Ajuste TCP/IP para Alto Rendimiento

Introducción

El stack de red TCP/IP es fundamental para el rendimiento de aplicaciones de red modernas. Los parámetros predeterminados están diseñados para uso general, pero a menudo son inadecuados para servidores de alto tráfico, sitios web a gran escala o aplicaciones de baja latencia. El ajuste fino apropiado del stack TCP/IP puede aumentar el throughput en 2-10x, reducir la latencia en un 50-90% y mejorar drásticamente la capacidad de conexión simultánea.

Comprender y optimizar los parámetros TCP/IP es esencial para cualquiera que ejecute servicios web de alto rendimiento, servidores de API, balanceadores de carga o aplicaciones en tiempo real. Un ajuste incorrecto puede llevar a conexiones descartadas, alto uso de CPU, agotamiento de memoria o degradación del rendimiento. Esta guía proporciona configuraciones prácticas y comprobadas para lograr el máximo rendimiento de red.

Esta guía completa cubre los fundamentos de TCP/IP, benchmarking, técnicas de optimización y configuraciones específicas de escenarios con mejoras de rendimiento medibles y del mundo real.

Comprendiendo la Optimización de TCP/IP

El Stack de Red TCP/IP

El stack de red consiste en múltiples capas, cada una con parámetros ajustables:

Interfaz de Red (NIC): Tamaños de ring buffer, offloading
Capa IP: Enrutamiento, fragmentación, tablas de conexión
Capa TCP: Control de congestión, buffers, timers, algoritmos
Capa de Socket: Colas de backlog, tamaños de buffer, timeouts

Conceptos Clave de Rendimiento

Throughput: Cantidad de datos transferidos por segundo Latencia: Tiempo de ida y vuelta del paquete de red Concurrencia: Número de conexiones simultáneas soportadas Product Ancho de Banda-Retardo (BDP): Cantidad de datos en tránsito en la red

Por Qué Importa el Ajuste TCP

Los valores predeterminados del kernel de Linux están optimizados para conexiones de ancho de banda moderado y baja latencia. En ambientes de alto rendimiento:

Los buffers predeterminados limitan el throughput en redes de alto ancho de banda
Las colas de conexión predeterminadas son demasiado pequeñas para alto tráfico
Los algoritmos de control de congestión predeterminados no aprovechan ancho de banda moderno
Los timeouts predeterminados malgastan recursos en conexiones muertas

Benchmarking Antes de la Optimización

Establecer Métricas Base

# Instalar herramientas de benchmarking
apt-get install iperf3 netperf apache2-utils -y

# Prueba base de throughput de red con iperf3
# Servidor:
iperf3 -s

# Cliente:
iperf3 -c server_ip -t 30
# Resultado base típico: 500-700 Mbps en red de 1Gbps

# Prueba de latencia con ping
ping -c 100 server_ip | tail -2
# Latencia base típica: 0.5-2ms (LAN), 10-50ms (WAN)

# Prueba de concurrencia de servidor web
ab -n 10000 -c 100 http://localhost/
# Solicitudes/seg base típicas: 500-1000

Métricas Importantes a Registrar

# Registrar estadísticas de red actuales
ss -s > baseline-connections.txt
netstat -s > baseline-netstat.txt
cat /proc/net/sockstat > baseline-sockstat.txt

# Registrar configuración de sysctl actual
sysctl -a | grep net > baseline-sysctl.txt

Resultados Base Típicos (Configuración Predeterminada)

Throughput de Red: 500-700 Mbps (en red 1Gbps)
Latencia: 0.8ms promedio
Servidor Web: 800 solicitudes/segundo
Conexiones Concurrentes: 1000-2000 máximo
Errores de Conexión: 5-10% bajo alta carga

Parámetros Críticos de TCP para Rendimiento

Tamaños de Buffer TCP

Los buffers TCP determinan cuántos datos pueden estar en tránsito antes de requerir confirmación. Buffers más grandes = mayor throughput en redes de alta latencia.

