11.13. Einstellungen von Kernel Limits

11.13.1.1. kern.maxfiles

Abhängig von den Anforderungen Ihres Systems kann kern.maxfiles erhöht oder erniedrigt werden. Die Variable legt die maximale Anzahl von Dateideskriptoren auf Ihrem System fest. Wenn die Dateideskriptoren aufgebraucht sind, werden Sie die Meldung “file: table is full” wiederholt im Puffer für Systemmeldungen sehen. Den Inhalt des Puffers können Sie sich mit dmesg anzeigen lassen.

Jede offene Datei, jedes Socket und jede FIFO verbraucht einen Dateideskriptor. Auf “dicken” Produktionsservern können leicht Tausende Dateideskriptoren benötigt werden, abhängig von der Art und Anzahl der gleichzeitig laufenden Dienste.

Die Voreinstellung von kern.maxfile wird von MAXUSERS aus Ihrer Kernelkonfiguration bestimmt. kern.maxfiles wächst proportional mit dem Wert von MAXUSERS. Wenn Sie einen angepassten Kernel kompilieren, empfiehlt es sich diese Option entsprechend der maximalen Benutzerzahl Ihres Systems einzustellen. Obwohl auf einer Produktionsmaschine vielleicht nicht 256 Benutzer gleichzeitig angemeldet sind, können die benötigten Ressourcen ähnlich denen eines großen Webservers sein.

11.13.1.2. kern.ipc.somaxconn

Die Variable kern.ipc.somaxconn beschränkt die Größe der Warteschlange (Listen-Queue) für neue TCP-Verbindungen. Der Vorgabewert von 128 ist normalerweise zu klein, um neue Verbindungen auf einem stark ausgelasteten Webserver zuverlässig zu handhaben. Auf solchen Servern sollte der Wert auf 1024 oder höher gesetzt werden. Ein Dienst (z.B. sendmail(8), oder Apache) kann die Größe der Queue selbst einschränken. Oft gibt es die Möglichkeit, die Größe der Listen-Queue in einer Konfigurationsdatei einzustellen. Eine große Listen-Queue übersteht vielleicht auch einen Denial of Service Angriff (DoS).

11.13.2.1. net.inet.ip.portrange.*

Die sysctl-Variable net.inet.ip.portrange.* legt die Portnummern für TCP- und UDP-Sockets fest. Es gibt drei Bereiche: den niedrigen Bereich, den normalen Bereich und den hohen Bereich. Die meisten Netzprogramme benutzen den normalen Bereich. Dieser Bereich umfasst in der Voreinstellung die Portnummern 500 bis 5000 und wird durch die Variablen net.inet.ip.portrange.first und net.inet.ip.portrange.last festgelegt. Die festgelegten Bereiche für Portnummern werden von ausgehenden Verbindungen benutzt. Unter bestimmten Umständen, beispielsweise auf stark ausgelasteten Proxy-Servern, sind alle Portnummern für ausgehende Verbindungen belegt. Bereiche für Portnummern spielen auf Servern keine Rolle, die hauptsächlich eingehende Verbindungen verarbeiten (wie ein normaler Webserver) oder nur eine begrenzte Anzahl ausgehender Verbindungen öffnen (beispielsweise ein Mail-Relay). Wenn Sie keine freien Portnummern mehr haben, sollten Sie die Variable net.inet.ip.portrange.last langsam erhöhen. Ein Wert von 10000, 20000 oder 30000 ist angemessen. Beachten Sie auch eine vorhandene Firewall, wenn Sie die Bereiche für Portnummern ändern. Einige Firewalls sperren große Bereiche (normalerweise aus den kleinen Portnummern) und erwarten, dass hohe Portnummern für ausgehende Verbindungen verwendet werden. Daher kann es erforderlich sein, den Wert von net.inet.ip.portrange.first zu erhöhen.

11.13.2.2. TCP Bandwidth Delay Product Begrenzung

Die TCP Bandwidth Delay Product Begrenzung gleicht TCP/Vegas von NetBSD. Die Begrenzung wird aktiviert, indem Sie die sysctl-Variable net.inet.tcp.inflight.enable auf den Wert 1 setzen. Das System wird dann versuchen, für jede Verbindung, das Produkt aus der Übertragungsrate und der Verzögerungszeit zu bestimmen. Dieses Produkt begrenzt die Datenmenge, die für einen optimales Durchsatz zwischengespeichert werden muss.

Diese Begrenzung ist nützlich, wenn Sie Daten über Verbindungen mit einem hohen Produkt aus Übertragungsrate und Verzögerungszeit wie Modems, Gigabit-Ethernet oder schnellen WANs, zur Verfügung stellen. Insbesondere wirkt sich die Begrenzung aus, wenn die Verbindung die TCP-Option Window-scaling verwendet oder große Sende-Fenster (send window) benutzt. Schalten Sie die Debug-Meldungen aus, wenn Sie die Begrenzung aktiviert haben. Dazu setzen Sie die Variable net.inet.tcp.inflight.debug auf 0. Auf Produktions-Systemen sollten Sie zudem die Variable net.inet.tcp.inflight.min mindestens auf den Wert 6144 setzen. Allerdings kann ein zu hoher Wert, abhängig von der Verbindung, die Begrenzungsfunktion unwirksam machen. Die Begrenzung reduziert die Datenmenge in den Queues von Routern und Switches, sowie die Datenmenge in der Queue der lokalen Netzwerkkarte. Die Verzögerungszeit (Round Trip Time) für interaktive Anwendungen sinkt, da weniger Pakete zwischengespeichert werden. Dies gilt besonders für Verbindungen über langsame Modems. Die Begrenzung wirkt sich allerdings nur auf das Versenden von Daten aus (Uploads, Server). Auf den Empfang von Daten (Downloads) hat die Begrenzung keine Auswirkungen.

Die Variable net.inet.tcp.inflight.stab sollte nicht angepasst werden. Der Vorgabewert der Variablen beträgt 20, das heißt es werden maximal zwei Pakete zu dem Produkt aus Übertragungsrate und Verzögerungszeit addiert. Dies stabilisiert den Algorithmus und verbessert die Reaktionszeit auf Veränderungen. Bei langsamen Verbindungen können sich aber die Laufzeiten der Pakete erhöhen (ohne diesen Algorithmus wären sie allerdings noch höher). In solchen Fällen können Sie versuchen, den Wert der Variablen auf 15, 10 oder 5 zu erniedrigen. Gleichzeitig müssen Sie vielleicht auch net.inet.tcp.inflight.min auf einen kleineren Wert (beispielsweise 3500) setzen. Ändern Sie diese Variablen nur ab, wenn Sie keine anderen Möglichkeiten mehr haben.