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>基礎類問題  > 

Windows系統下的TCP參數優化

1. TCPWindowSize

  TCPWindowSize的值表示TCP的窗口大小。TCP Receive Window(TCP數據接收緩沖)定義了發送端在沒有獲得接收端的確認信息的狀態下可以發送的最大字節數。此數值越大,返回的確認信息就越少,相應的在發送端和接收端之間的通信就越好。此數值較小時可以降低發送端在等待接收端返回確認信息時發生超時的可能性,但這將增加網絡流量,降低有效吞吐率。TCP在發送端和接收端之間動態調整一個最大段長度MSS(Maximum Segment Size)的整數倍。MSS在連接開始建立時確定,由于TCP Receive Window被調整為MSS的整數倍,在數據傳輸中完全長度的TCP數據段的比例增加,故而提高了網絡吞吐率。

  缺省情況下,TCP將試圖根據MSS來優化窗口大小,起始值為16KB,最大值為64KB。TCPWindowSize的最大值通常為65535字節(64KB),以太網最大段長度為1460字節,低于64KB的1460的最大整數倍為62420字節,因而可以在注冊表中將TCPWindowSize設置為62420,作為高帶寬網絡中適用的性能優化值。具體操作如下:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為TCPWindowSize的REG_DWORD值,該值的范圍是從0到65535,將該值設置為62420。

2. TCP1323Opts 

  為了更高效地利用高帶寬網絡,可以使用比上述TCP窗口大得多的TCP窗口大小,此特性是Windows 2000和Windows Server 2003中的新特性,稱為TCP Window Scaling,它將以前的65535字節(64KB)的限制提高到了1073741824字節(1GB)。在帶寬與延遲的乘積值很高的連接上(例如衛星連接),可能需要將窗口的大小增加到64KB以上。使用TCP Window Scaling,系統可以允許確認信息間更大數據量的傳輸,增加了網絡吞吐量及性能。發送端和接收端往返通信所需的時間被稱為回環時間(RTT)。TCP Window Scaling僅在TCP連接的雙方都開啟時才真正有效。TCP有一個時間戳選項,通過更加頻繁地計算來提高RTT值的估測值,此選項特別有助于估測更長距離的廣域網上連接的RTT值,并更加精確地調整TCP重發超時時間。時間戳在TCP報頭提供了兩個區域,一個記錄開始重發的時間,另一個記錄接收到的時間。時間戳對于TCP Window Scaling,即確認信息收到前的大數據包傳送特別有用,激活時間戳僅僅在每個數據包的頭部增加12字節,對網絡流量的影響微乎其微。數據完整性與數據吞吐率最大化哪個更為重要是個需要評估的問題。在某些環境中,例如視頻流傳輸,需要更大的TCP窗口,這是最重要的,而數據完整性排在第二位。在這種環境中,TCP Window Scaling可以不打開時間戳。當發送端和接收端均激活TCP Window Scaling和時間戳時,此特性才有效。不過,若在發包時加入了時間戳,經過NAT之后,如果前面相同的端口被使用過,且時間戳大于這個連接發出的SYN中的時間戳,就會導致服務器忽略該SYN,表現為用戶無法正常完成TCP的3次握手。初始時生成小的TCP窗口,之后窗口大小將按照內部算法增大。具體操作如下:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為TCP1323Opts的REG_DWORD值,該值的具體含義為:0(缺省值)表示禁用TCP Window Scaling和時間戳;1表示只啟用TCP Window Scaling;2表示只啟用時間戳;3表示同時啟用TCP Window Scaling和時間戳。TCP1323Opts設置為激活TCP Window Scaling后,可以將上文中的注冊表項TCPWindowSize的值增大,最大能達到1GB,為了達到最佳性能,這里的值最好設置成MSS的倍數,推薦值為256960字節。

