常见的Linux系统内核网络参数及常见问题的解决方案

本文介绍常见的Linux系统内核网络参数及常见问题的解决方案。

注意事项

在修改内核参数前，您需要注意以下几点：

从实际需求出发，尽量有相关数据的支撑，不建议您随意调整内核参数。
了解参数的具体作用，需注意不同类型或版本的环境中，内核参数可能有所不同。
备份ECS实例中的重要数据，具体操作，请参见创建快照。

查看和修改内核参数

/proc/sys/和/etc/sysctl.conf都支持在实例运行时修改内核参数，不同之处如下：

/proc/sys/是一个虚拟文件系统，提供了访问内核参数的方法，该目录下的net中存放了当前系统中已开启的所有网络内核参数，可以在系统运行时进行修改，但重启实例后就会失效，一般用于临时性验证修改的效果。
/etc/sysctl.conf是一个配置文件，您可以通过修改/etc/sysctl.conf文件来修改内核参数的默认值，实例重启后不会失效。

/proc/sys/目录下文件与/etc/sysctl.conf配置文件中参数的完整名称相关，如net.ipv4.tcp_tw_recycle参数，对应的文件是/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle文件，文件的内容就是参数值。

说明

Linux从4.12内核版本开始移除了tcp_tw_recycle配置，即移除sysctl.conf中关于net.ipv4.tcp_tw_recycle的配置内容，当您的系统内核低于4.12版本才可以使用net.ipv4.tcp_tw_recycle参数。

通过/proc/sys/目录查看和修改内核参数

登录Linux系统的ECS实例。
具体操作，请参见连接方式概述。
使用cat命令，可以查看对应文件的内容。
例如，执行以下命令，查看net.ipv4.tcp_tw_recycle的值。
```
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle 
```
使用echo命令，可以修改内核参数对应的文件。
例如，执行以下命令，将net.ipv4.tcp_tw_recycle的值修改为0。
```
echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle 
```

通过/etc/sysctl.conf文件查看和修改内核参数

登录Linux系统的ECS实例。
具体操作，请参见连接方式概述。

执行如下命令，查看当前系统中生效的所有参数。

sysctl -a

部分内核参数显示如下所示。

net.ipv4.tcp_app_win = 31
net.ipv4.tcp_adv_win_scale = 2
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 0
net.ipv4.tcp_frto = 2
net.ipv4.tcp_frto_response = 0
net.ipv4.tcp_low_latency = 0
net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 0
net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf = 1
net.ipv4.tcp_tso_win_divisor = 3
net.ipv4.tcp_congestion_control = cubic
net.ipv4.tcp_abc = 0
net.ipv4.tcp_mtu_probing = 0
net.ipv4.tcp_base_mss = 512
net.ipv4.tcp_workaround_signed_windows = 0
net.ipv4.tcp_challenge_ack_limit = 1000
net.ipv4.tcp_limit_output_bytes = 262144
net.ipv4.tcp_dma_copybreak = 4096
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 1
net.ipv4.cipso_cache_enable = 1
net.ipv4.cipso_cache_bucket_size = 10
net.ipv4.cipso_rbm_optfmt = 0
net.ipv4.cipso_rbm_strictvalid = 1

修改内核参数。
- 临时修改。
```
/sbin/sysctl -w kernel.parameter="[$Example]"
```
  说明
  kernel.parameter请替换成内核名，[$Example]请替换成参数值，如执行sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle="0"命令，将net.ipv4.tcp_tw_recycle内核参数值改为0。
- 永久修改。
  1. 执行如下命令，打开/etc/sysctl.conf配置文件。
```
vim /etc/sysctl.conf
```
  2. 按i键进入编辑模式。
  3. 根据需要，修改内核参数。
    具体格式如下所示。
```
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6 = 1
```
  4. 按Esc键，输入:wq，保存并退出编辑。
  5. 执行如下命令，使配置生效。
```
/sbin/sysctl -p
```

