從多個方面詳細闡述Linux連接數

一、操作系統對連接數的限制

1、在Linux系統中，每個進程都有打開的文件描述符數的限制。當我們打開一個文件時，這個文件會作為文件描述符存儲在內核中。操作文件時需要使用文件描述符來進行訪問。默認情況下，一個進程可以打開1024個文件描述符。

2、對於網絡連接，操作系統也有同時處理的上限，我們可以使用命令ulimit -n命令來查看。它可以顯示當前用戶的最大打開文件數和進程數等信息。可以通過修改該值以增加可打開的文件描述符數。

3、同時，每個進程也有以每個進程文件打開文件描述符上限的大小限制。我們可以使用命令ulimit -Hn和ulimit -Sn來查看並修改這一限制。

二、TCP握手和連接數

1、TCP/IP是一種面向流的協議，每條數據流都會創建一個連接。在一個TCP連接上，雙方需要進行三次握手來建立連接。主機A調用connect函數後，發送SYN包到主機B，等待B的回復SYN和ACK包，再向B發授權ACK包。只有三次握手成功完成後，A和B才可以開始進行數據傳輸，當A或B中止數據傳輸時，需要進行四次揮手來斷開連接。

2、連接數的計算方法為所有已建立連接和正在建立連接的套接字數量之和。當連接數過高時，操作系統會拒絕更多的連接請求，這會影響系統的可用性。

#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int sockfd, connfd;
    struct sockaddr_in servaddr, cli;

    // 創建套接字
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd == -1) {
        printf("socket creation failed...\n");
        return 0;
    }
    else
        printf("Socket successfully created..\n");

    // 填充服務器信息
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(8080);

    // 將socket和服務器地址綁定
    if ((bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr))) != 0) {
        printf("socket bind failed...\n");
        return 0;
    }
    else
        printf("Socket successfully binded..\n");

    // 監聽socket
    if ((listen(sockfd, 5)) != 0) {
        printf("Listen failed...\n");
        return 0;
    }
    else {
        printf("Server listening on port 8080..\n");
    }

    int count = 0;
    while (1) {
        // 接受連接請求
        connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&cli, &len);
        if (connfd < 0) {
            printf("server acccept failed...\n");
            continue;
        }

        // 處理連接請求
        count++;
        printf("Connected client No: %d\n", count);

        // 關閉連接
        close(connfd);
    }
    // 關閉socket
    close(sockfd);
    return 0;
}

三、netstat查看連接數

1、netstat是Linux系統下一個非常實用的命令，它可以幫助我們查看當前系統的網絡連接狀態。在終端中輸入命令netstat -an，可以查看當前所有連接信息。通過該命令，我們可以找到連接的狀態、對方ip和端口號、協議類型等信息。

2、我們可以使用grep命令來過濾所需的信息。例如，管道netstat -an命令輸出到grep ESTABLISHED | wc -l命令，可以統計當前系統的已建立連接數。

# 統計當前系統的已建立連接數
netstat -an | grep ESTABLISHED | wc -l

四、使用tcpdump監控連接流量

1、tcpdump是一種通用的網絡包分析工具，它可以幫助我們記錄、分析網絡流量數據。我們可以使用tcpdump命令來監控連接流量，以便分析網絡連接是否出現瓶頸或異常狀況。

2、我們可以通過tcpdump命令監聽傳入和傳出的數據包，指定網絡接口、IP地址、端口範圍等條件。

# 監控特定端口的進出流量
tcpdump -i eth0 port 8080

# 監控源為特定IP的進出流量
tcpdump -i eth0 src 192.168.1.100

# 監控目標為特定IP的進出流量
tcpdump -i eth0 dst 192.168.1.100

五、開啟SO_REUSEPORT來提高並發連接數

1、在Linux系統下，我們可以通過調整內核參數和socket選項來提高網絡連接數。其中，SO_REUSEPORT是一種用於提高並發連接數的socket選項。使用該選項後，不同的連接可以同時綁定到同一端口，從而實現更高的並發連接數。

2、在C語言程序中，我們可以使用setsockopt函數來設置SO_REUSEPORT選項，具體代碼如下：

int optval = 1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &optval, sizeof(optval));