Linux 网络架构设计需分层隔离、TCP 调优、高可用探活升级及 eBPF 可观测性。接入 / 逻辑 / 数据三层隔离；调大端口范围、启用 tcp_tw_reuse、SO_REUSEPORT；健康检查升至接口级、chrony 时间同步；用 bpftrace、tcpretrans、NFLOG 实现网络层监控。
Linux 网络架构设计的核心在于平衡并发处理能力与系统可用性，关键不是堆砌技术，而是根据业务流量特征、服务依赖关系和故障容忍度做合理分层与隔离。
网络分层与职责解耦
典型高并发场景下，建议按功能划分为接入层、逻辑层、数据层三层，每层通过独立网段 +VLAN 隔离，并配置策略 路由 与防火墙 规则。接入层（如 Nginx 或 Envoy）应绑定专用网卡并启用 RPS/RFS 优化软中断分发；逻辑层服务避免直接暴露公网，统一走内网 VIP 或 Service Mesh 入口；数据层（数据库、缓存）使用私有子网 + 白名单访问控制，禁用默认路由。
- 用 ip rule + ip route 实现多路径出口，例如区分管理流量与业务流量走不同网关
- 对关键服务启用SO_REUSEPORT，让内核在 accept 阶段就做负载分发，减少锁竞争
- 禁用 IPv6 若未实际使用，避免 conntrack 表项冗余和 DNS 双 栈解析延迟
TCP 调优与连接生命周期管理
高并发连接场景下，默认 TCP 参数会成为瓶颈。需重点调整 net.ipv4.ip_local_port_range（扩大 端口 范围）、net.ipv4.tcp_tw_reuse（允许 TIME_WAIT 复用）、net.core.somaxconn（提升全连接队列上限），同时关闭 net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle 防止长连接突发流量受限。
- TIME_WAIT 状态过多时，优先调大 net.ipv4.tcp_fin_timeout 而非盲目开启tcp_tw_recycle（后者在 NAT 环境下易出问题）
- 对短连接密集型服务（如 HTTP API），启用 tcp_fastopen 可减少 1 个 RTT 握手延迟
- 用 ss -s 定期监控 socket 统计，重点关注 tw、alloc、mem 三项是否持续增长
高可用机制落地要点
单机高可用不等于系统高可用。LVS+Keepalived 仅解决 VIP 漂移，真正的可用性依赖健康探测粒度、故障收敛速度与脑裂防护。建议将探活从 TCP 端口级升级为业务接口级（如 /health 返回 JSON 字段校验），并将探测间隔压到 2 秒以内；同时配置 nopreempt 模式 + 仲裁节点（如 etcd watch），避免主备频繁切换。
- Keepalived 的 vrrp_script 中避免调用外部命令，改用 curl -f -s –connect-timeout 1 直连本地端口
- 所有节点时间必须同步，chrony 配置中启用 makestep 并限制最大步进偏差
- 跨机房部署时，禁用基于 MAC 地址的 VRRP，改用 Anycast+BGP 方案规避广播域限制
可观测性与快速定位能力
没有监控的高可用是假高可用。基础层面需采集 netstat/ss 连接状态、conntrack 计数、软硬中断分布；应用层面注入 trace-id 并透传至日志与指标；网络层面部署 eBPF工具（如 bpftrace 或 Cilium monitor）捕获异常丢包、重传、连接拒绝等事件。
- 用tcpretrans（bcc 工具）实时查看重传包，定位是丢包还是乱序
- 对关键链路配置 iptables -j NFLOG 配合 ulogd 记录原始连接元数据，便于事后回溯
- Prometheus 中建立 node_network_receive_errs_total 与node_network_transmit_drop_total告警阈值，早于业务指标发现网卡异常
