分类: Web

  • 在WordPress网站中启用Passkey认证

    要在WordPress网站中启用Passkey认证,你可以按照以下步骤操作:

    1. 安装插件:首先,你需要安装一个支持WebAuthn和Passkey认证的WordPress插件。WP-WebAuthn是一个可以在WordPress站点上启用WebAuthn的插件
    2. 配置插件:安装插件后,你需要进入WordPress管理后台的“设置”部分,找到WP-WebAuthn插件的设置页面,并按照插件的文档说明进行配置。
    3. 启用HTTPS:由于WebAuthn和Passkey认证需要安全的连接,确保你的WordPress网站使用HTTPS连接。如果尚未启用,请配置SSL证书以启用HTTPS。
    4. 用户注册身份验证器:用户需要在他们的个人资料页面注册身份验证器。这可能涉及到使用生物识别技术,如指纹或面部识别,或者是通过USB设备、NFC等方式。
    5. 测试认证流程:配置完成后,尝试注册和使用Passkey进行登录,以确保一切工作正常。
    6. 用户教育:由于Passkey是一种较新的技术,你可能需要向你的用户解释如何使用它,以及它如何增强账户的安全性。
    7. 技术支持:如果你遇到任何问题,可以查看插件的文档,或者在插件的GitHub页面上寻求帮助。
    8. 保持更新:定期检查插件更新,以确保你的Passkey认证功能保持最新和安全。

    请注意,启用Passkey认证可能需要一定的技术知识,特别是关于服务器配置和插件安装的部分。如果你不熟悉这些操作,可能需要寻求专业的技术支持。

    https://cn.wordpress.org/plugins/wp-webauthn
    WP-WebAuthn 是一个为你的 WordPress 站点启用 WebAuthn 的插件。只需下载并安装,你就进入了 Web 身份验证的未来。
    WP-WebAuthn 也支持无用户名验证。
    这个插件有 4 个内置短代码和 4 个对应的内置 Gutenberg 区块,因此你可以将注册表单等组件添加到前端页面。

    WebAuthn(Web Authentication)是一个开放的无密码标准,由万维网联盟(W3C)和FIDO联盟共同制定,旨在为用户提供一种更安全、更便捷的网络认证方式。WebAuthn 允许用户使用生物识别技术、智能卡或移动设备等作为认证手段,而不是仅仅依赖传统的用户名和密码。

    截至2023年,WebAuthn 规范的主要版本是 Level 1,即 WebAuthn Level 1,它在2019年3月成为W3C的官方推荐标准。WebAuthn Level 1 定义了客户端和服务器之间进行无密码认证的流程,包括注册(注册新的认证器)和认证(使用已有的认证器进行认证)两个主要过程。

    关于 WebAuthn Level 2 的规范,截至2023年,并没有官方的 Level 2 版本发布。通常,技术规范的更新会通过补丁或小版本迭代来进行,而不是直接跳到 Level 2。WebAuthn 的发展和更新可能会通过一系列的改进提案(如 RFCs)来进行,这些提案会逐步集成到核心规范中。

    为了获取最新的WebAuthn规范信息,建议访问W3C官方网站或FIDO联盟的相关资源,查阅最新的文档和公告。


    https://flyhigher.top/develop/2160.html

    走进 WebAuthn 的世界:无密码时代的身份认证

    随着互联网的发展,传统密码认证方式的安全性越来越让人担忧。幸运的是,WebAuthn 技术的出现让我们看到了希望。WebAuthn 是一种新的身份认证方式,它让我们可以抛弃繁琐的密码,通过更加安全和便捷的方式来进行身份验证。在本文中,我们将一起走进 WebAuthn 的世界,了解它的角色、过程和关键概念。

    WebAuthn 认证的四大角色

    在 WebAuthn 的认证流程中,有四个重要的角色:

    1. 依赖方 (Relying Party, RP)
      • 这是提供服务的那一方,比如一个网站。
      • 依赖方负责提供注册和登录的接口。
    2. 用户 (User)
      • 也就是你,准备登录网站的那个人。
      • 用户是整个流程的主体,通过生物识别或其他方式进行身份验证。
    3. 认证器 (Authenticator)
      • 认证器可以是 USB Key、设备内置的指纹扫描器、虹膜扫描器、面部识别装置等。
      • 认证器在使用过程中替代了传统的密码。
    4. 用户代理 (User Agent)
      • 通常是浏览器或操作系统。
      • 用户代理负责与认证器交互,帮助完成认证流程。

    认证过程:注册和验证

    WebAuthn 的认证过程主要分为两个阶段:

