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小周的数据库进阶之路 2025-12-02

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#!/bin/bash
# 文件: db_os_optimize.sh
# 功能: 操作系统参数优化（数据库场景专用）
# 兼容: CentOS/RHEL 7+/Ubuntu 18.04+/Debian 9+
# 说明: 需root权限执行，优化项包含网络、内存、文件描述符、安全、IO等

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# 配置区（可根据实际需求调整）
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TARGET_USER="${1:-root}"  # 目标用户（默认root）
TIME_ZONE="Asia/Shanghai"     # 系统时区
SWAPPINESS=0                  # 禁用Swap（数据库推荐）
MAX_OPEN_FILES=655360         # 最大文件描述符
MAX_PROCESS=655360            # 最大进程数
FIREWALL_ACTION="open"        # 防火墙动作：open(开放常用端口)/close(关闭)/keep(保持不变)
DB_PORT="54321"               # 数据库端口（需开放时使用）

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# 工具函数
##############################################################################
# 日志输出（带时间戳）
log() {
    echo "[$(date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S')] [$1] $2"
}

# 错误退出
error_exit() {
    log "ERROR" "$1"
    exit 1
}

# 备份配置文件
backup_conf() {
    local conf_path="$1"
    local backup_path="${conf_path}.bak.$(date +'%Y%m%d%H%M%S')"
    if [ -f "$conf_path" ]; then
        cp -p "$conf_path" "$backup_path" || error_exit "备份$conf_path失败"
        log "INFO" "已备份配置文件: $backup_path"
    fi
}

# 检查命令是否存在
command_exist() {
    command -v "$1" >/dev/null 2>&1
}

##############################################################################
# 前置检查
##############################################################################
# 检查root权限
if [ "$(id -u)" -ne 0 ]; then
    error_exit "脚本必须以root用户执行，当前用户: $(whoami)"
fi

# 检查目标用户是否存在
if ! id -u "$TARGET_USER" >/dev/null 2>&1; then
    log "WARN" "目标用户$TARGET_USER不存在，是否创建？(y/n，默认n)"
    read -r create_user
    if [ "$create_user" = "y" ] || [ "$create_user" = "Y" ]; then
        useradd -m -s bin/bash "$TARGET_USER" || error_exit "创建用户$TARGET_USER失败"
        log "INFO" "已创建目标用户: $TARGET_USER"
    else
        error_exit "目标用户$TARGET_USER不存在，脚本退出"
    fi
fi

# 检查系统发行版
if [ -f etc/redhat-release ]; then
    OS_TYPE="rhel"
elif [ -f etc/lsb-release ] || [ -f etc/debian_version ]; then
    OS_TYPE="debian"
else
    error_exit "不支持的操作系统发行版"
fi

log "INFO" "开始执行操作系统参数优化，目标用户: $TARGET_USER，系统类型: $OS_TYPE"

##############################################################################
# 1. 备份关键配置文件
##############################################################################
log "INFO" "开始备份配置文件..."
backup_conf "/etc/sysctl.conf"
backup_conf "/etc/security/limits.conf"
backup_conf "/etc/ssh/sshd_config"
backup_conf "/etc/bashrc"

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# 2. 内核参数优化（sysctl.conf）
##############################################################################
log "INFO" "优化内核参数..."
SYSCTL_MARKER="#add by kingbase (enhanced)"

# 检查是否已添加优化配置，避免重复
if ! grep -q "^$SYSCTL_MARKER" /etc/sysctl.conf; then
    cat >> etc/sysctl.conf <<EOF

$SYSCTL_MARKER
# 共享内存优化（数据库核心需求）
kernel.shmmax = 4294967296          # 最大共享内存段（4GB，根据物理内存调整）
kernel.shmall = 1048576             # 共享内存总页数（4GB/4KB=1048576）
kernel.shmmni = 8192                # 最大共享内存段数
kernel.sem = 5010 64128000 50100 1280  # 信号量配置

