Linux 网络性能调优：从内核参数到 BBR 拥塞控制

网卡驱动 → SoftIRQ → Netfilter → Socket Buffer → 应用层
   │                              │
   │                              └── sk_buff 管理
   └── Ring Buffer / NAPI

# 查看网卡型号和驱动
ethtool -i eth0

# 查看 Ring Buffer 大小
ethtool -g eth0

# 查看网卡统计（看是否有丢包）
ethtool -S eth0 | grep -i drop

# 增大 Ring Buffer（单位: descriptor 数量）
ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096

# 启用自适应中断
ethtool -C eth0 adaptive-rx on adaptive-tx on

# 查看当前设置
ethtool -c eth0

# 查看队列数
ethtool -l eth0

# 设置队列数（等于 CPU 核心数）
ethtool -L eth0 combined 4

# 将队列绑定到 CPU
# 中断号通过 /proc/interrupts 查找
echo 2 > /proc/irq/IRQ_NUM/smp_affinity  # 绑定到 CPU1

# 查看 SoftIRQ 分布
cat /proc/softirqs | grep NET_RX

# 查看是否有 CPU 瓶颈
mpstat -P ALL 1

# 增加 NAPI 权重（让每个 SoftIRQ 处理更多包）
sysctl -w net.core.netdev_budget=600
sysctl -w net.core.netdev_budget_usecs=8000

# /etc/sysctl.d/99-network-tuning.conf

# --- 接收缓冲区 ---
# 最小值、默认值、最大值（字节）
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.udp_rmem_min = 8192

# --- 发送缓冲区 ---
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216
net.ipv4.udp_wmem_min = 8192

# --- 全局缓冲区 ---
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.rmem_default = 1048576
net.core.wmem_default = 1048576
net.core.optmem_max = 2048

实际缓冲区 = clamp(自动调优值, min, max)

BDP = Bandwidth × RTT
示例: 1Gbps × 100ms = 12.5MB

# 查看当前连接的缓冲区使用
ss -tm
# ss 输出中的 skmem:(r0,rbX,t0,tbX) 表示接收/发送缓冲区

# SYN 半连接队列
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65536

# 已完成连接等待 accept 的队列
net.core.somaxconn = 65536

# 本地端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535

# TIME_WAIT 复用
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

# FIN-WAIT-2 超时（秒）
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15

# Keepalive 参数
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600    # 空闲多久开始探测
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15    # 探测间隔
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 5    # 探测次数

# 启用 SYN Cookie（SYN 队列满时启用）
net.ipv4.tcp_syncookies = 1

# SYN+ACK 重试次数
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2

# SYN 重试次数
net.ipv4.tcp_syn_retries = 3

# 设置 BBR 为默认算法
sysctl -w net.core.default_qdisc=fq
sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

# 永久生效
cat >> /etc/sysctl.d/99-network-tuning.conf << EOF
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr
EOF
sysctl -p /etc/sysctl.d/99-network-tuning.conf

# 查看当前拥塞控制算法
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

# 查看 BBR 统计
sysctl net.ipv4.tcp_bbr

# 查看内核支持的算法
sysctl net.ipv4.tcp_available_congestion_control

# 如果内核支持 BBR v2
modprobe tcp_bbr2
sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr2

# 服务端启用 TFO
net.ipv4.tcp_fastopen = 3

# 服务端 TFO 队列长度
net.ipv4.tcp_fastopen_key = random

# 启用路径 MTU 发现
net.ipv4.ip_no_pmtu_disc = 0

# 查看路径 MTU
ip route get 8.8.8.8

# 启用 ECN
net.ipv4.tcp_ecn = 1

# 实时监控连接状态
watch -n1 'ss -ant | awk "{print \$1}" | sort | uniq -c | sort -rn'

# 网络流量监控
iftop -i eth0

# 连接追踪表
conntrack -L -o extended | head -20

# 内核网络统计
nstat -az | grep -i tcp

# 完整的网络栈监控脚本
sar -n DEV 1