网络相关内核参数常见问题及解决方案

无法远程连接Linux系统的ECS实例，在/var/log/message日志看到“nf_conntrack: table full, dropping packet”错误信息怎么办？
为什么/var/log/messages日志中会出现“Time wait bucket table overflow”错误信息？
为什么Linux系统的ECS实例中，出现大量的处于FIN_WAIT2状态的TCP连接？
为什么Linux系统的ECS实例中，出现大量的处于CLOSE_WAIT状态的TCP连接？
为什么客户端配置NAT后，无法访问服务端的ECS或RDS？

无法远程连接Linux系统的ECS实例，在`/var/log/message`日志看到“nf_conntrack: table full, dropping packet”错误信息怎么办？

问题现象

无法远程连接ECS实例，ping目标实例时出现ping丢包或ping不通情况，在/var/log/message系统日志中频繁出现以下错误信息。

Feb  6 16:05:07 i-*** kernel: nf_conntrack: table full, dropping packet.
Feb  6 16:05:07 i-*** kernel: nf_conntrack: table full, dropping packet.
Feb  6 16:05:07 i-*** kernel: nf_conntrack: table full, dropping packet.
Feb  6 16:05:07 i-*** kernel: nf_conntrack: table full, dropping packet.

问题原因

ip_conntrack是Linux系统内NAT的一个跟踪连接条目的模块，ip_conntrack模块会使用一个哈希表记录TCP协议established connection记录。当这个哈希表满之后，新连接的数据包会被丢弃掉，就会出现nf_conntrack: table full, dropping packet错误。

Linux系统会开辟一个空间，用于维护每一个TCP链接，这个空间的大小与nf_conntrack_buckets、nf_conntrack_max参数相关，后者的默认值是前者的4倍，所以一般建议调大nf_conntrack_max参数值。

说明

维护系统连接比较消耗内存，建议您在系统空闲和内存充足的情况下，将nf_conntrack_max参数值调大。

解决方案

使用VNC远程连接实例。
具体操作，请参见通过密码认证登录Linux实例。
修改nf_conntrack_max参数值。
1. 执行以下命令，打开/etc/sysctl.conf文件。
```
vi /etc/sysctl.conf
```
2. 按i键进入编辑模式。
3. 修改nf_conntrack_max参数值。
  例如，将哈希表项最大值参数修改为655350。
```
net.netfilter.nf_conntrack_max = 655350
```
4. 按Esc键，输入:wq，保存并退出编辑。
修改超时参数nf_conntrack_tcp_timeout_established值。
例如，修改超时参数值为1200，默认超时时间是432000秒。
```
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 1200
```
执行如下命令，使配置生效。
```
sysctl -p
```

为什么`/var/log/messages`日志中会出现“Time wait bucket table overflow”错误信息？

问题现象

Linux系统的ECS实例中，/var/log/messages日志中频繁出现“kernel: TCP: time wait bucket table overflow”错误信息。

Feb 18 12:28:38 i-*** kernel: TCP: time wait bucket table overflow
Feb 18 12:28:44 i-*** kernel: printk: 227 messages suppressed.
Feb 18 12:28:44 i-*** kernel: TCP: time wait bucket table overflow
Feb 18 12:28:52 i-*** kernel: printk: 121 messages suppressed.
Feb 18 12:28:52 i-*** kernel: TCP: time wait bucket table overflow
Feb 18 12:28:53 i-*** kernel: printk: 351 messages suppressed.
Feb 18 12:28:53 i-*** kernel: TCP: time wait bucket table overflow
Feb 18 12:28:59 i-*** kernel: printk: 319 messages suppressed.