    1. 注册仪式 (Registration Ceremony)
      • 这是用户将认证器添加到他们的账户中的过程。
      • 用户在此过程中注册他们的认证器,使其可以在未来进行身份验证。
    2. 验证仪式 (Authentication Ceremony)
      • 用户通过已注册的认证器进行身份验证。
      • 这是用户登录时的过程,通过之前注册的认证器来验证身份。

    认证过程中的关键内容

    在 WebAuthn 的认证过程中,有一些重要的内容需要理解:

    1. 挑战 (Challenge)
      • 通常是一串随机字符串。
      • 由依赖方生成并发送给用户,以防止重放攻击。
    2. 公钥凭证 (Public Key Credential)
      • 由认证器生成的凭证,技术上代替了密码。
      • 包含公钥和其他必要的信息,用于验证用户身份。
    3. 证明 (Attestation)
      • 注册时认证器产生的验证数据。
      • 用于证明认证器的可靠性和安全性。
    4. 断言 (Assertion)
      • 验证时认证器产生的验证数据。
      • 用于证明用户是注册时的同一个用户。

    区分证明和断言

    在 WebAuthn 中,“证明 (Attestation)”和“断言 (Assertion)”是两个容易混淆的概念,但它们有着不同的用途:

    • 证明 (Attestation):在注册过程中产生,用于证明认证器的安全性和真实性。
    • 断言 (Assertion):在登录过程中产生,用于证明用户的身份。

    总结

    WebAuthn 技术为我们带来了更加安全、便捷的身份认证方式。通过了解依赖方、用户、认证器和用户代理这四大角色,以及注册和验证两个过程中的关键内容,我们可以更好地理解和应用 WebAuthn。随着这种无密码身份认证方式的普及,我们的网络生活将变得更加安全和舒适。

    让我们一起迎接无密码时代的到来,享受更加安全和便捷的网络体验吧!


    非对称加密与 WebAuthn 的安全性

    在数字时代,密码曾经是我们保护在线身份和隐私的主要工具。然而,随着技术的进步和黑客手段的多样化,传统的密码认证方式变得越来越不可靠。WebAuthn 的出现让我们看到了新的希望,它是一种基于非对称加密的身份认证技术,旨在提供更加安全和便捷的认证体验。

    非对称加密的基础

    要理解 WebAuthn 的安全性,我们首先需要了解非对称加密的基本概念。非对称加密使用一对密钥,即公钥和私钥。这对密钥有以下特点:

    • 公钥 (Public Key):可以公开给任何人,用于加密信息。
    • 私钥 (Private Key):必须严格保密,用于解密信息。

    公钥和私钥是互相关联但几乎无法互相推导的。在这种加密体系中,使用私钥加密的信息只能由对应的公钥解密,反之亦然。

    对称加密的局限性

    为了更好地理解非对称加密的优势,我们先来看一个对称加密的例子:

    假设小明和小红互相写信,但见不到对方。小红想确认给自己写信的人真的是小明,于是他们商量出一套方案:

    1. 小明和小红在身份验证的情况下商量一个统一的密码和密钥。
    2. 一段时间后,小红要求小明验证身份时,发送一段文本给小明。
    3. 小明用商量好的密码和密钥加密文本后发回给小红。
    4. 小红使用相同的密码和密钥解密文本,如果得到的文本和之前发出的一致,就能确定对方是小明。

    这种方法的最大问题在于密钥的交换。如果两人在开始时不能见面,那么他们必须通过某种方式以明文交换密码,一旦密码在传输过程中被窃取,这个认证方法就失效了。

    非对称加密解决信任问题

    非对称加密完美地解决了密钥泄露的问题。我们再来看小明和小红的例子,这次他们使用非对称加密:

    1. 在小明的身份已经验证的情况下,小明生成一对公私钥,将公钥发送给小红,私钥自己保管,同时商量好统一的密码。
    2. 一段时间后,小红要求小明验证身份时,发送一段文本给小明。
    3. 小明使用商量好的密码和自己的私钥加密文本,发送给小红。
    4. 小红使用相同的密码和小明的公钥解密文本,如果得到的文本和之前发出的一致,就能确定对方是小明。

    在这个过程中,私钥从未离开过小明的手中,也没有经过传输,几乎没有泄露的风险。小红可以通过解密文本确认对方的身份,而无需担心密钥被窃取。

    WebAuthn 的安全性

    WebAuthn 采用了非对称加密的基本原理来确保用户身份的安全性。具体而言,WebAuthn 的认证过程包括以下步骤:

