如何优化 Linux 下 Node.js 的网络设置

Linux 下 Node.js 网络设置优化指南

一 系统层优化

• 文件描述符上限：提升进程可打开的套接字数量，避免“Too many open files”。临时执行：ulimit -n 65535；永久生效在 /etc/security/limits.conf 增加：* soft nofile 65535、* hard nofile 65535。服务由 systemd 管理时，还需在 unit 中设置 LimitNOFILE=65535。
• 内核网络参数：编辑 /etc/sysctl.conf 或 /etc/sysctl.d/99-tuning.conf，示例（按负载与内核版本微调）：
  • 连接队列与端口：net.core.somaxconn=4096~65535；net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=20480；net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65535
  • 快速回收与回收时间：net.ipv4.tcp_tw_reuse=1；net.ipv4.tcp_fin_timeout=15
  • 缓冲区与窗口：net.core.rmem_max=16777216；net.core.wmem_max=16777216；net.ipv4.tcp_rmem=“4096 87380 16777216”；net.ipv4.tcp_wmem=“4096 65536 16777216”
  • 其他：net.core.netdev_max_backlog=4096；net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=400000；net.ipv4.tcp_syn_retries=2；net.ipv4.tcp_synack_retries=2；net.ipv4.tcp_no_metrics_save=1；vm.min_free_kbytes=65536
    应用：sysctl -p。注意：部分发行版/内核版本对 net.ipv4.tcp_tw_recycle 已移除或不建议启用，优先使用 tw_reuse。

二 Node.js 运行时与协议栈

• 长连接与超时对齐：HTTP/1.1 下建议 server.keepAliveTimeout 略大于上游或网关的 keepalive_timeout，常用经验为 headersTimeout = keepAliveTimeout + 4000ms，避免“upstream prematurely closed connection while reading response header from upstream”。示例：server.keepAliveTimeout=61000；server.headersTimeout=65000。
• 多核扩展：使用 cluster 启动与 CPU 核数相当的进程，充分利用多核并减少单进程瓶颈。
• 协议与压缩：启用 HTTP/2（多路复用、头部压缩）与 Gzip/Brotli 压缩减少传输体积与时延。
• 上游/客户端连接复用：对 Node.js 作为客户端访问后端（如数据库、微服务）时，使用持久连接与连接池（如 keepAlive: true、合理配置 maxSockets），降低握手与 TIME_WAIT 压力。

三 反向代理与负载均衡

• Nginx 作为反向代理/负载均衡：
  • 复用上游连接：在 upstream 配置中开启 keepalive（如 keepalive 32/64/128 视并发而定），设置 proxy_http_version 1.1 并清除 Connection 头，显著提升长连接复用率。
  • 静态资源：由 Nginx 直接服务与缓存，减轻 Node.js 负载。
  • 超时对齐：Nginx 的 keepalive_timeout 与 Node.js 的 keepAliveTimeout/headersTimeout 对齐（如 Node 设为 60s/65s，Nginx 可设 60s）。
  • WebSocket：配置 Upgrade/Connection 头与合适的 proxy_read_timeout，保障长连接稳定。

四 验证与监控

• 连接状态与端口压力：使用 ss -s、netstat -tan | awk ‘{ print $6} ’ | sort | uniq -c 观察 TIME_WAIT、ESTAB 等关键状态，验证端口与队列是否成为瓶颈。
• 压测与观测：使用 autocannon 等工具进行基准测试（如 autocannon -c 100 -d 20 http://localhost:3000），对比优化前后 QPS、P95/P99 延迟、连接复用率 等指标。
• 运行期观测：利用 perf_hooks、Prometheus + Grafana 等采集请求耗时、事件循环延迟、异常关闭等指标，形成闭环调优。

五 场景化建议与注意事项

• 短连接高并发（API 网关/短任务）：优先提升 ip_local_port_range、开启 tcp_tw_reuse、缩短 tcp_fin_timeout，并配合 Nginx upstream keepalive 与 HTTP/1.1 复用。
• 长连接（WebSocket/实时推送）：适当提高 Node 与 Nginx 的 keepalive 超时，控制单进程文件描述符与内存占用，按连接规模规划进程数与内核参数。
• 大流量静态资源：由 Nginx 承担静态文件与缓存，Node.js 专注动态业务。
• 安全与兼容：谨慎开启/升级到 HTTP/3/QUIC，需确认内核、Node 版本与证书链支持；避免在生产环境随意调整 tcp_tw_recycle 等已弃用或不稳定选项。

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