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。このような状況下では、EMQXのシステムパフォーマンスの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し、クラッシュや障害のリスクを減らすこと。

本ページでは、ベンチマークおよび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示します。

スワップの無効化

Linuxのスワップパーティションは、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な影響を与える可能性があります。スワップは恒久的に無効化することを推奨します。

• 即時にスワップを無効化するには、以下のコマンドを実行してください。

sudo swapoff -a

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

Linuxカーネルのチューニング

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：

# システム全体で200万
sysctl -w fs.file-max=2097152
sysctl -w fs.nr_open=2097152
echo 2097152 > /proc/sys/fs/nr_open

現在のセッションでの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/etc/sysctl.confに永続化します。

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に設定します。

DefaultLimitNOFILE=2097152

emqx.service

Linuxディストリビューションに応じて、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/etc/security/limits.confに永続化します。

*      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

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

クラスターを運用している場合は、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、一部のワークロードではTHPを有効にした方が効果的な場合もあります。

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適切な方法で設定してください。

TCPネットワークのチューニング

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コネクション追跡：

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、リサイクルおよび再利用：

sysctl -w net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=1048576

# 以下のオプションの有効化は推奨されません。NAT環境下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

TCPパケットの再送回数を減らす：

sysctl -w net.ipv4.tcp_retries2=5

Erlang VMのチューニング

EMQX 6.3.0以降、EMQXはノードに割り当てられたCPUリソースに基づいてErlang VMのリソース制限を自動設定します。etc/emqx.confで以下の設定を行い、ノード再起動後に反映されます。

ポートおよびプロセスの制限

node.max_portsはErlang VMが同時に開けるファイルおよびソケットの最大数を制御します。デフォルト値はautoで、Erlang VMのポート制限（+Q）は以下のように設定されます。

• 利用可能な論理CPUが1～8個のノードでは、CPUあたり65,536ポート。
• 利用可能な論理CPUが8個を超えるノードでは、1,048,576ポート。

重要なお知らせ

以前のEMQXバージョンからアップグレードする場合、論理CPUが8個以下のノードはより低いポート制限で起動します。自動計算された制限が接続数要件を満たさない場合は、アップグレード前に明示的にnode.max_portsを設定し、ノードを再起動してください。

EMQXはErlangプロセス制限（+P）をnode.max_portsの2倍に設定します。node.process_limitを明示的に設定した場合は、計算されたプロセス制限より大きい値のみが有効となります。

高い同時接続数を必要とする場合、自動計算されたポート制限が不足することがあるため、node.max_portsを明示的に設定してください。例：

node.max_ports = 2097152

node.max_portsを増やす前に、OSのファイルディスクリプタ制限や利用可能メモリが設定値をサポートできることを確認してください。EMQXダッシュボードのノード監視ページで有効なポートおよびプロセス制限を確認できます。

Erlangスケジューラ

node.schedulersはErlang VMの+Sフラグを通じてスケジューラ数を制御します。デフォルトはautoで、Erlang VMが利用可能な論理プロセッサ数（コンテナのCPUリソースも含む）を使用します。

同一ホスト上の他のワークロードのためにCPUリソースを予約したい場合など、検出された値を上書きする必要がある場合にのみ、node.schedulersを正の整数に設定してください。

EMQXのチューニング

リスナーアクセプター

etc/base.hoconでアクセプタープールサイズおよびmax_connections制限を調整します。

接続処理を最適化するために、etc/emqx.confの設定でアクセプタープールサイズとmax_connections制限を調整できます。

TCPリスナーの設定例：

## 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、コアノードで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。

# バッファサイズ（KB単位）。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良く処理できます。

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軽減できます。

[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

同時接続数のテストツール：emqtt_bench。