# Ver configuración actual
sysctl net.ipv4.tcp_rmem
sysctl net.ipv4.tcp_wmem

# Valores predeterminados (a menudo muy pequeños):
# tcp_rmem: 4096 87380 6291456 (min default max)
# tcp_wmem: 4096 16384 4194304 (min default max)

# Configuración optimizada para redes de alto rendimiento
sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 134217728"  # 128 MB máx
sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 65536 134217728"  # 128 MB máx

# Aumentar buffers máximos del núcleo
sysctl -w net.core.rmem_max=134217728  # 128 MB
sysctl -w net.core.wmem_max=134217728  # 128 MB

Impacto:

Antes: 600 Mbps throughput
Después: 940 Mbps throughput (mejora del 57%)

Gestión de Cola de Conexión

# Incrementar backlog de escucha del socket
# Predeterminado: 4096 (demasiado pequeño para alto tráfico)
sysctl -w net.core.somaxconn=65535

# Incrementar cola de backlog de dispositivo de red
sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=65536

# Incrementar backlog de SYN (conexiones medio abiertas)
sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192

Impacto:

Antes: 5-10% solicitudes descartadas bajo carga
Después: 0% solicitudes descartadas

Escalado de Ventana TCP y Timestamps

# Habilitar escalado de ventana (crucial para alto throughput)
sysctl -w net.ipv4.tcp_window_scaling=1

# Habilitar timestamps TCP (requerido para escalado de ventana)
sysctl -w net.ipv4.tcp_timestamps=1

# Habilitar reconocimientos selectivos (recuperación más rápida de pérdida de paquetes)
sysctl -w net.ipv4.tcp_sack=1

Impacto: Habilita transferencias de alto throughput sobre conexiones de larga distancia.

Reutilización y Reciclaje de Conexiones

# Reducir timeout TIME-WAIT (predeterminado: 60 segundos)
sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=15

# Permitir reutilización de sockets TIME-WAIT para nuevas conexiones
sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

# ADVERTENCIA: No habilitar tcp_tw_recycle (puede causar problemas NAT)
# sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0  # Mantener desactivado

# Limitar número de buckets TIME-WAIT
sysctl -w net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=1440000

Impacto:

Antes: Agotamiento de puertos bajo alta carga
Después: Reutilización rápida de conexiones, sin agotamiento de puertos

Rango de Puertos Locales

# Expandir rango de puertos disponibles para conexiones salientes
# Predeterminado: 32768-60999 (28,232 puertos)
sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="10000 65535"
# Nuevo: 55,536 puertos (incremento del 96%)

Impacto: Evita agotamiento de puertos en proxies y balanceadores de carga de alto tráfico.

TCP Fast Open (TFO)

# Habilitar TCP Fast Open (reduce latencia de establecimiento de conexión)
# 0: desactivado
# 1: habilitado como cliente
# 2: habilitado como servidor
# 3: habilitado tanto como cliente como servidor
sysctl -w net.ipv4.tcp_fastopen=3

Impacto:

Antes: Handshake de 3 vías = 1 RTT de sobrecarga
Después: Datos enviados en primer SYN = 0 RTT para conexiones repetidas
Mejora de latencia: 20-40% para conexiones cortas

Algoritmos de Control de Congestión

Comprendiendo el Control de Congestión

Los algoritmos de control de congestión determinan qué tan rápido TCP envía datos:

cubic (predeterminado): Buen propósito general, diseñado para redes de alta latencia
bbr (recomendado): Control de congestión basado en Google, logra mayor throughput
htcp: Optimizado para redes de alta latencia y alto ancho de banda
reno: Algoritmo clásico, conservador

Cambiar a BBR (Mejor Rendimiento)

# Verificar algoritmos disponibles
sysctl net.ipv4.tcp_available_congestion_control

# Cargar módulo BBR
modprobe tcp_bbr
echo "tcp_bbr" >> /etc/modules-load.d/bbr.conf

# Establecer algoritmo de cola a FQ (Fair Queue)
sysctl -w net.core.default_qdisc=fq

# Cambiar control de congestión a BBR
sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

# Verificar
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

Impacto de BBR:

Antes (cubic):
- Throughput: 600 Mbps
- Latencia: 45ms
- Pérdida de paquetes: 0.5%

Después (BBR):
- Throughput: 920 Mbps (mejora del 53%)
- Latencia: 28ms (mejora del 38%)
- Pérdida de paquetes: 0.1% (mejora del 80%)

Comparación de Algoritmos

#!/bin/bash
# Prueba de comparación de algoritmos de congestión

ALGORITHMS="cubic bbr htcp reno"
SERVER="192.168.1.100"

for algo in $ALGORITHMS; do
    echo "Testing $algo..."
    sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=$algo
    result=$(iperf3 -c $SERVER -t 30 | grep "sender" | awk '{print $7, $8}')
    echo "$algo: $result"
    sleep 5
done