    1. 注册 (Registration)
      • 用户在依赖方(如网站)注册时,认证器生成一对公私钥,并将公钥发送给依赖方。
      • 私钥保存在认证器中,从不离开设备。
    2. 验证 (Authentication)
      • 用户登录时,依赖方生成一个随机的挑战 (Challenge) 并发送给用户。
      • 认证器使用私钥对挑战进行签名,并将签名发送回依赖方。
      • 依赖方使用事先保存的公钥验证签名,如果验证通过,则表明用户的身份是合法的。

    通过这种方式,WebAuthn 确保了认证过程的安全性,因为私钥永远不会被传输或暴露,即使网络通信被截获,攻击者也无法伪造用户的身份。

    结论

    WebAuthn 的核心在于利用非对称加密技术,通过公钥和私钥的配合,确保认证器生成的凭证是用户的认证器,而非第三方伪造的。这种机制大大提高了身份验证的安全性,解决了传统密码认证方式的诸多问题,让我们的数字生活更加安全和便捷。通过 WebAuthn,我们正迈向一个无密码的安全新时代。


    非对称加密与 WebAuthn 的安全性

    在数字时代,密码曾经是我们保护在线身份和隐私的主要工具。然而,随着技术的进步和黑客手段的多样化,传统的密码认证方式变得越来越不可靠。WebAuthn 的出现让我们看到了新的希望,它是一种基于非对称加密的身份认证技术,旨在提供更加安全和便捷的认证体验。

    非对称加密的基础

    要理解 WebAuthn 的安全性,我们首先需要了解非对称加密的基本概念。非对称加密使用一对密钥,即公钥和私钥。这对密钥有以下特点:

    • 公钥 (Public Key):可以公开给任何人,用于加密信息。
    • 私钥 (Private Key):必须严格保密,用于解密信息。

    公钥和私钥是互相关联但几乎无法互相推导的。在这种加密体系中,使用私钥加密的信息只能由对应的公钥解密,反之亦然。

    对称加密的局限性

    为了更好地理解非对称加密的优势,我们先来看一个对称加密的例子:

    假设小明和小红互相写信,但见不到对方。小红想确认给自己写信的人真的是小明,于是他们商量出一套方案:

    1. 小明和小红在身份验证的情况下商量一个统一的密码和密钥。
    2. 一段时间后,小红要求小明验证身份时,发送一段文本给小明。
    3. 小明用商量好的密码和密钥加密文本后发回给小红。
    4. 小红使用相同的密码和密钥解密文本,如果得到的文本和之前发出的一致,就能确定对方是小明。

    这种方法的最大问题在于密钥的交换。如果两人在开始时不能见面,那么他们必须通过某种方式以明文交换密码,一旦密码在传输过程中被窃取,这个认证方法就失效了。

    非对称加密解决信任问题

    非对称加密完美地解决了密钥泄露的问题。我们再来看小明和小红的例子,这次他们使用非对称加密:

    1. 在小明的身份已经验证的情况下,小明生成一对公私钥,将公钥发送给小红,私钥自己保管,同时商量好统一的密码。
    2. 一段时间后,小红要求小明验证身份时,发送一段文本给小明。
    3. 小明使用商量好的密码和自己的私钥加密文本,发送给小红。
    4. 小红使用相同的密码和小明的公钥解密文本,如果得到的文本和之前发出的一致,就能确定对方是小明。

    在这个过程中,私钥从未离开过小明的手中,也没有经过传输,几乎没有泄露的风险。小红可以通过解密文本确认对方的身份,而无需担心密钥被窃取。

    WebAuthn 的安全性

    WebAuthn 采用了非对称加密的基本原理来确保用户身份的安全性。具体而言,WebAuthn 的认证过程包括以下步骤:

    1. 注册 (Registration)
      • 用户在依赖方(如网站)注册时,认证器生成一对公私钥,并将公钥发送给依赖方。
      • 私钥保存在认证器中,从不离开设备。
    2. 验证 (Authentication)
      • 用户登录时,依赖方生成一个随机的挑战 (Challenge) 并发送给用户。
      • 认证器使用私钥对挑战进行签名,并将签名发送回依赖方。
      • 依赖方使用事先保存的公钥验证签名,如果验证通过,则表明用户的身份是合法的。

    通过这种方式,WebAuthn 确保了认证过程的安全性,因为私钥永远不会被传输或暴露,即使网络通信被截获,攻击者也无法伪造用户的身份。

    结论

    WebAuthn 的核心在于利用非对称加密技术,通过公钥和私钥的配合,确保认证器生成的凭证是用户的认证器,而非第三方伪造的。这种机制大大提高了身份验证的安全性,解决了传统密码认证方式的诸多问题,让我们的数字生活更加安全和便捷。通过 WebAuthn,我们正迈向一个无密码的安全新时代。


