FreeBSDカーネルチューニング

man tuning (7)に詳しい情報があるので、以下は実例として提示しておきます

• プロセス数の制限を緩和する。mbuf等を増やす

kern.maxusers=384
kern.ipc.nmbclusters=32768

を /boot/loader.conf に追加します


• ファイルディスクリプタの制限を緩和する

kern.maxfiles=16384
kern.maxfilesperproc=14745

を /etc/sysctl.conf に追加します


• listen キューを増やす

kern.ipc.somaxconn=4096
kern.ipc.maxsockbuf=1048576

を /etc/sysctl.conf に追加します


• 使用可能なポートの範囲を増やす

net.inet.ip.portrange.first=1024
net.inet.ip.portrange.last=49151

を /etc/sysctl.conf に追加します
(20020409 : The default ephemeral port range has changed from [1024-5000] to [49152-65535].らしい)


• ネットワークのバッファサイズを増やす
GbEじゃないなら既定値で十分
大量のセッションを張るサーバでは増やしすぎるとデメリットの方が多い


net.inet.tcp.sendspace
net.inet.tcp.recvspace
net.inet.udp.recvspace

scale factor of 16 [65535*2^4 ≒ 1048576]
scale factor of  8 [65535*2^3 ≒  524288]
scale factor of  4 [65535*2^2 ≒  262144]
scale factor of  2 [65535*2^1 ≒  131072]
scale factor of  0 [65535]

net.inet.tcp.rfc1323=1
net.inet.tcp.sendspace=257020
net.inet.tcp.recvspace=514040
net.inet.udp.recvspace=65535

を /etc/sysctl.conf に追加


• メモリの割り当てについてのチューニング
重要な点は、十分な物理メモリを塔載する事です
大規模サーバの場合 swap 張ったら負けです

十分な物理メモリがあり、swap 領域を全く確保しないで運用する場合は、

vm.defer_swapspace_pageouts=1
vm.disable_swapspace_pageouts=1

を /etc/sysctl.conf に追加しておきます

プロセスで大量にメモリを確保したい場合は


kern.maxdsiz=バイト数
kern.dfldsiz=バイト数
kern.maxssiz=バイト数

を /boot/loader.conf に追加します


• カーネルをスリム化する
不要なデバイスドライバはlinkしない
使用するハードウェアの最低限のデバイスドライバのみを組み込む
/etc/make.conf に NO_MODULES=true
/modules の下を忘れずに掃除する

最近はこの意図があるときぐらいしか kernel 自身を reconfig することがな いです


• カーネルコンパイルオプション
最適化オプションを追加する
/etc/make.conf で


#COPTFLAGS="-O2 -march=i686 -pipe -fomit-frame-pointer"
COPTFLAGS="-O2 -m486 -pipe"

(userlandは最適化しない[CFLAGS])


• アプリケーションのコンパイル時の既定値としての FD_SETSIZE を増す
/usr/include/sys/types.h で
(デフォルトは1024)


#define FD_SETSIZE 8192

これを先にかえてから、もろもろのプログラムをコンパイルします
(kern.maxfilesperproc を 越えない範囲で、必要な数だけ指定)
(個々のアプリケーションでコンパイル時に与えるのもOK)


• アプリケーションのコンパイル時の既定値としての SOMAXCONN を増す
/usr/include/sys/socket.h で
(デフォルトは128)


#define SOMAXCONN       4096

これを先にかえてから、もろもろのプログラムをコンパイルします
(kern.ipc.maxsockbuf を 越えない範囲で、必要な数だけ指定)
(個々のアプリケーションでコンパイル時に与えるのもOK)


• SYSTEM V 共有メモリを増やす！
以下の１文をカーネルコンフィギュレーションファイルに書いて、カーネルを再構築。


options        SHMMAXPGS=4096

数字はページ数。
1ページが4KBなので4096ページ分、つまり最大16MBのSYSV共有メモリ領域を確保できるようになります。


• OutgoingPortのポートレンジを変更する
FreeBSDから外へアクセスするときの、パケットが出ていくポート番号の幅を変更します。
defaultの値は、


# sysctl -a | grep ip.port
net.inet.ip.portrange.lowfirst: 1023
net.inet.ip.portrange.lowlast: 600
net.inet.ip.portrange.first: 1024
net.inet.ip.portrange.last: 5000
net.inet.ip.portrange.hifirst: 49152
net.inet.ip.portrange.hilast: 65535

とやって確認できます。この場合、まずは 1024 - 5000 番のポートを使って外に出ていきますが、この値を変更します。


# sysctl -w net.inet.ip.portrange.last=49151
net.inet.ip.portrange.last: 5000 -> 49151
# sysctl -w net.inet.ip.portrange.first=20000
net.inet.ip.portrange.first: 1024 -> 20000