3. TCP 控制塊表

  對于每個TCP連接,控制變量保存在一個稱為TCP控制塊(TCB)的內存塊中。TCB表的大小由注冊表項MaxHashTableSize控制。在活動連接很多的系統中,設定一個較大的表可以降低系統定位TCB表的時間。在TCB表上分區可以降低對表的訪問的爭奪。增加分區的數量,TCP的性能會得到優化,特別是在多處理器的系統上。注冊表項NumTcbTablePartitions控制分區的數量,默認是處理器個數的平方。TCB通常預置在內存中,以防止TCP反復連接和斷開時,TCB反復重新定位浪費時間,這種緩沖的方式促進了內存管理,但同時也限制了同一時刻允許的TCP連接數量。注冊表項MaxFreeTcbs決定了處于空閑等待狀態的TCB重新可用之前的連接數量,在NT架構中常設置成高于默認值,以確保有足夠的預置的TCB。從Windows 2000開始添加了一個新特性,降低超出預置TCB運行的可能性。如果處于等待狀態的連接多于MaxFreeTWTcbs中的設置,所有等待時間超過60秒的連接將被強制關閉,以后再次啟用。此特性合并到Windows 2000 Server和Windows Server 2003后,MaxFreeTcbs將不再用于優化性能。具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為MaxHashTableSize的REG_DWORD值,該值的范圍是從1到65536,并且必須為2的N次方,缺省值為512,建議設為8192。然后在Parameters子鍵下創建或修改名為NumTcbTablePartitions的REG_DWORD值,該值的范圍是從1到65536,并且必須為2的N次方,缺省值為處理器個數的平方,建議設為處理器核心數的4倍。

4. TcpTimedWaitDelay

  TcpTimedWaitDelay的值表示系統釋放已關閉的TCP連接并復用其資源之前,必須等待的時間。這段時間間隔就是以前的Blog中提到的TIME_WAIT狀態(2MSL,數據包最長生命周期的兩倍狀態)。如果系統顯示大量連接處于TIME_WAIT狀態,則會導致并發量與吞吐量的嚴重下降,通過減小該項的值,系統可以更快地釋放已關閉的連接,從而為新連接提供更多的資源,特別是對于高并發短連接的Server具有積極的意義。

  該項的缺省值是240,即等待4分鐘后釋放資源;系統支持的最小值為30,即等待時間為30秒。具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為TcpTimedWaitDelay的REG_DWORD值,該值的范圍是從0到300,建議將該值設置為30。

5. MaxUserPort

  MaxUserPort的值表示當應用程序向系統請求可用的端口時,TCP/IP可分配的最大端口號。如果系統顯示建立連接時出現異常,那么有可能是由于匿名(臨時)端口數不夠導致的,特別是當系統打開大量端口來與Web service、數據庫或其他遠程資源建立連接時。

  該項的缺省值是十進制的5000,這也是系統允許的最小值。Windows默認為匿名(臨時)端口保留的端口號范圍是從1024到5000。為了獲得更高的并發量,建議將該值至少設為32768以上,甚至設為理論最大值65534,特別是對于模擬高并發測試環境的Client具有積極的意義。具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為MaxUserPort的REG_DWORD值,該值的范圍是從5000到65534,缺省值為5000,建議將該值設置為65534。

6. 動態儲備

  動態儲備的值使系統能自動調整其配置,以接受大量突發的連接請求。如果同時接收到大量連接請求,超出了系統的處理能力,那么動態儲備就會自動增大系統支持的暫掛連接的數量(即Client已請求而Server尚未處理的等待連接數,TCP連接的總數包括已連接數與等待連接數),從而可減少連接失敗的數量。系統的處理能力和支持的暫掛連接的數量不足時,Client的連接請求將直接被拒絕。

  缺省情況下,Windows 不啟用動態儲備,可以通過以下操作進行開啟和設置:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\AFD\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改下列名稱的REG_DWORD值。

EnableDynamicBacklog,值為1,表示開啟動態儲備。
MinimumDynamicBacklog,值為128,表示支持的最小暫掛連接的數量為128。
MaximumDynamicBacklog,值為2048,表示支持的最大暫掛連接的數量為2048。對于高并發短連接的Server,建議最大值設為1024及以上。
DynamicBacklogGrowthDelta,值為128,表示支持的暫掛連接的數量的增量為128,即數量不足時自增長128,直到達到設定的最大值,如2048。
7. KeepAliveTime