# Resultados típicos en enlace de 1Gbps con 20ms RTT:
# cubic: 720 Mbps
# bbr: 940 Mbps (mejor)
# htcp: 850 Mbps
# reno: 580 Mbps

Configuración Completa Optimizada

Configuración de Alto Rendimiento de Propósito General

# Crear /etc/sysctl.d/99-tcp-performance.conf
cat > /etc/sysctl.d/99-tcp-performance.conf << 'EOF'
# Optimización de Buffer TCP
net.core.rmem_max = 134217728
net.core.wmem_max = 134217728
net.core.rmem_default = 65536
net.core.wmem_default = 65536
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 134217728
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 134217728

# Optimización de Cola de Conexión
net.core.somaxconn = 65535
net.core.netdev_max_backlog = 65536
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192

# Características TCP
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
net.ipv4.tcp_timestamps = 1
net.ipv4.tcp_sack = 1
net.ipv4.tcp_fastopen = 3

# Gestión de Conexión
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 1440000
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65535

# Control de Congestión BBR
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

# Keepalive
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 5
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15

# Descubrimiento MTU
net.ipv4.tcp_mtu_probing = 1

# Optimización de Rendimiento
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
net.ipv4.tcp_no_metrics_save = 1

# Buffer de Memoria del Núcleo
net.core.optmem_max = 25165824

EOF

# Aplicar configuración
sysctl -p /etc/sysctl.d/99-tcp-performance.conf

# Verificar cambios clave
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control
sysctl net.core.somaxconn

Configuración Específica de Servidor Web

Para Nginx, Apache u otros servidores web de alto tráfico:

cat > /etc/sysctl.d/99-webserver-tcp.conf << 'EOF'
# Optimización de Servidor Web

# Manejo de Conexión HTTP
net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 20480
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 10000 65535

# Buffers TCP para múltiples conexiones pequeñas
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 67108864
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 67108864
net.core.rmem_max = 67108864
net.core.wmem_max = 67108864

# Optimizaciones de rendimiento HTTP
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0

# Algoritmo de congestión
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

# Seguimiento de Conexión (si se usa iptables/firewall)
net.netfilter.nf_conntrack_max = 1048576
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_established = 600
net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait = 30

EOF

sysctl -p /etc/sysctl.d/99-webserver-tcp.conf

Mejora de Rendimiento de Servidor Web:

Antes:
- 800 req/s
- Latencia: 125ms
- Errores de conexión: 8%

Después:
- 3,200 req/s (mejora de 4x)
- Latencia: 31ms (mejora del 75%)
- Errores de conexión: 0%

Configuración de Proxy/Balanceador de Carga

Para HAProxy, Nginx como proxy reverso, balanceadores de carga:

cat > /etc/sysctl.d/99-loadbalancer-tcp.conf << 'EOF'
# Optimización de Balanceador de Carga

# Manejo Masivo de Conexión
net.core.somaxconn = 65535
net.core.netdev_max_backlog = 65536
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384

# Rango de Puerto Ampliado (muchas conexiones salientes)
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535

# Reutilización Agresiva de Conexión
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 2000000

# Buffers para muchas conexiones simultáneas
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 67108864
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 67108864

# Características de Rendimiento
net.ipv4.tcp_fastopen = 3
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

# Prevenir SYN Flood
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 16384

EOF

sysctl -p /etc/sysctl.d/99-loadbalancer-tcp.conf

Configuración de Baja Latencia

Para aplicaciones en tiempo real, servidores de juegos, trading:

cat > /etc/sysctl.d/99-lowlatency-tcp.conf << 'EOF'
# Optimización de Latencia Ultra Baja

# Baja latencia TCP
net.ipv4.tcp_low_latency = 1
net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0

# Busy polling (polling activo para NICs modernas)
net.core.busy_poll = 50
net.core.busy_read = 50

# Fast Open
net.ipv4.tcp_fastopen = 3

# Algoritmo de congestión BBR (menor latencia que cubic)
net.core.default_qdisc = fq
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr

# Buffers ajustados (no necesita buffers masivos)
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 33554432
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 33554432

# Keepalive más agresivo
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 60
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 10

EOF

sysctl -p /etc/sysctl.d/99-lowlatency-tcp.conf

Mejora de Baja Latencia:

Antes (configuración predeterminada):
- Latencia P50: 8ms
- Latencia P99: 45ms
- Jitter: 12ms

Después (optimizada para latencia):
- Latencia P50: 2ms (mejora del 75%)
- Latencia P99: 8ms (mejora del 82%)
- Jitter: 3ms (mejora del 75%)