    WebAuthn 注册流程

    WebAuthn 的注册流程旨在建立用户、认证器和依赖方(如网站)之间的信任关系。通过这个流程,认证器生成公私钥对,公钥被传递给依赖方以便后续认证使用。以下是详细的注册流程:

    1. 用户发起注册请求
      • 用户在依赖方的注册页面上发起注册请求。依赖方会生成一个注册挑战(challenge),并返回给用户的客户端(通常是浏览器)。
    2. 客户端与认证器交互
      • 客户端将注册挑战发送给用户的认证器(如安全密钥、手机的生物识别系统等)。
    3. 认证器生成密钥对
      • 认证器生成一对公私钥。私钥保存在认证器中,永不离开设备。
      • 同时,认证器生成一个包含公钥和其他元数据(如认证器的标识、使用的加密算法等)的凭证。
    4. 用户验证
      • 认证器要求用户进行验证(如指纹扫描、面部识别或输入 PIN 码),以确保是合法用户在进行注册操作。
    5. 返回注册响应
      • 认证器将公钥和其他相关数据(如认证器 ID、签名等)封装在注册响应中,并返回给客户端。
    6. 客户端发送注册响应给依赖方
      • 客户端将注册响应发送回依赖方服务器。
    7. 依赖方验证并存储公钥
      • 依赖方验证注册响应(例如,检查认证器签名是否有效)。
      • 验证通过后,依赖方会将公钥和其他相关信息与用户账户关联存储起来,以便后续的验证使用。

    WebAuthn 注册流程示意图

    用户                 依赖方              客户端                   认证器
      |-- 注册请求 -->|                    |                           |
      |               |-- 注册挑战 ------->|                           |
      |               |                    |-- 注册挑战发送给认证器 -->|
      |               |                    |                           |-- 生成密钥对
      |               |                    |                           |-- 用户验证
      |               |                    |<-- 返回注册响应 ---------|
      |               |<-- 注册响应 -------|                           |
      |               |-- 验证并存储公钥 -->|                           |

    具体细节

    • 注册挑战(challenge):这是一个随机生成的字符串,用于防止重放攻击。每次注册请求都会生成一个新的挑战。
    • 元数据(metadata):包括认证器的标识、支持的加密算法等。这些信息帮助依赖方了解如何验证响应。
    • 签名(signature):认证器用私钥对注册响应中的数据进行签名,依赖方用公钥验证签名的有效性。

    结论

    WebAuthn 的注册流程通过非对称加密技术,确保了在注册过程中公私钥的安全生成和存储,防止密钥泄露或被篡改。同时,通过挑战-应答模型和用户验证步骤,WebAuthn 提供了强大的安全保障,为后续的身份验证打下了坚实的基础。接下来,我们可以详细探讨 WebAuthn 的验证流程。


    WebAuthn 验证流程

    WebAuthn 验证流程旨在确保用户的身份真实性,通过基于挑战-应答的模型,使用之前注册时存储的公钥验证用户。以下是详细的验证流程:

    1. 用户发起验证请求
      • 用户在依赖方(如网站)上发起登录请求。依赖方生成一个验证挑战(challenge),并返回给用户的客户端(通常是浏览器)。
    2. 依赖方发送挑战
      • 依赖方将挑战发送给用户的客户端。
    3. 客户端与认证器交互
      • 客户端将验证挑战、依赖方信息(如 Relying Party ID)和客户端信息(如 origin)发送给用户的认证器。
    4. 认证器请求用户动作
      • 认证器提示用户进行验证(如指纹扫描、面部识别或输入 PIN 码)。
      • 用户验证通过后,认证器找到对应的私钥,并使用私钥对挑战进行签名,生成一个签名断言(assertion)。
    5. 认证器返回签名断言
      • 认证器将签名断言连同认证器的元数据(如认证器 ID、计数器值等)返回给客户端。
    6. 客户端发送签名断言给依赖方
      • 客户端将签名断言发送回依赖方服务器。
    7. 依赖方验证签名断言
      • 依赖方使用之前存储的公钥,验证签名断言的有效性。
      • 依赖方检查计数器值是否合理,以防止重放攻击。
      • 如果签名有效且计数器值合理,依赖方确认用户身份验证通过。