问题原因

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数用于调整内核中管理TIME_WAIT状态的数量，当ECS实例中处于TIME_WAIT状态的连接数，加上需要转换为TIME_WAIT状态的连接数之和超过net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值时，/var/log/messages日志中就会出现“kernel: TCP: time wait bucket table overflow”错误信息，此时，系统内核将会关闭超出参数值的部分TCP连接。

解决方案

您可以根据实际情况适当调高net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值，同时，建议您从业务层面去改进TCP连接。本文介绍如何修改net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值。

使用VNC远程连接实例。
具体操作，请参见通过密码认证登录Linux实例。

执行以下命令，查看TCP连接数。

netstat -antp | awk 'NR>2 {print $6}' | sort | uniq -c

显示如下，表示处于TIME_WAIT状态的连接数为6300。

6300 TIME_WAIT
 40 LISTEN
 20 ESTABLISHED
 20 CONNECTED

执行如下命令，查看net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值。
```
cat /etc/sysctl.conf | grep net.ipv4.tcp_max_tw_buckets
```
显示如下所示，表示net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值为20000。
修改net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值。
1. 执行以下命令，打开/etc/sysctl.conf文件。
```
vi /etc/sysctl.conf
```
2. 按i键进入编辑模式。
3. 修改net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值。
  例如，将net.ipv4.tcp_max_tw_buckets参数值修改为65535。
```
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 65535
```
4. 按Esc键，输入:wq，保存并退出编辑。
执行如下命令，使配置生效。
```
sysctl -p
```

为什么Linux系统的ECS实例中，出现大量的处于FIN_WAIT2状态的TCP连接？

问题现象

Linux系统的ECS实例中，出现大量的处于FIN_WAIT2状态的TCP连接。

问题原因

出现该问题可能有以下原因：

在HTTP服务中，Server由于某种原因会主动关闭连接，例如在KEEPALIVE超时的情况下，主动关闭连接的Server就会进入FIN_WAIT2状态。
在TCP/IP协议栈中，存在半连接的概念，FIN_WAIT2状态不算超时（与TIME_WAIT状态不同）。如果Client不关闭，FIN_WAIT2状态将保持到系统重启，越来越多的FIN_WAIT2状态会致使内核Crash。

解决方案

您可以将net.ipv4.tcp_fin_timeout参数值调小，以便加快系统关闭处于FIN_WAIT2状态的TCP连接。

使用VNC远程连接实例。
具体操作，请参见通过密码认证登录Linux实例。
修改net.ipv4.tcp_fin_timeout参数值。
1. 执行以下命令，打开/etc/sysctl.conf文件。
```
vi /etc/sysctl.conf
```
2. 按i键进入编辑模式。
3. 修改net.ipv4.tcp_fin_timeout参数值。
  例如，将net.ipv4.tcp_fin_timeout参数值修改为10。
```
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10
```
4. 按Esc键，输入:wq，保存并退出编辑。
执行如下命令，使配置生效。
```
sysctl -p
```

为什么Linux系统的ECS实例中，出现大量的处于CLOSE_WAIT状态的TCP连接？

问题现象

Linux系统的ECS实例中，出现大量的处于CLOSE_WAIT状态的TCP连接。

问题原因

出现该问题的可能原因是CLOSE_WAIT数量超出了正常的范围。

TCP连接断开时需要进行四次挥手，TCP连接的两端都可以发起关闭连接的请求，若对端发起了关闭连接，但本地没有关闭连接，那么该连接就会处于CLOSE_WAIT状态。虽然该连接已经处于半连接状态，但是已经无法和对端通信，需要及时地释放该连接。

解决方案

建议您从业务层面及时判断某个连接是否已经被对端关闭，即在程序逻辑中对连接及时关闭，并进行检查。

远程连接ECS实例。
具体操作，请参见连接方式概述。
在程序中检查并关闭CLOSE_WAIT状态的TCP连接。
编程语言中对应的读、写函数一般包含了检测CLOSE_WAIT状态的TCP连接功能。Java语言和C语言中关闭连接的方法如下：
- Java语言
  1. 通过read方法来判断I/O 。当read方法返回-1时，则表示已经到达末尾。
  2. 通过close方法关闭该连接。
- C语言
  检查read的返回值。
  - 若等于0，则可以关闭该连接。
  - 若小于0，则查看error，若不是AGAIN，则同样可以关闭连接。

