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。

100万并发连接服务器之类的都是噱头，因为一个服务器只有65535个端口，顶多就只能处理6万多个socket连接，http是基于socket的，所以正常情况下一台机器只能处理这么多并发连接。

当然如果是服务器集群式可以做到的。

对于流行的web服务器，apache和IIS在一秒内能够做到的响应数在万级，机器好能达到十万级。jboss同样。

如果每秒请求在100万，必须要使用集群。

说了这么多，我们再来说netty，个人认为它只是在开发上会比较简便，和jboss的结合性能更好。至于性能上，如果真有人说单机能到1M连接，大概有0.9M的水分吧，因为大部分的连接都处于排队等待之中。这是没有实际意义的。

Nginx很火，因为它就像一个万能药，在任何存在性能需求的场合总能找见它的身影。它可以轻松在百万并发连接下实现高吞吐量的Web服务，同时诸多应用场景下的问题都可以通过种种Nginx模块得以解决。

Nginx天生就适合在linux服务器上处理百万、千万级的并发连接，且优秀的架构使得它未来不需要重构，所以它的生态圈内的第三方模块长期有效。而长年的发展下日益增多的第三方模块进一步赋能Nginx，使Nginx适用于更多的场景，甚至渗透到LVS的领域与F5这样的硬件产品竞争！同时，如OpenResty或者Tengine这样的第三方模块群，进一步发展出了新生态，使Nginx的应用进一步向应用防火墙、CDN等领域扩展。

所以，学好Nginx可以让你在工作中获得立竿见影的效果。

网络上关于Nginx的使用介绍非常多，但往往有两个问题 ：

1、仅从如何使用层面介绍，没有把离散的知识点串成线，这导致大家难以应对未出现过的、个性化的定制场景；

2、没有成体系的性能优化知识介绍，在企业生产环境下我们需要从应用到系统的完整优化方案 。

最近看到极客时间上线的视频课程《Nginx核心知识100讲》，涉及到了Nginx的基本用法、http模块、反向代理与负载均衡、OpenResty等各方面的综合知识，很系统化。最值得一提，这个课程的作者--陶辉老师，应该算是Nginx领域的专才了。 有着近10年Nginx方面的研究经验，曾出版过京东热销书籍《深入理解Nginx：模块开发与架构解析》。

简单介绍下这个课程的内容规划，主要分为六个部分：

第1部分初识Nginx： 帮助对Nginx还不熟悉的同学快速了解Nginx的背景，熟悉Nginx的基本用法；

第2部分是Nginx的架构基础： 在这里我们开始探讨Nginx的进程模型以及数据结构，它为后续深入学习打下基础；

第3部分我们开始详解http模块： 这一部分我们先讲清楚Nginx是如何处理http请求的，再按照请求的处理流程来讲解常用http模块中指令、变量的用法，学完后可以帮助我们触类旁通，理解所有http模块的共同逻辑及用法。

第4部分是反向代理与负载均衡： 这一部分以七层负载均衡为主，兼顾四层负载均衡，学完这一部分，你可以搭建出多种不同上游协议的反向代理，并理解如何配置才能高效的处理上下游流量的交互。

第5部分是Nginx的系统层优化： 学完该部分可以有效的调节linux操作系统下cpu、内存、网络、磁盘等配置，与Nginx.conf中的指令相配合，使Nginx的性能最大化。

第6部分是从源码视角深入使用Nginx与OpenResty： 这一部分我们会从Nginx的实现层面，打通前5部分中的知识，帮助大家深刻理解Nginx的机制与能力模型，并介绍OpenResty是如何与Nginx有效搭配使用的。

不多说了，直接附上陶辉出品的“Nginx核心知识框架图”，非常系统地梳理了学好Nginx所需要的知识点。

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