Optimizaciones de Hardware de Red

Configuración del Ring Buffer

# Verificar tamaño actual del ring buffer
ethtool -g eth0

# Establecer al máximo soportado
ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096

# Hacer persistente con systemd
cat > /etc/systemd/system/ethtool-ringbuffer.service << 'EOF'
[Unit]
Description=Configuración de Ring Buffer Ethtool
After=network.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/sbin/ethtool -G eth0 rx 4096 tx 4096

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl enable ethtool-ringbuffer.service

Características de TCP Offload

# Verificar características actuales
ethtool -k eth0

# Habilitar offloading de TCP (descarga trabajo de CPU)
ethtool -K eth0 tso on
ethtool -K eth0 gso on
ethtool -K eth0 gro on
ethtool -K eth0 lro on

# Generic receive offload
ethtool -K eth0 gro on

# Hacer persistente
cat > /etc/systemd/system/ethtool-offload.service << 'EOF'
[Unit]
Description=Configuración de Offload Ethtool
After=network.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/sbin/ethtool -K eth0 tso on
ExecStart=/usr/sbin/ethtool -K eth0 gso on
ExecStart=/usr/sbin/ethtool -K eth0 gro on

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

systemctl enable ethtool-offload.service

Interrupción de Coalescencia

# Reducir interrupciones (mejor throughput, latencia ligeramente mayor)
ethtool -C eth0 rx-usecs 100 tx-usecs 100

# Para latencia ultra baja (más interrupciones, menor throughput)
ethtool -C eth0 rx-usecs 10 tx-usecs 10

Afinidad de IRQ

# Encontrar IRQ de NIC
cat /proc/interrupts | grep eth0

# Establecer afinidad de CPU para IRQ de NIC
# Distribuir a través de múltiples CPUs para mejor rendimiento
echo "1" > /proc/irq/45/smp_affinity  # CPU 0
echo "2" > /proc/irq/46/smp_affinity  # CPU 1
echo "4" > /proc/irq/47/smp_affinity  # CPU 2
echo "8" > /proc/irq/48/smp_affinity  # CPU 3

Pruebas y Validación de Rendimiento

Benchmarks de Throughput

# Prueba de throughput con iperf3
# Servidor:
iperf3 -s

# Cliente (prueba TCP):
iperf3 -c server_ip -t 30 -P 4

# Resultados Antes de Optimización:
# [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
# [  4]   0.00-30.00  sec  2.10 GBytes   600 Mbits/sec

# Resultados Después de Optimización:
# [ ID] Interval           Transfer     Bandwidth
# [  4]   0.00-30.00  sec  3.32 GBytes   940 Mbits/sec
# Mejora: 57% aumento en throughput

Prueba de Latencia

# Latencia promedio con ping
ping -c 1000 server_ip | tail -2

# Antes: rtt min/avg/max/mdev = 0.423/0.856/2.145/0.234 ms
# Después: rtt min/avg/max/mdev = 0.312/0.445/0.892/0.098 ms
# Mejora: 48% mejora en latencia promedio

# Latencia bajo carga con sockperf
# Servidor:
sockperf sr --tcp -p 11111

# Cliente:
sockperf ping-pong --tcp -i server_ip -p 11111 -t 60

# Antes: avg-lat=125.234 usec
# Después: avg-lat=34.567 usec
# Mejora: 72% mejora en latencia

Prueba de Concurrencia

# Probar conexiones simultáneas con Apache Bench
ab -n 100000 -c 5000 -k http://server_ip/

# Antes de Optimización:
# Solicitudes por segundo: 1,250
# Solicitudes fallidas: 850 (17%)
# Tiempo por solicitud: 4000ms

# Después de Optimización:
# Solicitudes por segundo: 5,800 (mejora de 4.6x)
# Solicitudes fallidas: 0 (0%)
# Tiempo por solicitud: 862ms (mejora del 78%)

Prueba de Escenario del Mundo Real

#!/bin/bash
# Prueba de carga HTTP completa

# Calentar (llenar cachés)
ab -n 1000 -c 100 http://localhost/ > /dev/null

# Prueba real
ab -n 50000 -c 2000 -k http://localhost/ > results.txt

# Extraer métricas clave
echo "=== Resultados de Rendimiento ==="
grep "Requests per second" results.txt
grep "Time per request" results.txt
grep "Failed requests" results.txt
grep "50%" results.txt
grep "99%" results.txt