为什么客户端配置NAT后，无法访问服务端的ECS或RDS？

问题现象

客户端配置NAT后无法访问服务端的ECS、RDS，包括配置了SNAT的VPC中的ECS实例。

问题原因

出现该问题可能是服务端的net.ipv4.tcp_tw_recycle和net.ipv4.tcp_timestamps参数值配置为1导致。

当服务端的内核参数net.ipv4.tcp_tw_recycle和net.ipv4.tcp_timestamps的值都为1，表示服务端会检查每一个TCP连接报文中的时间戳（Timestamp），若Timestamp不是递增的关系，则不会响应这个报文。

解决方案

您可以根据服务端云产品不通，选择合适的方案进行处理。

远端服务器为ECS时，修改net.ipv4.tcp_tw_recycle参数和net.ipv4.tcp_timestamps参数为0。
远端服务器为RDS时，RDS无法直接修改内核参数，需要在客户端上修改net.ipv4.tcp_tw_recycle参数和net.ipv4.tcp_timestamps参数为0。

使用VNC远程连接实例。
具体操作，请参见通过密码认证登录Linux实例。
修改net.ipv4.tcp_tw_recycle和net.ipv4.tcp_timestamps参数值为0。
1. 执行以下命令，打开/etc/sysctl.conf文件。
```
vi /etc/sysctl.conf
```
2. 按i键进入编辑模式。
3. 将net.ipv4.tcp_tw_recycle和net.ipv4.tcp_timestamps参数值修改为0。
```
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
net.ipv4.tcp_timestamps=0
```
4. 按Esc键，输入:wq，保存并退出编辑。
执行以下命令，使配置生效。
```
sysctl -p 
```

