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深度优化数据库性能:Linux 内核参数调整解析

2023-11-17 17:09未知服务器之家 Linux

数据库服务器性能的优化是每个IT团队关注的焦点之一。除了数据库引擎的优化之外,合理调整操作系统的内核参数也是提高数据库性能的关键。本文将解析一些常见的 Linux 内核参数,以及它们在数据库服务器优化中的作用和建议

深度优化数据库性能:Linux 内核参数调整解析

数据库服务器性能的优化是每个IT团队关注的焦点之一。除了数据库引擎的优化之外,合理调整操作系统的内核参数也是提高数据库性能的关键。本文将解析一些常见的 Linux 内核参数,以及它们在数据库服务器优化中的作用和建议的值。

一、参数说明

1、关闭 IPv6 支持

net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1

作用:关闭对 IPv6 的支持,减轻系统负担,提高安全性。

解析:

  • net.ipv6.conf.all.disable_ipv6:禁用系统中所有网络接口的IPv6。
  • net.ipv6.conf.default.disable_ipv6:禁用默认网络接口的IPv6。

说明:大多数数据库环境仍主要使用IPv4,关闭IPv6可以减轻系统对IPv6网络的处理负担,提高系统安全性。

2、防范放大攻击

net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1

作用:禁用对 ICMP 广播的回应,防范 ICMP 广播放大攻击。

解析:

  • net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts:设置为1表示不回应 ICMP 广播。

说明:防范 ICMP 广播放大攻击,通过禁用对 ICMP 广播的回应,减少系统响应对可能的网络攻击的风险。

3、启用恶意 ICMP 错误消息保护

net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1

作用:防止网络中的恶意主机发送虚假的 ICMP 错误消息,提高网络安全性。

解析:

  • net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses:设置为1表示忽略虚假的 ICMP 错误消息。

说明:防止网络中的恶意主机通过发送虚假的 ICMP 错误消息来欺骗系统,提高系统的安全性。

4、核心转储优化

kernel.core_uses_pid = 1

作用:配置核心转储文件名中包含PID,方便识别和调查问题。

解析:

  • kernel.core_uses_pid:设置为1表示在核心转储文件名中包含PID。

说明:在数据库环境中,当发生进程崩溃时,生成的核心转储文件包含进程的PID,有助于精确定位问题,加速故障排查。

5、启用 SYN 洪水攻击保护

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

作用:启用 SYN 洪水攻击保护,防范网络攻击。

解析:

  • net.ipv4.tcp_syncookies:设置为1表示启用 SYN 洪水攻击保护。

说明:SYN 洪水攻击是一种常见的DDoS攻击方式,通过启用 SYN 洪水攻击保护,系统可以更好地应对大量的虚假连接请求,确保正常的网络服务。

6、调整消息队列和共享内存

kernel.msgmnb = 65536
kernel.msgmax = 65536
kernel.shmmax = 68719476736
kernel.shmall = 4294967296

作用:适当调整消息队列和共享内存的大小,以满足数据库的需求。

解析:

  • kernel.msgmnb:设置消息队列的最大字节数。
  • kernel.msgmax:设置消息队列中单个消息的最大字节数。
  • kernel.shmmax:设置最大共享内存段的大小。
  • kernel.shmall:设置系统范围内所有共享内存的总页数。

说明:通过调整消息队列和共享内存的大小,可以满足数据库通信和数据共享的需求,优化系统性能。

7、调整 TIME-WAIT 状态和 TCP 缓冲区

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 655350
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_rmem = 32768 131072 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 8192 131072 16777216

作用:优化TCP连接的管理,避免资源耗尽,并提高性能。

解析:

  • net.ipv4.tcp_max_tw_buckets:设置 TIME-WAIT 状态的最大数量。
  • net.ipv4.tcp_tw_recycle:设置为1表示启用 TIME-WAIT 快速回收。
  • net.ipv4.tcp_tw_reuse:设置为1表示允许将 TIME-WAIT sockets 重新用于新的TCP 连接。
  • net.ipv4.tcp_rmem:设置TCP接收缓冲区的最小、默认和最大字节数。
  • net.ipv4.tcp_wmem:设置TCP发送缓冲区的最小、默认和最大字节数。