# 文件系统优化
fs.file-max = $MAX_OPEN_FILES       # 系统最大打开文件数
fs.aio-max-nr = 1048576             # 异步IO最大请求数

# 内存优化
vm.overcommit_memory = 2            # 禁止过度内存分配
vm.overcommit_ratio = 90            # 内存过度分配比例（物理内存90%）
vm.swappiness = $SWAPPINESS         # 禁用Swap（0=优先使用物理内存）
vm.dirty_background_ratio = 5       # 后台刷脏页阈值（5%）
vm.dirty_ratio = 10                 # 强制刷脏页阈值（10%）
vm.dirty_expire_centisecs = 3000    # 脏页过期时间（30秒）

# 网络优化（提升并发和连接稳定性）
net.ipv4.ip_local_port_range = 9000 65500  # 本地端口范围
net.core.somaxconn = 65535          # 最大监听队列长度
net.core.netdev_max_backlog = 65535 # 网卡接收队列最大长度
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535 # TCP半连接队列长度
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1           # 复用TIME_WAIT状态的端口
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0         # 禁用TCP连接回收（避免NAT环境问题）
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30       # TIME_WAIT超时时间（30秒）
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600   # TCP保活时间（10分钟）
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 30   # 保活探测间隔（30秒）
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 10  # 保活探测次数
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 200000 # 最大TIME_WAIT数量
EOF

    # 应用内核参数（忽略临时失效的参数）
    sysctl -p >/dev/null 2>&1 || log "WARN" "部分内核参数需重启系统生效"
else
    log "INFO" "内核参数已优化，跳过重复添加"
fi

##############################################################################
# 3. 用户资源限制优化（limits.conf）
##############################################################################
log "INFO" "优化用户资源限制..."
LIMITS_MARKER="#add by kingbase (enhanced)"

if ! grep -q "^$LIMITS_MARKER" /etc/security/limits.conf; then
    cat >> etc/security/limits.conf <<EOF

$LIMITS_MARKER
# 全局限制
*       soft        nofile      $MAX_OPEN_FILES
*       hard        nofile      $MAX_OPEN_FILES
*       soft        nproc       $MAX_PROCESS
*       hard        nproc       $MAX_PROCESS
*       soft        core        unlimited
*       hard        core        unlimited
*       soft        memlock     unlimited
*       hard        memlock     unlimited

# root用户限制
root    soft        nofile      $MAX_OPEN_FILES
root    hard        nofile      $MAX_OPEN_FILES
root    soft        nproc       $MAX_PROCESS
root    hard        nproc       $MAX_PROCESS

# 目标用户专项限制
$TARGET_USER  soft        nofile      $MAX_OPEN_FILES
$TARGET_USER  hard        nofile      $MAX_OPEN_FILES
$TARGET_USER  soft        nproc       $MAX_PROCESS
$TARGET_USER  hard        nproc       $MAX_PROCESS
$TARGET_USER  soft        memlock     unlimited
$TARGET_USER  hard        memlock     unlimited
EOF

    # 清除limits.d下的默认限制（避免覆盖）
    if [ -d /etc/security/limits.d ]; then
        find /etc/security/limits.d -name "*.conf" -exec sed -i '/^\*.*nofile\|^\*.*nproc/d' {} \;
    fi
else
    log "INFO" "用户资源限制已优化，跳过重复添加"
fi

##############################################################################
# 4. SSH服务优化（sshd_config）
##############################################################################
log "INFO" "优化SSH服务配置..."
SSHD_CONF="/etc/ssh/sshd_config"

# 匹配行首可能的空白字符，注释原有配置
sed -i "s/^[[:space:]]*GSSAPIAuthentication/#GSSAPIAuthentication/g" "$SSHD_CONF"
sed -i "s/^[[:space:]]*UseDNS/#UseDNS/g" "$SSHD_CONF"
sed -i "s/^[[:space:]]*UsePAM/#UsePAM/g" "$SSHD_CONF"
sed -i "s/^[[:space:]]*PasswordAuthentication/#PasswordAuthentication/g" "$SSHD_CONF"