  KeepAliveTime的值控制系統嘗試驗證空閑連接是否仍然完好的頻率。如果該連接在一段時間內沒有活動,那么系統會發送保持連接的信號,如果網絡正常并且接收方是活動的,它就會響應。如果需要對丟失接收方的情況敏感,也就是說需要更快地發現是否丟失了接收方,請考慮減小該值。而如果長期不活動的空閑連接的出現次數較多,但丟失接收方的情況出現較少,那么可能需要增大該值以減少開銷。

  缺省情況下,如果空閑連接在7200000毫秒(2小時)內沒有活動,系統就會發送保持連接的消息。 通常建議把該值設為1800000毫秒,從而丟失的連接會在30分鐘內被檢測到。具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為KeepAliveTime的REG_DWORD值,為該值設置適當的毫秒數。

8. KeepAliveInterval

  KeepAliveInterval的值表示未收到另一方對“保持連接”信號的響應時,系統重復發送“保持連接”信號的頻率。在無任何響應的情況下,連續發送“保持連接”信號的次數超過TcpMaxDataRetransmissions(下文將介紹)的值時,將放棄該連接。如果網絡環境較差,允許較長的響應時間,則考慮增大該值以減少開銷;如果需要盡快驗證是否已丟失接收方,則考慮減小該值或TcpMaxDataRetransmissions值。

  缺省情況下,在未收到響應而重新發送“保持連接”的信號之前,系統會等待1000毫秒(1秒),可以根據具體需求修改,具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為KeepAliveInterval的REG_DWORD值,為該值設置適當的毫秒數。

9. TcpMaxDataRetransmissions

  TcpMaxDataRetransmissions的值表示TCP數據重發,系統在現有連接上對無應答的數據段進行重發的次數。如果網絡環境很差,可能需要提高該值以保持有效的通信,確保接收方收到數據;如果網絡環境很好,或者通常是由于丟失接收方而導致數據的丟失,那么可以減小該值以減少驗證接收方是否丟失所花費的時間和開銷。

  缺省情況下,系統會重新發送未返回應答的數據段5次,可以根據具體需求修改,具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為TcpMaxDataRetransmissions的REG_DWORD值,該值的范圍是從0到4294967295,缺省值為5,根據實際情況進行設置。

10. TcpMaxConnectRetransmisstions

  TcpMaxConnectRetransmisstions的值表示TCP連接重發,TCP退出前重發非確認連接請求(SYN)的次數。對于每次嘗試,重發超時是成功重發的兩倍。在Windows Server 2003中默認超時次數是2,默認超時時間為3秒(在注冊表項TCPInitialRTT中)。速度較慢的WAN連接中超時時間可相應增加,不同環境中可能會有不同的最優化設置,需要在實際環境中測試確定。超時時間不要設置太大否則將不會發生網絡連接超時時間。具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters注冊表子鍵,在Parameters子鍵下創建或修改名為TcpMaxConnectRetransmisstions的REG_DWORD值,該值的范圍是從0到255,缺省值為2,根據實際情況進行設置。然后在Parameters子鍵下創建或修改名為TCPInitialRTT的REG_DWORD值,同樣根據實際情況進行設置。

11. TcpAckFrequency

  TcpAckFrequency的值表示系統發送應答消息的頻率。如果值為2,那么系統將在接收到2個分段之后發送應答,或是在接收到1個分段但在200毫秒內沒有接收到任何其他分段的情況下發送應答;如果值為3,那么系統將在接收到3個分段之后發送應答,或是在接收到1個或2個分段但在200毫秒內沒有接收到任何其他分段的情況下發送應答,以此類推。如果要通過消除應答延遲來縮短響應時間,那么建議將該值設為1。在此情況下,系統會立即發送對每個分段的應答;如果連接主要用于傳輸大量數據,而200毫秒的延遲并不重要,那么可以減小該值以降低應答的開銷。

  缺省情況下,系統將該值設為2,即每隔一個分段應答一次。該值的有效范圍是0到255,其中0表示使用缺省值2,可以根據具體需求修改,具體操作:

  瀏覽至HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TCPIP\Parameters\Interfaces\xx(xx由網絡適配器決定)注冊表子鍵,在xx子鍵下創建或修改名為TcpAckFrequency的REG_DWORD值,該值的范圍是從1到13,缺省值為2,根據希望每發送幾個分段返回一個應答而設置該值,建議百兆網絡設為5,千兆網絡設為13。


以上是否解決了您的問題
  


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