    WebAuthn 验证流程示意图

    用户                 依赖方              客户端                   认证器
      |-- 验证请求 -->|                    |                           |
      |               |-- 验证挑战 ------->|                           |
      |               |                    |-- 验证挑战发送给认证器 -->|
      |               |                    |                           |-- 用户验证
      |               |                    |                           |-- 签名挑战
      |               |                    |<-- 返回签名断言 ---------|
      |               |<-- 签名断言 -------|                           |
      |               |-- 验证签名断言 -->|                           |
      |<-- 验证成功 --|                    |                           |

    具体细节

    • 验证挑战(challenge):这是一个随机生成的字符串,用于防止重放攻击。每次验证请求都会生成一个新的挑战。
    • 依赖方信息(Relying Party ID):这是依赖方的标识,用于确保签名是由正确的私钥生成的。
    • 客户端信息(origin):包括客户端的原点信息(URI),用于确保请求的合法性。
    • 签名断言(assertion):认证器用私钥对挑战进行签名生成的断言,包含签名数据和其他元数据。
    • 计数器值:认证器维护的计数器,用于防止重放攻击。每次成功验证后计数器都会递增。

    结论

    WebAuthn 的验证流程通过挑战-应答模型确保了用户身份的真实性。通过非对称加密技术,认证器生成的私钥永不离开设备,极大地提升了安全性。同时,通过用户验证步骤和计数器机制,WebAuthn 提供了强大的防重放攻击能力。这个流程与注册流程相辅相成,确保了从注册到验证的整体安全性和可靠性。


    https://github.com/topics/webauthn


  • 优化高负载TCP服务器的一些常见策略和诊断方法

    1. 优化内核参数

    优化内核参数是提高高负载TCP服务器性能的一个重要方面。以下是一些常见的内核参数,可以通过调整这些参数来增强TCP服务器的处理能力:

    • net.core.somaxconn:定义了系统中每个监听套接字可排队的最大连接数。这影响的是全连接(accept队列)。
    • net.ipv4.tcp_max_syn_backlog:定义了在SYN_RECV状态下最多可以有多少个连接请求。这影响的是半连接(SYN队列)。
    • net.ipv4.tcp_fin_timeout:设置TCP连接在FIN_WAIT_2状态下的超时时间,可以帮助更快地释放资源。
    • net.ipv4.tcp_tw_reusenet.ipv4.tcp_tw_recycle:这两个参数可以帮助快速回收处于TIME_WAIT状态的连接(注意:在某些情况下,启用这些参数可能会有安全和可靠性问题,需慎重考虑)。

    2. 半连接和全连接队列满的影响

    • 半连接队列(SYN队列):当一个客户端发起TCP连接时,服务器会在接收到SYN包时将其放入半连接队列。如果这个队列满了,服务器会直接丢弃新的SYN请求,导致客户端无法建立连接。
    • 全连接队列(accept队列):当TCP连接完成三次握手后,连接会被移至全连接队列。如果这个队列满了,服务器将无法接受新的连接,导致客户端连接超时。

    3. 从系统日志中分析

    系统日志可以提供有价值的信息来判断是哪种队列满了。日志中可能会有关于丢包、连接超时或其他网络异常的提示信息,这些信息可以帮助定位问题的根源。

    4. 抓包分析

    如果上述方法无法解决问题,抓包是下一步的诊断措施。通过抓包,可以分析网络流量,查看是否存在以下情况:

    • SYN包无响应:可能是服务器没有及时处理SYN请求,或者是网络问题导致的丢包。
    • ACK包无响应:可能是三次握手中的ACK没有被正确处理,导致连接无法建立。
    • RST包:查看是否有大量的重置包,可能是服务器主动拒绝连接。

    抓包可以使用工具如 tcpdumpWireshark,并结合服务器日志进行综合分析。

    结论

    以上建议涵盖了优化TCP服务器和诊断连接问题的核心方法。通过调整内核参数,可以提升服务器在高负载下的处理能力;通过分析系统日志,可以初步判断问题;通过抓包,可以深入了解网络通信的具体问题。这一系列步骤相辅相成,可以有效地提升服务器的性能和稳定性。


    优化内核参数时,具体数值需要根据服务器的硬件配置、网络环境以及应用的负载情况来调整。以下是一些常见的内核参数及其参考值,可以作为初始配置进行尝试:

