单机如何实现百万并发TCP连接

一开始我无法理解，单机怎么可能实现百万并发连接，因为系统可用端口数只有：65535 - 1024 = 64511，每个TCP连接需要占用一个独立的端口，那最多也只能做到6W多并发连接。然而我忽视了一个很基本的问题，端口号在同一个IP下不能重复，但我们可以给一个网卡绑定多个IP地址，如果单机要主动发起100万并发连接，我们最少需要使用17个IP地址。

TCP服务器监听在指定端口接收客户端连接后，创建一个新的socket用于同客户端进行读写数据，但该socket并不需要也不会绑定一个新的端口，所以对于TCP服务器来说，不存在端口不够用的情况，TCP服务器能够保持多少个并发连接取决于服务器性能、内存大小、带宽大小以及服务器端设置（例如：进程能打开的文件数等）。以100W连接数为例，所需要总内存大小大约为：1,000,000 20K = 20G, 广播一个1KB的消息需要占用的带宽：1,000,000 1K = 1000M，所需打开文件描述符1,000,000个。

对于TCP服务器连接数压力测试来说，瓶颈在客户端，因为每个客户端要连接到TCP服务端需要使用一个本地端口，而对于一个IP地址来说，端口范围就是：0-65536，其中还要一些端口被系统或其他程序使用。所以从一台主机单个IP上发起同TCP服务器的连接数理论最大值为65535，当然我们可以给该主机绑定N个IP地址，同时从多个IP发起连接，所以理论上客户端可以发起的连接数为：IP数*65535，这时客户端的CPU、内存和带宽以及文件句柄资源就是限制。

1、在linux下，一个进程而言最多只能打开1024个文件，所以采用此默认配置最多也就可以并发上千个TCP连接。而通过临时修改：ulimit -n 1000000，就可以达到100万个TCP连接。但是这种临时修改只对当前登录用户目前的使用环境有效，系统重启或用户退出后就会失效。

2、端口限制：操作系统上端口号1024以下是系统保留的，从1024-65535是用户使用的。由于每个TCP连接都要占一个端口号，所以我们最多可以有60000多个并发连接。

3、因此最大tcp连接为客户端ip数×客户端port数，对IPV4，不考虑ip地址分类等因素，最大tcp连接数约为2的32次方（ip数）×2的16次方（port数），也就是server端单机最大tcp连接数约为2的48次方。

4、上面给出的结论都是理论上的单机TCP并发连接数，实际上单机并发连接数肯定要受硬件资源（内存）、网络资源（带宽）的限制，至少对现在可以做到数十万级的并发了。

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