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LinuxCPU软中断高如何处理_网络与驱动分析【教学】

冷炫風刃

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发布时间:2025-12-18 12:09:37

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来源于php中文网

原创

Linux中CPU软中断偏高需定位真实瓶颈:先查/proc/softirqs识别NET_RX等异常类型,再结合RSS/RPS配置、驱动卸载设置及perf追踪协议栈路径,三层交叉验证。

linuxcpu软中断高如何处理_网络与驱动分析【教学】

Linux系统中CPU软中断(softirq)持续偏高,通常意味着内核正在高频处理网络收发、定时器、任务队列等异步事件,尤其在网络负载重或驱动不当时表现明显。重点不是“压低数值”,而是定位真实瓶颈——是流量过大?网卡中断聚合不足?驱动有缺陷?还是应用层突发包冲击?

看懂软中断来源:/proc/softirqs 是第一现场

执行 cat /proc/softirqs 查看各类型软中断在每个CPU上的触发次数。重点关注:

  • NET_RX:网卡收到数据包后触发的接收软中断——值高说明入向流量大或协议处理慢
  • NET_TX:发送完成确认或清理发送队列时触发——值高可能因发送队列积压、驱动释放skb不及时
  • TIMER:高频率定时器(如CFS调度、RCU回调)也会推高softirq,需结合perf top -e 'irq:softirq_entry'进一步过滤

对比多轮输出(如每秒一次),观察是否某CPU持续飙升(不均衡)、或某softirq类型增长异常快。

检查网卡与中断配置:RSS、RPS、RFS 是否启用并合理

单CPU软中断过高,大概率是网卡中断未分散或软件收包路径未并行化:

  • ethtool -l eth0 确认网卡是否支持并启用了RSS(Receive Side Scaling),硬件层面将不同流分发到不同CPU
  • 检查 /proc/sys/net/core/rps_sock_flow_entries/sys/class/net/eth0/queues/rx-*/rps_cpus,确保RPS(软件层面收包均衡)已配且掩码覆盖足够CPU
  • RFS(Receive Flow Steering)可提升缓存局部性,需配合应用程序调用setsockopt(SO_ATTACH_REUSEPORT_CBPF)或使用flow director硬件支持

若全关RSS/RPS,所有包都由一个CPU处理NET_RX软中断,必然瓶颈。

排查驱动与固件:老旧驱动、错误offload、网卡丢包

某些驱动在特定负载下会反复触发软中断,例如:

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  • 禁用TSO/GSO/LRO等卸载功能:ethtool -K eth0 tso off gso off lro off,排除因分片/聚合异常导致协议栈频繁处理小包
  • 检查dmesg是否有“hardware error”“reset adapter”“rx queue full”类报错,指向固件bug或硬件故障
  • 对比同型号网卡在其他机器的表现,或临时更换驱动版本(如ixgbe → ixgbevf,或升级firmware)验证

特别注意虚拟化环境:vhost-net或VFIO直通时,软中断可能转移到宿主机vCPU,需同步检查QEMU参数与virtio-net特性协商。

抓包+协议栈追踪:确认是不是应用层在“制造”压力

软中断高 ≠ 网络本身有问题,可能是上层行为诱发:

  • tcpdump -i eth0 -c 1000 port 80 快速采样,看是否大量小包(如HTTP短连接、ACK风暴、SYN洪泛)
  • 运行 perf record -e 'irq:softirq_entry' -g -a sleep 10,再用perf script分析调用栈,看NET_RX软中断是否集中在ip_rcv_finishtcp_v4_do_rcv等函数
  • 检查ss -i查看socket接收队列(rcv_spacercv_rtt)和丢包统计(retransreord),确认是否因应用读取慢导致sk_buff堆积、反复触发软中断

常见诱因:未开启TCP快速打开(TFO)、应用未使用SO_REUSEPORT、日志服务高频flush小包、监控探针轮询过于密集。

不复杂但容易忽略:软中断本身不可抢占,长时间运行会阻塞进程调度和硬中断响应。定位必须从/proc/softirqs出发,结合网卡能力、驱动状态、实际流量特征三层交叉验证,而不是盲目调参。

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