    1. net.core.somaxconn

    这个参数定义了系统中每个监听套接字可排队的最大连接数(全连接队列)。默认值通常是128,可以增加到更高的值来应对高并发连接。

    sysctl -w net.core.somaxconn=1024

    2. net.ipv4.tcp_max_syn_backlog

    这个参数定义了在SYN_RECV状态下最多可以有多少个连接请求(半连接队列)。默认值通常是256,可以增加到更高的值以支持更多的未完成连接。

    sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=2048

    3. net.ipv4.tcp_fin_timeout

    这个参数设置TCP连接在FIN_WAIT_2状态下的超时时间。默认值通常是60秒,可以减小该值以更快地回收资源。

    sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30

    4. net.ipv4.tcp_tw_reuse

    这个参数允许TIME_WAIT套接字被重新用于新的TCP连接。启用此参数可以更快地回收TIME_WAIT状态的套接字。

    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

    5. net.ipv4.tcp_tw_recycle

    这个参数允许快速回收TIME_WAIT状态的套接字。注意:由于此参数可能会导致NAT环境下的连接问题,不推荐在公网服务器上使用。

    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0

    6. net.ipv4.ip_local_port_range

    这个参数定义了可用于TCP/UDP连接的本地端口范围。默认范围通常是32768到60999,可以扩展这个范围以支持更多的并发连接。

    sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="1024 65535"

    7. net.ipv4.tcp_syncookies

    这个参数可以防止SYN flood攻击。启用此参数可以在SYN队列满时启用syncookies机制。

    sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1

    8. net.core.netdev_max_backlog

    这个参数定义了每个网络接口接收队列的最大长度。默认值通常是1000,可以增加到更高的值以处理更多的网络流量。

    sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=5000

    应用配置

    将以上配置写入 /etc/sysctl.conf 文件中,以便在系统重启时自动应用:

    net.core.somaxconn=1024
    net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=2048
    net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
    net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
    net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65535
    net.ipv4.tcp_syncookies=1
    net.core.netdev_max_backlog=5000

    然后,通过以下命令立即生效:

    sysctl -p

    结论

    以上提供的数值只是初始参考,实际生产环境中需要根据具体负载情况进行监控和调整。不断进行性能测试和监控,以找到最适合的配置。


    这些内核参数能显著影响TCP高负载服务的性能,因为它们直接控制了操作系统处理网络连接的方式。让我们详细探讨每个参数如何影响TCP服务器的性能:

    1. net.core.somaxconn

    • 作用:定义了系统中每个监听套接字可排队的最大连接数(全连接队列)。
    • 影响:当服务器处理完三次握手后,连接会被放入全连接队列。如果这个队列太小,高并发时新的连接请求可能会被拒绝,导致客户端无法连接。

    2. net.ipv4.tcp_max_syn_backlog

    • 作用:定义了SYN_RECV状态下最多可以有多少个连接请求(半连接队列)。
    • 影响:当大量客户端同时发起连接请求时,如果半连接队列太小,新的SYN请求会被丢弃,导致客户端无法建立连接。适当增大这个值可以处理更多的并发SYN请求。

    3. net.ipv4.tcp_fin_timeout

    • 作用:设置TCP连接在FIN_WAIT_2状态下的超时时间。
    • 影响:这个参数控制连接关闭后资源的释放时间。较短的超时时间可以更快地回收资源,减少资源占用,适用于高并发短连接的场景。

    4. net.ipv4.tcp_tw_reuse

    • 作用:允许TIME_WAIT状态的套接字被重新用于新的连接。
    • 影响:启用此参数可以更快地回收TIME_WAIT状态的套接字,减少TIME_WAIT状态的连接数量,适用于服务器需要频繁建立和关闭连接的情况。

    5. net.ipv4.tcp_tw_recycle

    • 作用:允许快速回收TIME_WAIT状态的套接字。
    • 影响:可以加速TIME_WAIT连接的回收,但在NAT环境下可能导致连接问题,因此不推荐在公网服务器上使用。

    6. net.ipv4.ip_local_port_range

    • 作用:定义可用于TCP/UDP连接的本地端口范围。
    • 影响:增大本地端口范围可以支持更多的并发连接,防止端口耗尽的问题,适用于高并发的网络服务。

    7. net.ipv4.tcp_syncookies

    • 作用:防止SYN flood攻击,通过启用syncookies机制在SYN队列满时仍能处理连接请求。
    • 影响:可以在SYN flood攻击下保护服务器,使其仍能响应合法连接请求,提升服务器的抗攻击能力。

    8. net.core.netdev_max_backlog

    • 作用:定义每个网络接口接收队列的最大长度。
    • 影响:增大这个值可以缓解网络拥塞,防止网络接口因过多的数据包而丢包,适用于高流量的网络环境。

    总结

    这些内核参数影响TCP高负载服务性能的主要原因在于它们控制了系统如何处理和管理网络连接及其资源。在高并发场景下,适当地调整这些参数可以:

