软路由带宽和并发连接数讨论

硬件：
设备   型号   实际带宽约 
100M 网络卡×2  DLink DFE-530TX  10.7 MBps 
32位33MHz PCI总线 MSI865PE  60.0 MBps 
7200rpm 硬盘    SAMSUNG SP0812C  39.3 MBps 
400MHz 内存    威刚512M DDR400  405.8 MHz 
800MHz System Bus  Pentium4 2.4c   811.5 MHz 

软件：海蜘蛛软件3.29

测试结果

*软路由稳定运行10天后系统性能：
*内核空间 CPU 占用率(sy)为 0.3%，空闲 CPU(id)为 99.7%
*系统占用物理内存稳定在 198M（系统启动时占用物理内存 74M）
*5Min 内 TCP 连接数最大值为 4120
*网络卡eth0平均数据流量 2.77MBps，网络卡 eth1 平均数据流量 2.45MBps，网络负载较轻
*通过网关传输文件实测平均速度约为 7.64MBps，最高速度 10.8MBps，较好的符合了表 1 中的实际带宽。这个数值约为网络卡理论速度的 86.4%（网络卡理论速度为12.5 MBps）

*开启并使用 VPN 和 DHCP 服务 10 天后，测试系统性能：
*内核空间 CPU 占用率(sy)为 0.7%
*系统占用物理内存稳定在 297M
*5Min 内 TCP 连接数最大值为 4108
*网络卡 eth0 平均数据流量 2.81MBps，网络卡 eth1 平均数据流量 2.52MBps，网络负载较轻
*通过网关传输文件实测平均速度约为 7.57MBps；最高速度即 10.21MBps。这个数值约为网络卡理论速度的 81.68%

*加载 软路由防火墙策略，测试系统性能：
*内核空间 CPU 占用率 0.9%
*系统占用物理内存提升为在 301M
*通过网关传输文件实测平均速度约为 7.31MBps，最高速度 9.64MBps。这个数值约为网络卡理论速度的 77.1%

带宽的分配和计算

由测试结果可知，海蜘蛛软路由 CPU 占用率极低，内存稳定。而网络传输平均速度 7.64MBps+2.77MBps=10.41MBps，最高速度 10.8MBps，较好符合表1中的网络卡的实际速度 10.7MBps。因此，百兆的网络中软路由数据报转发速度取决于网络卡速度。在网络繁忙时期，软路由的网络卡负载会很重，损耗几率也大大增加。实际使用中，某些网络卡在高负载下往往容易坏。

如果软路由为纯 NAT 应用，由于 NAT 表工作在网络层，理论上应比应用层服务 IIS 测出的网络卡实际速度要高，估计可以接近或达到网络卡理论速度的 90%，即 11.25MBps 带宽。但如果在软路由中配置高级应用服务，如 VPN，DHCP，HTTP 等和复杂防火墙策略；那么就会占用掉有限的网络卡资源，降低软路由数据报转发速度。根据高级应用服务的数量、开销等实际情况差异，Linux 软路由实际数据报转发速度大约为网络卡理论速度的 70%-90%。

假如纯 NAT 总带宽约为 11.25MBps，某时刻有200台机器共享网络，那么平均每台机器可分到带宽 57.6Kbytes/sec，实际带宽由软路由根据每台 PC 计算机的 TCP 连接数量动态分配。57.6Kbytes/sec 是一个比较理想的数值，因为这样的速度可以保留充足的带宽以预防 P2P 软件的增多和蠕虫病毒突发所带来的冲击。

局域网并发连接数计算

在 Linux 中运行“cat /proc/sys/net/ipv4/netfilter/ip_conntrack_max”命令可得到 ip_conntrack_max 值，该参数标志着 Linux 软路由可承受的TCP最大并发连接数，它随着计算机物理内存增加而增加，256M 内存时为 16384个；512M 为 32696；1G 为 65392…

在局域网任意 PC 计算机上运行“netstat –s”可得到该计算机的当前 TCP 连接数。当一台 PC 计算机仅为浏览网页，聊天和单线程下载檔等应用，实际 TCP 连接数量不会大于 20 个。当它运行 P2P 软件时，根据实际使用情况，TCP 连接数约为200～400个。以200台 PC 计算机共享网络为例，正常情况下有15%的 PC 计算机正在使用 P2P 软件，则并发 TCP 连接可能会达到 400×30+170×20=12190个。该数量随 P2P 软件使用数量和对外 WEB、FTP 网站流量情况而有所变化。