單機最大tcp連接數

單機最大tcp連接數

網絡編程
在tcp應用中，server事先在某個固定端口監聽，client主動發起連接，經過三路握手後建立tcp連接。那麼對單機，其最大併發tcp連接數是多少？

如何標識一個TCP連接
在確定最大連接數之前，先來看看系統如何標識一個tcp連接。系統用一個4四元組來唯一標識一個TCP連接：{local ip, local port,remote ip,remote port}。

client最大tcp連接數
client每次發起tcp連接請求時，除非綁定端口，通常會讓系統選取一個空閒的本地端口（local port），該端口是獨佔的，不能和其他tcp連接共享。tcp端口的數據類型是unsigned short，因此本地端口個數最大隻有65536，端口0有特殊含義，不能使用，這樣可用端口最多隻有65535，所以在全部作爲client端的情況下，最大tcp連接數爲65535，這些連接可以連到不同的server ip。

server最大tcp連接數
server通常固定在某個本地端口上監聽，等待client的連接請求。不考慮地址重用（unix的SO_REUSEADDR選項）的情況下，即使server端有多個ip，本地監聽端口也是獨佔的，因此server端tcp連接4元組中只有remote ip（也就是client ip）和remote port（客戶端port）是可變的，因此最大tcp連接爲客戶端ip數×客戶端port數，對IPV4，不考慮ip地址分類等因素，最大tcp連接數約爲2的32次方（ip數）×2的16次方（port數），也就是server端單機最大tcp連接數約爲2的48次方。

實際的tcp連接數
上面給出的是理論上的單機最大連接數，在實際環境中，受到機器資源、操作系統等的限制，特別是sever端，其最大併發tcp連接數遠不能達到理論上限。在unix/linux下限制連接數的主要因素是內存和允許的文件描述符個數（每個tcp連接都要佔用一定內存，每個socket就是一個文件描述符），另外1024以下的端口通常爲保留端口。在默認2.6內核配置下，經過試驗，每個socket佔用內存在15~20k之間。

影響一個socket佔用內存的參數包括：
rmem_max
wmem_max
tcp_rmem
tcp_wmem
tcp_mem
grep skbuff /proc/slabinfo

對server端，通過增加內存、修改最大文件描述符個數等參數，單機最大併發TCP連接數超過10萬 是沒問題的，國外 Urban Airship 公司在產品環境中已做到 50 萬併發 。在實際應用中，對大規模網絡應用，還需要考慮C10K 問題。


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