    • 提高连接请求的处理能力。
    • 优化资源回收,使系统更高效。
    • 增强抗攻击能力,确保服务稳定性。

    通过合理配置这些参数,服务器可以更好地应对大量并发连接,提高整体性能和稳定性。


    这些内核参数对不同的服务器配置会产生不同的影响。服务器的硬件配置、网络环境和负载情况都会影响这些参数的最佳值。以下是一些关键因素和它们与内核参数的关系:

    1. 服务器硬件配置

    CPU和内存

    • 高性能CPU和大内存:对于拥有高性能CPU和大内存的服务器,可以设置更高的参数值,因为这些服务器能够处理更多的并发连接和更高的网络流量。
    • 低性能CPU和少内存:对于资源有限的服务器,设置过高的参数值可能导致资源耗尽和系统不稳定。因此,需要找到一个平衡点,避免过度配置。

    网络接口

    • 高速网络接口(如10Gbps或更高):这些接口可以处理大量的网络流量,因此需要较高的net.core.netdev_max_backlog值以防止丢包。
    • 低速网络接口(如1Gbps或更低):较低的网络接口可能不需要非常高的net.core.netdev_max_backlog值,因为接口本身的流量处理能力有限。

    2. 网络环境

    网络拓扑

    • 内网环境:在内网环境中,可以利用net.ipv4.tcp_tw_recycle加速TIME_WAIT状态的回收,因为内网中通常没有复杂的NAT问题。
    • 公网环境:在公网环境中,不推荐使用net.ipv4.tcp_tw_recycle,因为它可能导致NAT环境下的连接问题。

    网络负载

    • 高并发连接:需要适当提高net.core.somaxconnnet.ipv4.tcp_max_syn_backlog以处理更多的并发连接请求。
    • 低并发连接:这些参数的默认值可能已经足够,不需要进行过多调整。

    3. 应用负载

    高并发短连接(如HTTP服务器)

    • 优化方向:需要快速回收连接资源,因此可以减小net.ipv4.tcp_fin_timeout和启用net.ipv4.tcp_tw_reuse
    • 注意事项:确保不会因过多的TIME_WAIT状态导致端口耗尽。

    长连接(如数据库服务器)

    • 优化方向:更关注连接的稳定性,可能不需要频繁调整tcp_fin_timeouttcp_tw_reuse
    • 注意事项:确保连接队列足够长以处理突发的连接请求。

    具体示例

    高性能Web服务器(多核CPU、大内存、10Gbps网络接口)

    sysctl -w net.core.somaxconn=4096
    sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192
    sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=15
    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
    sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="1024 65535"
    sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1
    sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=10000

    资源有限的内部应用服务器(双核CPU、4GB内存、1Gbps网络接口)

    sysctl -w net.core.somaxconn=1024
    sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=2048
    sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
    sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="32768 60999"
    sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1
    sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=2000

    结论

    不同的服务器配置和使用场景需要不同的内核参数调整策略。高性能服务器可以承受更高的参数值,以充分利用其硬件资源和网络能力,而资源有限的服务器需要更谨慎地调整参数,以避免资源耗尽和系统不稳定。通过性能测试和监控,可以找到最适合特定环境和负载的参数配置。


    避免系统TCP半连接或全连接队列满的情况,通常需要从以下几个方面入手:调整系统参数、优化应用程序、增强硬件资源等。以下是一些具体的方法和建议:

    调整系统参数

    1. 增大全连接队列大小 (net.core.somaxconn)
       sysctl -w net.core.somaxconn=4096

    该参数定义了全连接队列的最大长度。通过增大这个值,可以允许更多的已完成三次握手的连接排队等待应用程序处理。

    1. 增大半连接队列大小 (net.ipv4.tcp_max_syn_backlog)
       sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192

    该参数定义了半连接队列的最大长度。通过增大这个值,可以处理更多的SYN请求,避免在高并发情况下丢失连接请求。

    1. 启用Syn Cookies (net.ipv4.tcp_syncookies)
       sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1

    Syn Cookies 是一种防止SYN Flood攻击的方法。当半连接队列满时,启用Syn Cookies可以确保服务器仍然能够处理新的SYN请求,避免拒绝合法的连接请求。

    优化应用程序

    1. 提高应用程序处理连接的速度: 确保应用程序能够快速处理新连接,减少连接在队列中的等待时间。这可以通过优化代码、使用更高效的算法和数据结构来实现。
    2. 使用异步I/O或多线程/多进程模型: 采用异步I/O(如epollkqueue)或多线程/多进程模型来处理高并发连接,可以显著提高应用程序的处理能力。
    3. 合理设置连接超时: 确保应用程序设置了合理的连接超时,以便及时关闭空闲或无效的连接,释放资源。

