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来源:开源Linux发布时间:2023-01-29921浏览
询问 AI
我们知道在Linux中一切皆文件，那么一台服务器最大能打开多少个文件呢？Linux上能打开的最大文件数量受三个参数影响，分别是：
这三个参数之间还有耦合关系，所以配置值的时候还需要注意以下三点：
如果想加大soft nofile，那么hard nofile参数值也需要一起调整。如果因为hard nofile参数值设置的低，那么soft nofile参数的值设置的再高也没有用，实际生效的值会按照二者最低的来。
如果增大了hard nofile，那么fs.nr_open也都需要跟着一起调整（fs.nr_open参数值一定要大于hard nofile参数值）。如果不小心把hard nofile的值设置的比fs.nr_open还大，那么后果比较严重。会导致该用户无法登录，如果设置的是*，那么所有用户都无法登录
如果加大了fs.nr_open，但是是用的echo "xxx" > ../fs/nr_open命令来修改的fs.nr_open的值，那么刚改完可能不会有问题，但是只要机器一重启，那么之前通过echo命令设置的fs.nr_open值便会失效，用户还是无法登录。所以非常不建议使用echo的方式修改内核参数！！！
假设想让进程可以打开100万个文件描述符，这里用修改conf文件的方式给出一个建议。如果日后工作里有类似的需求可以作为参考。
fs.file-max=1100000//系统级别设置成110万，多留点buffer
fs.nr_open=1100000//进程级别也设置成110万，因为要保证比hardnofile大
使上面的配置生效sysctl -p
vim /etc/security/limits.conf
//用户进程级别都设置成100完
softnofile1000000
hardnofile1000000
我们知道TCP连接，从根本上看其实就是client和server端在内存中维护的一组【socket内核对象】（这里也对应着TCP四元组：源IP、源端口、目标IP、目标端口），他们只要能够找到对方，那么就算是一条连接。那么一台服务器最大能建立多少条连接呢？
如果只以ESTABLISH状态的连接来算（这些连接只是建立，但是不收发数据也不处理相关的业务逻辑）那么一台服务器最大能建立多少连接呢？以一台4GB内存的服务器为例！
上面讨论的都是进建立连接的理想情况，在现实中如果有频繁的数据收发和处理（比如：压缩、加密等），那么一台服务器能支撑1000连接都算好的了，所以一台服务器能支撑多少连接还要结合具体的场景去分析，不能光靠理论值去算。抛开业务逻辑单纯的谈并发没有太大的实际意义。
服务器的开销大头往往并不是连接本身，而是每条连接上的数据收发，以及请求业务逻辑处理！！！
我们知道客户端每和服务端建立一个连接便会消耗掉client端一个端口。一台机器的端口范围是【0 ~ 65535】，那么是不是说一台client机器最多和一台服务端机器建立65535个连接呢（这65535个端口里还有很多保留端口，可用端口可能只有64000个左右）？
由TCP连接的四元组特性可知，只要四元组里某一个元素不同，那么就认为这是不同的TCP连接。所以需要分情况讨论：
因为源IP固定，目标IP和端口固定，四元组中唯一可变化的就是【源端口】，【源端口】的可用范围又是【0 ~ 65535】，所以一台client机器最大能建立65535个连接
因为目标IP和端口固定，有 n 个源IP，四元组中可变化的就是【源端口】+ 【源IP】，【源端口】的可用范围又是【0 ~ 65535】，所以一个IP最大能建立65535个连接，那么n个IP最大就能建立 n * 65535个连接了
以现在的技术，给一个client分配多个IP是非常容易的事情，只需要去联系你们网管就可以做到。
源IP固定，目标IP固定，目标端口数量为m个，可变化的是源端口，而源端口变化范围是【0 ~ 65535】，所以一台client机器最大能建立的TCP连接数量是 65535 * m个
其余情况类推，但是客户端的可用端口范围一般达不到65535个，受内核参数net.ipv4.ip_local_port_range限制，如果要修改client所能使用的端口范围，可以修改这个内核参数的值。
所以，不光是一台server端可以接收100w+个TCP连接，一台client照样能发出100w+个连接
三次握手里socket的全连接队列长度由参数net.core.somaxconn来控制，默认大小是128，当两台机器离的非常近，但是建立连接的并发又非常高时，可能会导致半连接队列或全连接队列溢出，进而导致server端丢弃握手包。然后造成client超时重传握手包（至少1s以后才会重传），导致三次握手连接建立耗时过长。我们可以调整参数net.core.somaxconn来增加去按连接队列的长度，进而减小丢包的影响
有时候我们通过 ctrl + c方式来终止了某个进程，但是当重启该进程的时候发现报错端口被占用，这种问题是因为【操作系统还没有来得及回收该端口，等一会儿重启应用就好了】
client程序在和server端建立连接时，如果client没有调用bind方法传入指定的端口，那么client在和server端建立连接的时候便会自己随机选择一个端口来建立连接。一旦我们client程序调用了bind方法传入了指定的端口，那么client将会使用我们bind里指定的端口来和server建立连接。所以不建议client调用bind方法，bind函数会改变内核选择端口的策略
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{
SocketChannelsc=SocketChannel.open();
//客户端还可以调用bind方法
sc.bind(newInetSocketAddress("localhost",9999));
sc.connect(newInetSocketAddress("localhost",8080));
System.out.println("waiting..........");
}
在Linux一切皆文件，当然也包括之前TCP连接中说的socket。进程打开一个socket的时候需要创建好几个内核对象，换一句直白的话说就是打开文件对象吃内存，所以Linux系统基于安全角度考虑（比如：有用户进程恶意的打开无数的文件描述符，那不得把系统搞奔溃了），在多个位置都限制了可打开的文件描述符的数量。
内核是通过【hash表】的方式来管理所有已经建立好连接的socket，以便于有请求到达时快速的通过【TCP四元组】查找到内核中对应的socket对象
在epoll模型中，通过红黑树来管理epoll对象所管理的所有socket，用红黑树结构来平衡快速删除、插入、查找socket的效率
在网络开发中，很多人对一个基础问题始终没有彻底搞明白，那就是一台机器最多能支撑多少条TCP连接。不过由于客户端和服务端对端口使用方式不同，这个问题拆开来理解要容易一些。
注意，这里说的是客户端和服务端都只是角色，并不是指某一台具体的机器。例如对于我们自己开发的应用程序来说，当他响应客户端请求的时候，他就是服务端。当他向MySQL请求数据的时候，他又变成了客户端。
你在线上可能遇到过too many open files这个错误，那么你理解这个报错发生的原理吗？如果让你修复这个错误，应该如何处理呢？
需要注意这三个参数之间的耦合关系！
因为这里要考虑的是最大数，因此先不考虑连接上的数据收发和处理，仅考虑ESTABLISH状态的空连接。那么一台服务端机器上最大可以支持多少条TCP连接？这个连接数会受哪些因素的影响？
和服务端不同的是，客户端每次建立一条连接都需要消耗一个端口。在TCP协议中，端口是一个2字节的整数，因此范围只能是0~65535。那么客户单最大只能支持65535条连接吗？有没有办法突破这个限制，有的话有哪些办法？
方式一，为客户端配置多IP 方式二，分别连接不同的服务端
假设你是系统架构师，现在老板给你一个需求，让你做一个类似友盟upush这样的产品。要在服务端机器上保持一个和客户端的长连接，绝大部分情况下连接都是空闲的，每天也就顶多推送两三次左右。总用户规模预计是1亿。那么现在请你来评估一下需要多少台服务器可以支撑这1亿条长连接。
链接：https://juejin.cn/post/7162824884597293086
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