Monitoreo y Diagnóstico

Monitoreo en Tiempo Real

# Monitorear estadísticas de conexión TCP
watch -n 1 'ss -s'

# Salida:
# Total: 2450 (kernel 2500)
# TCP:   2340 (estab 2100, cerr 25, orfan 0, timewait 215)

# Rastrear retransmisiones y errores
watch -n 1 'netstat -s | grep -i retran'

# Ver buffers de socket
ss -tm

# Monitorear descartes de paquetes
watch -n 1 'netstat -s | grep -i drop'

Script de Monitoreo Automatizado

#!/bin/bash
# /usr/local/bin/monitor-tcp.sh

LOG_FILE="/var/log/tcp-performance.log"

while true; do
    DATE=$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')

    # Estadísticas de conexión
    CONN_STATS=$(ss -s | grep TCP | awk '{print $2}')

    # Retransmisiones
    RETRANS=$(netstat -s | grep "segments retransmited" | awk '{print $1}')

    # Descartes de SYN
    SYN_DROP=$(netstat -s | grep "SYNs to LISTEN" | awk '{print $1}')

    # Registrar
    echo "$DATE | Conexiones: $CONN_STATS | Retrans: $RETRANS | SYN Drops: $SYN_DROP" >> $LOG_FILE

    # Alertar si hay problemas
    if [ $RETRANS -gt 10000 ]; then
        echo "ALERTA: Alta tasa de retransmisión" | mail -s "Alerta TCP" [email protected]
    fi

    sleep 60
done

Métricas Clave a Rastrear

# 1. Retransmisiones TCP (debe ser < 1%)
netstat -s | grep retrans

# 2. Desbordamientos de escucha
netstat -s | grep "overflowed"

# 3. Reinicios de conexión
netstat -s | grep "reset"

# 4. Uso de buffer de socket
cat /proc/net/sockstat

# 5. Seguimiento de conexión (si se usa firewall)
cat /proc/net/nf_conntrack | wc -l

Resolución de Problemas Comunes

Problema 1: Bajo Throughput a Pesar de Alta Velocidad de Enlace

Síntomas: iperf3 muestra 300 Mbps en enlace de 1Gbps

Diagnóstico:

# Verificar tamaños de buffer
sysctl net.ipv4.tcp_rmem
sysctl net.ipv4.tcp_wmem

# Verificar escalado de ventana
sysctl net.ipv4.tcp_window_scaling

Solución:

# Aumentar buffers
sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 134217728"
sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 65536 134217728"
sysctl -w net.core.rmem_max=134217728
sysctl -w net.core.wmem_max=134217728

# Habilitar escalado de ventana
sysctl -w net.ipv4.tcp_window_scaling=1

Problema 2: Conexiones Descartadas Bajo Carga

Síntomas: Errores de "connection refused" bajo alto tráfico

Diagnóstico:

# Verificar desbordamientos de cola de escucha
netstat -s | grep "overflowed"

# Verificar configuración de backlog
sysctl net.core.somaxconn

Solución:

# Aumentar colas
sysctl -w net.core.somaxconn=65535
sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192
sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=65536

# Actualizar configuración de aplicación (Nginx ejemplo)
# En nginx.conf: listen 80 backlog=65535;

Problema 3: Alta Latencia

Síntomas: Latencias de ping > 10ms en LAN

Diagnóstico:

# Verificar algoritmo de congestión
sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

# Verificar características de offload
ethtool -k eth0

# Verificar estadísticas de interfaz
ethtool -S eth0

Solución:

# Cambiar a BBR
sysctl -w net.core.default_qdisc=fq
sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

# Habilitar busy polling
sysctl -w net.core.busy_poll=50
sysctl -w net.core.busy_read=50

# Ajustar coalescencia de interrupción
ethtool -C eth0 rx-usecs 10 tx-usecs 10

Problema 4: Agotamiento de Puerto

Síntomas: "Cannot assign requested address" en cliente

Diagnóstico:

# Verificar rango de puerto
sysctl net.ipv4.ip_local_port_range

# Verificar conexiones TIME_WAIT
ss -s | grep TIME-WAIT

Solución:

# Expandir rango de puerto
sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="10000 65535"

# Habilitar reutilización
sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

# Reducir timeout FIN
sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=15

Mejores Prácticas

1. Benchmarking y Monitoreo

Siempre establecer rendimiento base antes de optimizar
Hacer cambios incrementales y medir impacto
Monitorear métricas clave continuamente
Usar benchmarks realistas que coincidan con patrones de producción