    增强硬件资源

    1. 升级服务器硬件: 提高服务器的CPU、内存和网络接口的性能,可以增强服务器处理并发连接的能力。
    2. 使用负载均衡: 通过负载均衡器(如Nginx、HAProxy)将流量分发到多个后端服务器,减轻单个服务器的压力。

    网络配置和架构优化

    1. 分布式架构: 使用分布式系统架构,将负载分散到多个节点上,减少单点压力。
    2. 优化网络拓扑: 确保网络拓扑结构合理,减少网络瓶颈,提升整体网络性能。

    持续监控和调整

    1. 监控系统和应用性能: 使用监控工具(如Prometheus、Grafana)监控系统的队列长度、连接数、CPU、内存等指标,及时发现和解决性能瓶颈。
    2. 定期调整参数: 根据监控数据和实际负载情况,定期调整系统参数,以适应变化的业务需求。

    示例配置

    以下是一个示例的sysctl配置文件,用于调整TCP参数以应对高并发连接:

    # 增大全连接队列大小
    net.core.somaxconn=4096
    
    # 增大半连接队列大小
    net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192
    
    # 启用Syn Cookies
    net.ipv4.tcp_syncookies=1
    
    # 减少TIME_WAIT状态连接的生命周期
    net.ipv4.tcp_fin_timeout=15
    
    # 允许TIME_WAIT状态的套接字被快速重用
    net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
    
    # 设置本地端口范围
    net.ipv4.ip_local_port_range="1024 65535"
    
    # 增大网络接口接收队列大小
    net.core.netdev_max_backlog=5000

    将以上配置添加到/etc/sysctl.conf文件中,并通过以下命令使其生效:

    sysctl -p

    通过以上方法,可以有效避免系统TCP半连接或全连接队列满的情况,提高服务器在高并发场景下的性能和稳定性。


    关于65536端口以及TCP连接的相关问题

    根据《百万并发连接、65536和Linux TCP/IP 性能优化》,以下是一些关键要点:

    端口号的范围和使用

    • 在TCP协议中,端口号占用两个字节,即16位,所以总共有2^16=65536个端口号。
    • 系统通常保留0-1023端口作为知名服务端口,因此实际可用的端口数为65536 – 1024 = 64512个。
    • 作为客户端,同一时刻对同一个服务器同一个端口可以创建最多64512个TCP连接。

    服务器的连接限制

    • 服务器没有“65536”端口数量的限制。服务器可以处理多少客户端连接,取决于服务器的CPU、内存等硬件资源。
    • 一个TCP连接的唯一性由以下四元组决定:ServerIP, ServerPort, ClientIP, ClientPort。因此,服务器可以与多个客户端建立大量的并发连接。

    套接字和端口的误解

    • 接受(accept)之后产生的已连接套接字不会占用新的端口。新生成的套接字文件描述符(socket fd)用于区分客户端连接,其中包含客户端的IP和端口信息。

    百万并发连接的系统配置

    为了支持大量的并发连接,可以对系统进行以下优化配置:

    文件描述符数量

    sysctl -w fs.file-max=10485760 # 系统允许的文件描述符数量设置为1000万
    ulimit -n 1048576 # 单个进程的最大文件描述符数设置为100万
    echo '* soft nofile 1048576' >> /etc/security/limits.conf
    echo '* hard nofile 1048576' >> /etc/security/limits.conf

    TCP读写缓冲区大小

    sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem=1024 # 每个TCP连接的读取缓冲区设置为1k
    sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem=1024 # 每个TCP连接的写入缓冲区设置为1k

    本地端口范围

    sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range='1024 65535'

    TIME_WAIT连接的处理

    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=1  # 快速回收TIME_WAIT的连接
    sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1    # 允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接
    sysctl -w net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=10000 # 系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量

    其他重要参数

    sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=400000 # 网络设备接收数据包的队列最大数目
    sysctl -w net.core.somaxconn=100000 # socket监听的backlog上限
    sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192 # SYN队列长度
    sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1 # 开启SYN Cookies
    sysctl -w net.ipv4.tcp_timestamps=1 # 开启TCP时间戳
    sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=10 # FIN-WAIT-2状态的保持时间
    sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time=1800 # keepalive消息的发送频度
    sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_probes=3 # keepalive探测包的发送次数
    sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=15 # keepalive探测包的发送间隔

    通过以上配置,可以显著提升Linux系统的TCP/IP性能,支持大规模的并发连接。

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