パフォーマンスチューニング（Linux）

IoTアプリケーションでは通常、多数のデバイスと大量のデータが存在するため、EMQXはMQTTサーバーとして膨大な数のデバイスから生成されるメッセージの処理と配信を担います。このような状況では、EMQXシステムのパフォーマンス最適化が特に重要となります。

最適化の目的は、以下のパフォーマンス面を最大化することです。

• メッセージ処理能力：EMQXがメッセージを迅速かつ効率的に処理し、デバイスからのメッセージを素早く受信、処理、転送できる能力を向上させること。
• スループット：システムがデバイスからのメッセージをタイムリーに処理・配信できるようにスループットを向上させること。
• 安定性：高負荷時のレイテンシを低減し、システムの応答性を改善するとともに、クラッシュや障害のリスクを下げること。

本ページでは、ベンチマークやデプロイメントにおける一般的なチューニングの提案を紹介します。

スワップの無効化

Linuxのスワップ領域はErlang仮想マシンに対して非決定的なメモリレイテンシを引き起こし、システムの安定性に大きく影響します。スワップは恒久的に無効化することを推奨します。

• すぐにスワップを無効化するには、以下のコマンドを実行します。
  sudo swapoff -a

• 恒久的にスワップを無効化するには、/etc/fstab内のスワップ行をコメントアウトし、ホストを再起動してください。

Linuxカーネルチューニング

システム全体の最大オープンファイルハンドル数の制限設定：

# システム全体で200万件
sysctl -w fs.file-max=2097152
sysctl -w fs.nr_open=2097152
echo 2097152 > /proc/sys/fs/nr_open

現在のセッションにおけるオープンファイルハンドル数の制限：

ulimit -n 2097152

/etc/sysctl.conf

fs.file-maxの設定を永続化するため、/etc/sysctl.confに以下を追記します。

fs.file-max = 2097152

サービスの最大ファイルハンドル数を/etc/systemd/system.confに設定：

DefaultLimitNOFILE=2097152

emqx.service

Linuxディストリビューションにより異なりますが、以下のいずれかのパスにあるemqx.serviceファイルに最大ファイルハンドル数を設定します。

• /usr/lib/systemd/system/emqx.service
• /lib/systemd/system/emqx.service

LimitNOFILE=2097152

/etc/security/limits.conf

ユーザーの最大オープンファイルハンドル数を永続化するため、/etc/security/limits.confに以下を追記します。

*      soft   nofile      2097152
*      hard   nofile      2097152

Transparent HugePages（THP）の無効化

EMQXは組み込みのデータベースワークロードを含みます。他のデータベースシステムと同様に、EMQX起動前にTransparent HugePages（THP）を無効化することを強く推奨します。

echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag

メモリ容量が16GB以上の高メモリマシンで長時間EMQXを稼働させた際に以下の症状が発生する場合は、THPを無効化してTHP関連の問題を除外してください。

• メッセージレイテンシの不安定化
• 予期しないメモリ使用量の急増
• EMQXのlong_schedule警告ログ
• EMQXのrunq_overloadアラーム

クラスター運用中の場合は、比較のためにまず一部のノードでTHPを無効化してください。なお、ワークロードによってはTHPを有効にした方が良い場合もあります。

これらの設定を再起動後も維持するには、OSのドキュメントを参照して適切な方法で設定してください。

TCPネットワークチューニング

受け入れ可能な接続のバックログ数を増やします。

sysctl -w net.core.somaxconn=32768
sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=16384
sysctl -w net.core.netdev_max_backlog=16384

ローカルポート範囲の設定：

sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range='1024 65535'

TCPソケットの読み書きバッファ：

sysctl -w net.core.rmem_default=262144
sysctl -w net.core.wmem_default=262144
sysctl -w net.core.rmem_max=16777216
sysctl -w net.core.wmem_max=16777216
sysctl -w net.core.optmem_max=16777216

#sysctl -w net.ipv4.tcp_mem='16777216 16777216 16777216'
sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem='1024 4096 16777216'
sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem='1024 4096 16777216'

TCPコネクショントラッキング：

sysctl -w net.nf_conntrack_max=1000000
sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_max=1000000
sysctl -w net.netfilter.nf_conntrack_tcp_timeout_time_wait=30

TIME-WAITバケットプール、リサイクル、再利用：

sysctl -w net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=1048576

# 以下の設定は推奨されません。NAT環境で接続リセットを引き起こす可能性があります。
# sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=1
# sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

FIN-WAIT-2ソケットのタイムアウト：

sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=15

Erlang VMチューニング

etc/emqx.confファイルでErlang VMのチューニングを行います。

## システムで同時に存在可能な最大ポート数を設定
node.max_ports = 2097152

EMQXチューニング

リスナーアクセプター

etc/base.hoconにてアクセプタープールサイズとmax_connectionsの制限を調整します。

接続処理を最適化するため、etc/emqx.confの設定ファイルでアクセプタープールサイズとmax_connections制限を調整可能です。

TCPリスナーの例：

## TCPリスナー
listeners.tcp.$name.acceptors = 64
listeners.tcp.$name.max_connections = 1024000

acceptors：受信接続を処理するアクセプタープロセスの数。

max_connections：許可される同時接続の最大数。

ディストリビューションポートバッファサイズ

多数のレプリカノードを持つ大規模クラスターでは、コアノードのnode.dist_buffer_sizeパラメータを調整してディストリビューションポートのバッファサイズをチューニングすることを推奨します。

# KB単位のバッファサイズ。以下は最大約2GBに設定。
node.dist_buffer_size=2097151

この調整により、コアノードは大量のクライアント再接続によるトラフィックスパイクをより適切に処理できます。

また、以下のような警告ログが出る場合は、このバッファサイズを増やすことで問題を緩和できます。

[warning] msg: busy_dist_port ...

クライアントマシンのチューニング

EMQXのベンチマークを行うクライアントマシンのチューニング例：

sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="500 65535"
echo 1000000 > /proc/sys/fs/nr_open
ulimit -n 100000

MQTTベンチマーク

同時接続テスト用ツール：emqtt_benchをご利用ください。