深度优化数据库性能：Linux 内核参数调整解析

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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。

1. 参数说明

1.1  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。

1.2 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

1.3 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

1.4 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

1.5 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

1.6 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

1.7  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。

1.8 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

1.9  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

1.10  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

1.11 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

1.12  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

1.13 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

1.14 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

2.  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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