如何测试Linux下tcp最大连接数限制详解

时间:2021-05-19

前言

关于TCP服务器最大并发连接数有一种误解就是“因为端口号上限为65535,所以TCP服务器理论上的可承载的最大并发连接数也是65535”。

先说结论:对于TCP服务端进程来说,他可以同时连接的客户端数量并不受限于可用端口号。并发连接数受限于linux可打开文件数,这个数是可以配置的,可以非常大,所以实际上受限于系统性能。

现在做服务器开发不加上高并发根本没脸出门,所以为了以后吹水被别人怼“天天提高并发,你自己实现的最高并发是多少”的时候能义正言辞的怼回去,趁着元旦在家没事决定自己写个demo搞一搞。

这个测试主要是想搞明白Linux下哪些参数配置限制了连接数的最大值,上限是多少。

一、先说下demo的思路:

服务端用epoll实现,就是简简单单的接收连接,然后客户端用go的goroutine,每个goroutine就是简单的建立连接,然后什么也不做。

上代码:

server:

/* * g++ -o test_epoll ./test_epoll.c */#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/epoll.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <errno.h>int SetReuseAddr(int fd){ int optval = 1; socklen_t optlen = sizeof(optval); return setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, optlen);}int main(){ int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); int iRet = SetReuseAddr(fd); if (iRet != 0) { printf("setsockopt for SO_REUSEADDR failed, error:%s\n", strerror(iRet)); return iRet; } struct sockaddr_in addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(8080); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (bind(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) { printf("bind failed, error:%s\n", strerror(errno)); return errno; } if (listen(fd, 5) == -1) { printf("listen failed, error:%s\n", strerror(errno)); return errno; } printf("Listening on 8080...\n"); int epfd = epoll_create(102400); struct epoll_event event; event.events = EPOLLIN; event.data.fd = fd; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event); struct epoll_event revents[102400]; int iOnline = 0; while (1) { int num = epoll_wait(epfd, revents, 102400, 60 * 1000); printf("epoll_wait return %d\n", num); if (num > 0) { for (int i = 0; i < num; i++) { if (revents[i].data.fd == fd) { int client; struct sockaddr_in cli_addr; socklen_t cli_addr_len = sizeof(cli_addr); client = accept(fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_addr_len); if (client == -1) { printf("accept failed, error:%s\n", strerror(errno)); if (errno == EMFILE) { printf("per-process limit reached\n"); exit(errno); } if (errno == ENFILE) { printf("system-wide limit reached\n"); exit(errno); } continue; } iOnline++; printf("Receive a new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(cli_addr.sin_addr), cli_addr.sin_port); event.events = EPOLLIN; event.data.fd = client; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event); } } } printf("Online number:%d\n", iOnline); } return 0;}

client:

package mainimport ( "net" "fmt" "time" "strconv" "runtime")func Connect(host string, port int) { _, err := net.Dial("tcp", host+":"+strconv.Itoa(port)) if err != nil { fmt.Printf("Dial to %s:%d failed\n", host, port) return } for { time.Sleep(30 * 1000 * time.Millisecond) }}func main() { count := 0 for { go Connect("192.168.63.128", 8080) count++; fmt.Printf("Gorutue num:%d\n", runtime.NumGoroutine()) time.Sleep(100 * time.Millisecond) }}

二、开始测试

第一次:

先说结果,连接数达到1031时accept失败了,当时还没有对errno做判断,所以只打印输出了accept失败。

然后首先想到的是ulimit -n的限制,查看了一下,默认值1024,然后就是修改这个值,在/etc/security/limits.conf中添加一下内容:

1 * soft nofile 1024002 * hard nofile 102400

然后关闭当前xshell连接,重新连接即生效,现在看ulimit -n就是102400了。

这两行的意思就是将每个进程能打开的文件描述符个数的soft、hard限制调整为102400,

注:ulimit -n 102400也可以生效,但是这个修改是临时的。

然后进行第二次测试。

第二次:

逗比了,其实连接数只有2000+,我之前还在奇怪为啥Windows的默认连接数能有这么高呢,原来有些连接已经断了,但是因为我没有做处理,所以以为还在呢,看来我得再安装一个虚拟机了[二哈]

待继续。。。

安装虚拟机去,

时间:2017-12-31 00:09:00

虚拟机安装好了,接着搞,

这次是真的超过10K了。

连接数还在增加,不知道能不能最终达到10万呢,小小的期待ing

时间:2017-12-31 00:41:00,最终上限卡在28232,golang一直报dial失败,由于忘了打印出具体错误信息了,所以无从知道为什么dial失败,所以只能再跑一次T_T

时间:2017-12-31 01:01:00,添加打印dial失败的错误信息的,又跑了一遍,还是在28232时出现dial失败,错误信息:

golang的标准库文档中么有对错误信息的解释,从错误信息来看,是分配地址失败,于是想是不是端口地址范围限制了。

查看了一下端口地址范围,确认就是这个限制,由于端口地址是16位,所以,就算把这个端口地址范围修改为1024--65535,也最多能开启64521个连接,而我现在只有一台虚拟机作为客户端,所以想要实现10万连接是不可能了,但是通过这次测试,也让我搞明白了,到底哪些参数会限制连接的上限,这就是我想要的。

最后,感谢Linux内核团队的大神们推出了epoll这么牛逼的机制,才使得我们现在想实现高并发是如此的容易,希望自己有一天也能这么牛逼,哈哈。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对的支持。

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