これで、20000 - 49151番ポートを使って出ていくようになります。
起動時に自動的に設定されるように、/usr/local/etc/rc.d/ へシェルスクリプトを書いて放り込んでおくか、/etc/sysctl.conf に書いておけば良いでしょう。
大量にコネクションを張る大忙しのサーバマシンや、ICQやIRCやHotLine等の為に切ったStaticNATのせいで、起動後しばらく使ってるとtelnetやftpやwwwができなくなって困っちゃってる人に有効です。


• ソケットのバッファサイズをチューニングする
これも上と同じくsysctlコマンドを使ってカーネルパラメータを変更することで行います。
いじる項目は kern.maxsockbuf(〜2.x系) もしくは kern.ipc.maxsockbuf (3.x系〜)です。
ただ闇雲にでかくすりゃいいのかどうかは環境依存なんで、値を変化させつつベンチマークを取る必要があるでしょう。
変更方法は


# /sbin/sysctl -w kern.ipc.maxsockbuf=1048576

のようにします。ちなみにdefault値は 262144 。
その他にも


/sbin/sysctl -w net.inet.tcp.rfc1323=1
/sbin/sysctl -w net.inet.tcp.sendspace=65536
/sbin/sysctl -w net.inet.tcp.recvspace=65536
/sbin/sysctl -w net.inet.udp.recvspace=166400
/sbin/sysctl -w net.inet.udp.maxdgram=36864

とすると良いという話もありますが、未検証です。


• 利用可能なソケット数をチューニングする
ベンチマークなどで大量のコネクションを張った時、あるいは超忙しいWebサーバやProxyサーバに任命したマシンで、突然外部と通信が出来なくなったことはありませんか？
それ、多分ソケットを使い果たしてます


% sysctl vm.zone
ITEM            SIZE     LIMIT    USED    FREE  REQUESTS

PIPE:            160,        0,      2,    100,   148580
SWAPMETA:        160,    63791,     31,     44,      574
ripcb:           192,     4136,      0,     42,       81
tcpcb:           544,     4136,      9,    236,    53183
udpcb:           192,     4136,      7,     35,    72754
socket:          192,     4136,     22,    251,   149713

の下線部分が利用可能なSocket数です。
通常、通信が終わったらSocketを解放してくれるんですが、解放する暇もなく使い続けた場合には、この上限値を越えた段階でSocketを使った通信が一切できなくなります。
このような現象が起きるということは、システムが準備してるソケット数だと足りてないということです。よって、明示的にがっぽり予約してしまいましょう。ソケット数を変更するには、カーネルコンフィグレーションファイルに


options MAXFILES=65535

と書いてカーネルを再構築するか（こっちがお勧め）、それが無理ならカーネル変数 kern.ipc.maxsockets をいじります。
後者の場合、こいつは sysctl を使っては設定できないので、/boot/loader.conf に書きます。例えば 65535 個のSocketを確保させておきたい場合は


% more /boot/loader.conf
# -- sysinstall generated deltas -- #
userconfig_script_load="YES"
kern.ipc.maxsockets=65535

のようにします。前者の場合は、sysctl で現在の MAXFILES 値を取得し、それ以上の値を設定してカーネルを再構築します。例えば


tomcat# sysctl -a | grep -i maxfiles
kern.maxfiles: 4136

の場合は現在値が4136なのでそれ以上の値、例えば65535等を設定してカーネルを作り直します。
さて、結果はどうかな？


% sysctl vm.zone
vm.zone:
ITEM            SIZE     LIMIT    USED    FREE  REQUESTS

PIPE:            160,        0,      9,     93,    41590
SWAPMETA:        160,   128142,      7,     43,       11
ripcb:           192,    65535,      0,     42,        8
tcpcb:           544,    65535,     19,    135,    17113
udpcb:           192,    65535,     21,     42,    21429
socket:          192,    65535,     66,    165,    45110



• /etc/sysctl.conf

kern.ps_showallprocs=0
net.inet.tcp.inflight_enable=1

以下は基本的には必要なし。


#vfs.vmiodirenable=1
kern.maxfiles=65536
#net.inet.tcp.delayed_ack=0 #Q&A 1582,1926
net.inet.ip.portrange.last=30000
kern.ipc.somaxconn=8192
kern.ipc.maxsockbuf=1048576
net.inet.tcp.rfc1323=1
net.inet.tcp.sendspace=65536
net.inet.tcp.recvspace=65536
net.inet.udp.recvspace=166400
net.inet.udp.maxdgram=36864
net.local.stream.sendspace=65536
net.local.stream.recvspace=65536



• /boot/loader.conf

hw.ata.tags=1
autoboot_delay="1"
#kern.ipc.nmbclusters=4096