CPU。sched_rt_period_us和sched_rt_runtime_us都与实时调度有关。

• sched_cfs_bandwidth_slice_us：设置系统层面的CPU带宽(即可占用的CPU时间)，默认5ms。进程的CPU带宽可以通过cgroup的cpu.cfs_quota_us和cpu.cfs_period_us设置。

• sched_latency_ns：所有任务至少被调度一次所用的时长，然后将该时间平均分配给每个任务。注意，它只是个初始值，当系统中可运行的任务变多时，调度器会选择使用sched_min_granularity_ns(参见sched_min_granularity_ns的计算方式)

• sched_min_granularity_ns：保证一个任务在被抢占之前允许运行的最小时间片长度，也即单个任务可以运行的最小时间片长度。

  If number of runnable tasks does not exceed sched_latency_ns/sched_min_granularity_ns
      scheduler period = sched_latency_ns
  else
      scheduler period = number_of_running_tasks * sched_min_granularity_ns
  

• sched_wakeup_granularity_ns：该参数限定了一个唤醒进程要抢占当前进程之前必须满足的条件：只有当唤醒进程的vruntime比当前进程的vruntime小，且两者差距(vdiff)大于sched_wakeup_granularity_ns的情况下，才可以抢占，否则不可以。这个参数越大，发生唤醒抢占就越不容易。增加该值会降低唤醒操作的次数，并减少对计算密集型任务的影响(有利于计算密集型任务)；降低该值会增加唤醒的延迟和吞吐量，有利于I/O密集型任务。参见该实验

/sys/block/<dev>/queue

• read_ahead_kb：定义了顺序读操作中，操作系统可能预读的最大千字节数。预读之后，由于下一次顺序读取所需要的信息已经存在于内核页高速缓存中，从而提高了读取I/O性能。默认采用128KB，将该值增大到4-8MB可能会提升应用对大型文件顺序读取的性能。