说明:调整 TIME-WAIT 状态和 TCP 缓冲区参数,有助于优化系统处理大量TCP连接的性能,防止资源耗尽。

8、调整网络连接和资源管理

net.core.somaxconn = 65535
net.core.netdev_max_backlog = 262144
net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
net.ipv4.tcp_timestamps = 0

作用:提高系统的网络性能和连接管理。

解析:

  • net.core.somaxconn:设置待处理连接的最大队列长度。
  • net.core.netdev_max_backlog:设置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.ipv4.tcp_max_orphans:设置系统允许的最大孤立的TCP连接数量。
  • net.ipv4.tcp_max_syn_backlog:设置TCP同时等待处理的最大连接请求数。
  • net.ipv4.tcp_timestamps:设置为0表示禁用TCP时间戳。

说明:通过调整这些参数,可以提高系统处理连接的能力,有效管理网络资源,防止系统性能瓶颈。

9、配置 TCP Keepalive 和超时参数

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 120
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15
net.ipv4.tcp_retries2 = 5

作用:提高TCP连接的稳定性和可靠性。

解析:

  • net.ipv4.tcp_keepalive_time:设置TCP连接的空闲时间,超过此时间将发送keepalive消息。
  • net.ipv4.tcp_keepalive_probes:设置TCP发送keepalive消息的次数。
  • net.ipv4.tcp_keepalive_intvl:设置TCP发送keepalive消息的频率。
  • net.ipv4.tcp_retries2:设置连接失败后重新尝试的最大次数。

说明:通过配置TCP Keepalive和超时参数,确保长时间运行的连接保持稳定,减少因连接中断导致的性能损失。

10、文件描述符和缓存优化

fs.file-max = 65536
vm.dirty_background_ratio = 5
vm.dirty_ratio = 10

作用:增加文件描述符限制和调整系统文件缓存大小,提高数据库读取和写入效率。

解析:

  • fs.file-max:设置系统最大文件描述符数。
  • vm.dirty_background_ratio:设置系统脏页(尚未同步到磁盘的页)的最小百分比。
  • vm.dirty_ratio:设置系统脏页的最大百分比。

说明:通过增加文件描述符限制和调整系统文件缓存大小,可以优化数据库读写性能,提高系统整体性能。

11、调整虚拟内存管理

vm.swappiness = 0

作用:优化虚拟内存管理,减少对交换空间的依赖

说明:设置vm.swappiness为0表示尽量使用物理内存,减少对交换空间的频繁使用,提高系统整体性能

12、 调整内核崩溃和恢复策略

kernel.panic = 5
kernel.panic_on_oops = 1
kernel.core_pipe_limit = 0

作用:配置内核崩溃和恢复策略,提高系统稳定性

说明:通过调整这些参数,可以更好地应对内核崩溃和系统出现问题的情况,提高系统的稳定性和可靠性

13、调整网络连接追踪

net.nf_conntrack_max = 25000000
net.ipv4.netfilter.ip_conntrack_max = 655350
net.ipv4.netfilter.ip_conntrack_tcp_timeout_established = 1200

作用:优化网络连接追踪,提高系统网络性能

说明:调整网络连接追踪相关参数,可以更好地适应大量网络连接的环境,提高系统网络性能

14、限制系统打开的端口范围

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535

作用:限制系统打开的端口范围,提高系统安全性

说明:通过限制可用端口范围,可以减少潜在的安全风险,提高系统安全性

二、结语

深度调优数据库服务器性能需要综合考虑多个方面,包括网络安全、连接管理、资源利用等。合理配置 Linux 内核参数是提高数据库性能的关键缓解之一。通过这些深度调优,可以更好地发挥数据库在高负载环境下的性能潜力,实现数据库性能的巅峰状态。

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