常见Linux内核参数说明

参数	说明
net.core.rmem_default	默认的socket数据接收窗口大小（字节）。
net.core.rmem_max	最大的socket数据接收窗口（字节）。
net.core.wmem_default	默认的socket数据发送窗口大小（字节）。
net.core.wmem_max	最大的socket数据发送窗口（字节）。
net.core.netdev_max_backlog	当内核处理速度比网卡接收速度慢时，这部分多出来的包就会被保存在网卡的接收队列上。该参数说明了这个队列的数量上限，在每个网络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。
net.core.somaxconn	该参数定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度，是个全局参数。该参数和`net.ipv4.tcp_max_syn_backlog`有关联，后者指的是还在三次握手的半连接的上限，该参数指的是处于ESTABLISHED的数量上限。若您的实例业务负载很高，则有必要调高该参数。`listen(2)`函数中的参数`backlog` 同样是指明监听的端口处于ESTABLISHED的数量上限，当`backlog`大于`net.core.somaxconn`时，以`net.core.somaxconn`参数为准。
net.core.optmem_max	表示每个套接字所允许的最大缓冲区的大小。
net.ipv4.tcp_mem	确定TCP栈应该如何反映内存使用，每个值的单位都是内存页（通常是4 KB）。第一个值是内存使用的下限。第二个值是内存压力模式开始对缓冲区使用应用压力的上限。第三个值是内存使用的上限。在这个层次上可以将报文丢弃，从而减少对内存的使用。对于较大的BDP可以增大这些值（其单位是内存页而不是字节）。
net.ipv4.tcp_rmem	为自动调优定义Socket使用的内存。第一个值是为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rmem_default），缓冲区在系统负载不重的情况下可以增长到这个值。第三个值是接收缓冲区空间的最大字节数（该值会覆盖rmem_max）。
net.ipv4.tcp_wmem	为自动调优定义Socket使用的内存。第一个值是为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（该值不会覆盖wmem_max）。
net.ipv4.tcp_keepalive_time	TCP发送keepalive探测消息的间隔时间（秒），用于确认TCP连接是否有效。
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl	探测消息未获得响应时，重发该消息的间隔时间（秒）。
net.ipv4.tcp_keepalive_probes	在认定TCP连接失效之前，最多发送多少个keepalive探测消息。
net.ipv4.tcp_sack	启用有选择的应答（1表示启用），通过有选择地应答乱序接收到的报文来提高性能，让发送者只发送丢失的报文段，（对于广域网通信来说）这个选项应该启用，但是会增加对CPU的占用。
net.ipv4.tcp_timestamps	TCP时间戳（会在TCP包头增加12B），以一种比重发超时更精确的方法（参考RFC 1323）来启用对RTT的计算，为实现更好的性能应该启用这个选项。
net.ipv4.tcp_window_scaling	启用RFC 1323（参考RFC 1323）定义的window scaling，若要支持超过64 KB的TCP窗口，必须启用该值（1表示启用），TCP窗口最大至1 GB，TCP连接双方都启用时才生效。
net.ipv4.tcp_syncookies	该参数表示是否打开TCP同步标签（`SYN_COOKIES`），内核必须开启并编译CONFIG_SYN_COOKIES，`SYN_COOKIES`可以防止一个套接字在有过多试图连接到达时，引起过载。默认值0表示关闭。当该参数被设置为1，且`SYN_RECV`队列满了之后，内核会对SYN包的回复做一定的修改，即在响应的SYN+ACK包中，初始的序列号是由源IP+Port、目的IP+Port及时间这五个参数共同计算出一个值组成精心组装的TCP包。由于ACK包中确认的序列号并不是之前计算出的值，恶意攻击者无法响应或误判，而请求者会根据收到的SYN+ACK包做正确的响应。启用`net.ipv4.tcp_syncookies`后，会忽略`net.ipv4.tcp_max_syn_backlog`。
net.ipv4.tcp_tw_reuse	表示是否允许将处于TIME-WAIT状态的Socket（TIME-WAIT的端口）用于新的TCP连接。
net.ipv4.tcp_tw_recycle	能够更快地回收TIME-WAIT套接字。
net.ipv4.tcp_fin_timeout	对于本端断开的Socket连接，TCP保持在FIN-WAIT-2状态的时间（秒）。对端可能会断开连接或一直不结束连接或不可预料的进程死亡。
net.ipv4.ip_local_port_range	表示TCP/UDP协议允许使用的本地端口号。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog	该参数决定了系统中处于`SYN_RECV`状态的TCP连接数量。 `SYN_RECV`状态指的是当系统收到SYN后，作为SYN+ACK响应后等待对方回复三次握手阶段中的最后一个ACK的阶段。对于还未获得对方确认的连接请求，可保存在队列中的最大数目。如果服务器经常出现过载，可以尝试增加这个数字。默认值大小会受实例内存的影响，默认值最大为2048。
net.ipv4.tcp_westwood	启用发送者端的拥塞控制算法，它可以维护对吞吐量的评估，并试图对带宽的整体利用情况进行优化，对于WAN通信来说应该启用这个选项。
net.ipv4.tcp_bic	为快速长距离网络启用Binary Increase Congestion，这样可以更好地利用以GB速度进行操作的链接，对于WAN通信应该启用这个选项。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets	该参数设置系统的TIME_WAIT的数量，如果超过默认值则会被立即清除。tcp_max_tw_buckets默认值大小会受实例内存的影响，最大值为262144。
net.ipv4.tcp_synack_retries	指明了处于SYN_RECV状态时重传SYN+ACK包的次数。
net.ipv4.tcp_abort_on_overflow	设置该参数为1时，当系统在短时间内收到了大量的请求，而相关的应用程序未能处理时，就会发送Reset包直接终止这些链接。建议通过优化应用程序的效率来提高处理能力，而不是简单地Reset。默认值为0。
net.ipv4.route.max_size	内核所允许的最大路由数目。
net.ipv4.ip_forward	接口间转发报文。
net.ipv4.ip_default_ttl	报文可以经过的最大跳数。
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established	在指定时间内，已经建立的连接如果没有活动，则通过iptables进行清除。
net.netfilter.nf_conntrack_max	哈希表项最大值。

Linux系统常用内核网络参数介绍与常见问题处理

注意事项

查看和修改内核参数

通过/proc/sys/目录查看和修改内核参数

通过/etc/sysctl.conf文件查看和修改内核参数

网络相关内核参数常见问题及解决方案

无法远程连接Linux系统的ECS实例，在`/var/log/message`日志看到“nf_conntrack: table full, dropping packet”错误信息怎么办？

问题现象

问题原因

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为什么`/var/log/messages`日志中会出现“Time wait bucket table overflow”错误信息？

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