ubuntuのネットワークを高速化する

Ubuntu（Linux）カーネル・チューニングでネットワークを高速化！

これだけ最初から高速を売りにした回線が世の中に出回ると、何とかして・少しでもネットワーク速度を高速化しよう、なんて思うことも殆ど無いんだと思いますが、ふと、Ubuntu（Linux）でネットワークのスループットを向上するにはどんなパラメータがあるだろうと思い、調べて見ることにしました。

net.core.rmem_max

TCPソケットの受信バッファの最大サイズです。この値は手元のXubuntuでは、標準で131071バイト（/proc/sys/net/core/rmem_max）ですが、端末（ターミナル）から次のコマンドで16777216に変更します。

$ sudo sysctl -w net.core.rmem_max=16777216

net.core.wmem_max

TCPソケットの送信バッファの最大サイズです。この値は手元のXubuntuでは、標準で131071バイト（/proc/sys/net/core/wmem_max）ですが、rmem_maxと同様に端末（ターミナル）から次のコマンドで16777216に変更します。

$ sudo sysctl -w net.core.wmem_max=16777216

net.ipv4.tcp_rmem

TCPソケット（IPv4）の受信バッファの最小・標準・最大サイズです。この値は手元のXubuntuでは、それぞれ4096、87380、901728バイト（/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem）ですが、端末（ターミナル）から次のコマンドで4096、87380、 16777216（最大値はnet.core.rmem_maxが優先）に変更します。

$ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 16777216"

net.ipv4.tcp_wmem

TCPソケット（IPv4）の送信バッファの最小・標準・最大サイズです。この値は手元のXubuntuでは、それぞれ4096、16384、 901728バイト（/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem）ですが、端末（ターミナル）から次のコマンドで4096、87380、16777216（最大値はnet.core.wmem_maxが優先）に変更します。

$ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 87380 16777216"

net.ipv4.tcp_no_metrics_save

ネットワークのルート・メトリクス（リンク速度、遅延時間、ホップ数などネットワークのコスト情報）を保存する・しないを設定します。手元のXubuntuでは標準で0（保存する）ですが、次のコマンドで無効にします。

$ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_no_metrics_save=1 

net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf

受信バッファ・サイズの自動チューニングを次のコマンドでON（1）にします。
手元のXubuntuではこの値は標準でON（1）でしたが、ご参考に。

$ sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf=1 

net.core.netdev_max_backlog

カーネルの処理速度よりも早い速度でネットワーク・インタフェースがパケットを受信する場合に、カーネルがバッファ（キューイング）するパケットの最大個数を指定します。
手元のXubuntuでは標準で1000キューでしたが、次のコマンドで5000キューに変更します。

$ sudo sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=5000 

txqueuelen

ネットワーク・インタフェース（デバイス・ドライバ）のパケット送信キューサイズです。
この値の初期値はインタフェース次第ですが、イーサーネット（eth*）の場合は1000、イーモバイルのデータ通信端末（ppp0）では3でした。
次の例ではifconfigコマンドでeth0の送信キューサイズを3000キューに変更しています。

$ sudo ifconfig インタフェース名（eth0, ppp0など） txqueuelen 3000

イー・モバイルで実測・比較してみる

チューニング前、後でどの程度スループットが変わるか、イー・モバイルのデータ通信端末（GD01）を使って比較してみます。

測定方法は、BNRスピードテストを利用し、上り・下り速度を各１０回測定、上位・下位２０％を除いたデータの平均値とします。

まずは、標準のXbunutu（11.10）で測定した結果から。

下り平均速度：17.8Mbps
上り平均速度：1.25Mbps


続いてチューニング後の測定結果。

下り平均速度：21.7Mbps
上り平均速度：1.18Mbps

上りで大きな変化は見受けられませんでしたが、下りに関しては違いを体感できる程度のスループット向上が確認出来ました。

Ubuntu起動時にチューニング設定を自動的に有効にしたい場合

今回の設定した方法では、OS再起動時に初期値に戻ってしまいます。常に反映したい場合は、まず、/etc/sysctl.confファイルにtxqueuelen以外の設定を記述します。

$ sudo vi /etc/sysctl.conf
viが苦手な人はgeditでどうぞ。

今回の例でいえば、/etc/sysctl.confファイルの末尾に次のように追記します。

net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216

net.ipv4.tcp_wmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216

net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 1

net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf = 1

net.core.netdev_max_backlog = 5000

txqueuelenだけはネットワーク・インタフェースの設定になるので、別の場所に設定します。
方法は色々あるんですが、今回はインタフェースが有効になった際に自動で反映されるよう、/etc/network/if-up.d/ディレクトリの中に次のようなシェルスクリプトを用意します。

まずは適当な名前でファイルを作成します。

$ sudo vi /etc/network/if-up.d/txqueuelen
※viが苦手な人はgeditでどうぞ。

中身はこんなかんじ。有効になったネットワーク・インタフェースがeth0の場合、txqueuelenを3000に設定しています。

#!/bin/sh

set -e

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin

if [ "$IFACE" = "eth0" ]; then
  /sbin/ifconfig $IFACE txqueuelen 3000
fi

保存したら、次のコマンドで実行権を付けておきます。これでおしまい。

$ sudo chmod 755 /etc/network/if-up.d/txqueuelen

興味のある方は、是非一度お試し下さい。


それでは、より良いスループット・ライフを！