提升 CentOS 上容器 Overlay 网络性能的可落地方案
一 基线评估与瓶颈定位
- 明确网络路径：Overlay 的本质是在 Underlay 之上封装（常见为 VXLAN），先确认是否必须跨主机 Overlay，能否在同主机改用 bridge 以降低封装开销。
- 建立可复现的基准：在节点间运行 iperf3（如：iperf3 -c $peer -P 4），记录带宽、抖动、丢包；在容器内对业务端口跑 wrk/ab 验证端到端。
- 快速巡检：
- 查看网卡与队列：ip -s link、ethtool -l/-g $IF；必要时增大 RX/TX 队列 与中断绑定。
- 连接跟踪与内核日志：conntrack -S、dmesg | grep -i conntrack；高并发下 conntrack 易成瓶颈。
- 资源监控：nmon、iftop、nethogs、systemd-cgtop，定位是 CPU、软中断还是带宽受限。
- 容器网络状态：docker network ls/inspect 或 crictl network ls/inspect；确认是否启用 overlay 驱动与加密。
- 抓包分析：tcpdump -i any -nn host $overlay_ip or port $port，区分是封装开销、丢包重传还是应用问题。
二 内核与系统栈升级
- 升级内核：CentOS 7 默认的 3.10 内核与现代容器网络栈（如 IPVS/eBPF/VXLAN）存在明显兼容与性能差距。升级到 5.4 LTS（ELRepo） 或更高版本，可显著改善 VXLAN 封包、连接复用与 conntrack 效率。
- 启用 ELRepo 并安装 LTS 内核：
- rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
- yum install -y https://www.elrepo.org/elrepo-release-7.el7.elrepo.noarch.rpm
- yum --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt -y
- grub2-set-default 0 && grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg && reboot
- 验证：uname -r 应显示 5.4.x 或更高。
- 启用 CPU 性能模式与中断亲和：将 CPU 置于 performance 模式，减少节能导致的时延波动；结合 irqbalance/手动 smp_affinity 将网卡中断分散到多核。
- 调大网络缓冲与队列：在 /etc/sysctl.conf 中提升 net.core.rmem_max、net.core.wmem_max、net.ipv4.tcp_rmem、net.ipv4.tcp_wmem，并适度增大 netdev_budget 与 RPS/RFS 提升软中断处理能力。
三 容器网络与协议栈优化
- 选择高效数据面：
- Docker Swarm：使用 overlay（attachable） 时，尽量关闭加密（如无安全要求）以减少加解密开销；确保 IPv4 转发 已开启，必要时可关闭 IPv6 以避免干扰。
- Kubernetes：优先选用 eBPF/Cilium 或 IPVS 模式；在 kube-proxy 启用 ipvs 并优化连接复用参数（如 conn_reuse_mode），避免退化为 iptables。
- 减少封装与跳数：能同主机通信的业务优先走 bridge/pod 网段直连；跨主机时确保 VTEP/Underlay 路由 对称、无额外 NAT。
- 连接与内核参数：
- 提升文件描述符与连接上限：/etc/security/limits.conf 与 systemd 服务 LimitNOFILE。
- 缓解 conntrack 压力：增大 nf_conntrack_max 与桶数，合理设置 tcp_tw_reuse/tcp_fin_timeout，避免短连接风暴。
- 队列与 BBR：启用 BBR（net.core.default_qdisc=fq、net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr），提升长肥管道吞吐。
- 防火墙与安全组：仅放行必要端口与协议，减少规则匹配成本；在 VXLAN 场景放行 UDP 4789。
四 物理与拓扑层面的优化
- 使用 高性能网卡与交换机，开启 GRO/LRO/RSS 等硬件卸载；在虚拟化环境中优先 virtio-net 并配置多队列。
- 优化拓扑与带宽：降低跨机架/跨机房路径的 RTT 与拥塞；必要时做 ECMP 或多路径传输以分担负载。
- 队列与缓冲：结合流量特征调整 txqueuelen、驱动队列与中断合并参数，避免缓存过小导致丢包、过大导致抖动。
五 持续监控与回归测试
- 建立覆盖网络全链路的监控：
- 主机/容器层：nmon、iftop、nethogs、systemd-cgtop；
- 网络层：ip -s、ethtool -S、conntrack -S；
- 抓包与深度分析：tcpdump、Wireshark；
- 可视化：Prometheus + Grafana 采集接口/队列/丢包/重传等指标，设置阈值告警。
- 每次变更后进行回归：重复 iperf3 与业务压测，观察 P95/P99 延迟、带宽、重传率 与 CPU 软中断占比，确保优化收益稳定。