2. Optimizaciones Específicas de Carga de Trabajo

Servidores web: Priorizar manejo de conexión y reutilización
Aplicaciones de streaming: Enfocar en tamaños de buffer y algoritmo de congestión
Baja latencia: Optimizar para reducir jitter y latencia promedio
Alto throughput: Maximizar tamaños de buffer y habilitar características de offload

3. Consideraciones de Seguridad

# Mantener protecciones de seguridad mientras se optimiza
# Siempre mantener habilitado:
sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1  # Protección SYN flood
sysctl -w net.ipv4.conf.all.accept_redirects=0  # Evitar ataques de redirección
sysctl -w net.ipv4.conf.all.send_redirects=0
sysctl -w net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts=1  # Evitar smurf

4. Probar en Staging Primero

Nunca aplicar cambios directamente a producción
Validar en ambiente de staging con carga similar
Tener plan de rollback
Documentar todos los cambios

Conclusión

El ajuste de TCP/IP puede proporcionar mejoras de rendimiento dramáticas:

Ganancias de Rendimiento Típicas:

Throughput de red: mejora del 50-200%
Latencia: reducción del 40-80%
Concurrencia: mejora de 5-10x en manejo de conexión
Confiabilidad: reducción del 90-100% en conexiones descartadas

Optimizaciones con Mayor Impacto:

BBR control de congestión: mejora del 20-100% en throughput
Tamaños de buffer aumentados: mejora del 50-150% en throughput de alto ancho de banda
Parámetros de cola de conexión: reducción del 100% en descartes de conexión
Reutilización de conexión: reducción del 80-95% en agotamiento de puerto
TCP Fast Open: reducción del 20-40% en latencia de establecimiento de conexión

Conclusiones Clave:

Comenzar con optimizaciones de propósito general
Ajustar basado en características específicas de carga de trabajo
Monitorear continuamente después de cambios
Documentar configuración base y cambios
Probar exhaustivamente antes del despliegue en producción

Al implementar sistemáticamente estas optimizaciones TCP/IP, puedes transformar un servidor de rendimiento promedio en uno de alto rendimiento capaz de manejar tráfico masivo con baja latencia y alta confiabilidad. Recuerda que el ajuste de red no es tarea única sino un proceso continuo de monitoreo, prueba y refinamiento.

Ajuste TCP/IP para Alto Rendimiento

Ajuste TCP/IP para Alto Rendimiento

Introducción

Comprendiendo la Optimización de TCP/IP

El Stack de Red TCP/IP

Conceptos Clave de Rendimiento

Por Qué Importa el Ajuste TCP

Benchmarking Antes de la Optimización

Establecer Métricas Base

Métricas Importantes a Registrar

Resultados Base Típicos (Configuración Predeterminada)

Parámetros Críticos de TCP para Rendimiento

Tamaños de Buffer TCP

Gestión de Cola de Conexión

Escalado de Ventana TCP y Timestamps

Reutilización y Reciclaje de Conexiones

Rango de Puertos Locales

TCP Fast Open (TFO)

Algoritmos de Control de Congestión

Comprendiendo el Control de Congestión

Cambiar a BBR (Mejor Rendimiento)

Comparación de Algoritmos

Configuración Completa Optimizada

Configuración de Alto Rendimiento de Propósito General

Configuración Específica de Servidor Web

Configuración de Proxy/Balanceador de Carga

Configuración de Baja Latencia

Optimizaciones de Hardware de Red

Configuración del Ring Buffer

Características de TCP Offload

Interrupción de Coalescencia

Afinidad de IRQ

Pruebas y Validación de Rendimiento

Benchmarks de Throughput

Prueba de Latencia

Prueba de Concurrencia

Prueba de Escenario del Mundo Real

Monitoreo y Diagnóstico

Monitoreo en Tiempo Real

Script de Monitoreo Automatizado

Métricas Clave a Rastrear

Resolución de Problemas Comunes

Problema 1: Bajo Throughput a Pesar de Alta Velocidad de Enlace

Problema 2: Conexiones Descartadas Bajo Carga

Problema 3: Alta Latencia

Problema 4: Agotamiento de Puerto

Mejores Prácticas

1. Benchmarking y Monitoreo

2. Optimizaciones Específicas de Carga de Trabajo

3. Consideraciones de Seguridad

4. Probar en Staging Primero

Conclusión

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