# 添加优化配置（确保生效）
cat >> "$SSHD_CONF" <<EOF
# 优化项（add by kingbase）
GSSAPIAuthentication no          # 禁用GSSAPI认证（加速登录）
UseDNS no                        # 禁用DNS反向解析（加速登录）
UsePAM yes                       # 启用PAM认证
PasswordAuthentication yes       # 允许密码登录（根据需求调整）
MaxStartups 100                  # 最大并发连接尝试数
MaxSessions 100                  # 最大并发会话数
EOF

# 重启SSH服务（兼容systemd和sysvinit）
if command_exist systemctl; then
    systemctl restart sshd >/dev/null 2>&1 || log "WARN" "重启sshd服务失败（systemd）"
elif command_exist service; then
    service sshd restart >/dev/null 2>&1 || log "WARN" "重启sshd服务失败（sysvinit）"
fi

##############################################################################
# 5. Shell环境优化（bashrc）
##############################################################################
log "INFO" "优化Shell环境..."
BASHRC_CONF="/etc/bashrc"
SHELL_MARKER="#add by kingbase (enhanced)"

if ! grep -q "^$SHELL_MARKER" "$BASHRC_CONF"; then
    cat >> "$BASHRC_CONF" <<EOF

$SHELL_MARKER
# 启用别名扩展
shopt -s expand_aliases

# 历史命令优化
HISTSIZE=1000000                 # 历史命令记录条数
HISTFILESIZE=2000000             # 历史文件最大行数
HISTTIMEFORMAT="%Y-%m-%d %H:%M:%S "  # 历史命令带时间戳
HISTCONTROL=ignoredups:ignorespace  # 忽略重复命令和空格开头的命令

# 环境变量优化
export LC_ALL=C                   # 统一字符集
export LANG=C
export TMOUT=0                    # 禁用自动退出
EOF
else
    log "INFO" "Shell环境已优化，跳过重复添加"
fi

##############################################################################
# 6. Cron权限优化（cron.allow）
##############################################################################
log "INFO" "配置Cron权限..."
CRON_ALLOW="/etc/cron.allow"

# 确保文件存在，且目标用户已添加
touch "$CRON_ALLOW"
chmod 600 "$CRON_ALLOW"
if ! grep -q "^$TARGET_USER$" "$CRON_ALLOW"; then
    echo "$TARGET_USER" >> "$CRON_ALLOW"
    log "INFO" "已添加$TARGET_USER到cron.allow"
else
    log "INFO" "$TARGET_USER已在cron.allow中，跳过"
fi

##############################################################################
# 7. 关键系统优化（数据库场景必做）
##############################################################################
# 7.1 关闭透明大页（THP，数据库性能杀手）
log "INFO" "关闭透明大页（THP）..."
THP_DISABLE="/etc/systemd/system/disable-thp.service"
if [ ! -f "$THP_DISABLE" ]; then
    cat > "$THP_DISABLE" <<EOF
[Unit]
Description=Disable Transparent Huge Pages (THP)
After=sysinit.target local-fs.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/bin/sh -c "echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled && echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag"

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

    # 启用并立即执行
    systemctl daemon-reload
    systemctl enable disable-thp >/dev/null 2>&1
    systemctl start disable-thp >/dev/null 2>&1
fi
# 临时关闭（立即生效）
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled 2>/dev/null
echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/defrag 2>/dev/null

# 7.2 关闭SELINUX（避免权限冲突）
log "INFO" "调整SELINUX..."
if [ "$OS_TYPE" = "rhel" ]; then
    sed -i 's/^SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
    setenforce 0 >/dev/null 2>&1  # 临时关闭
fi

# 7.3 防火墙配置
log "INFO" "配置防火墙（动作: $FIREWALL_ACTION）..."
if command_exist firewall-cmd; then
    # CentOS/RHEL防火墙
    case "$FIREWALL_ACTION" in
        open)
            firewall-cmd --permanent --add-port="$DB_PORT"/tcp
            firewall-cmd --permanent --add-port=22/tcp
            firewall-cmd --reload >/dev/null 2>&1
            log "INFO" "已开放端口: 22, $DB_PORT"
            ;;
        close)
            systemctl stop firewalld
            systemctl disable firewalld >/dev/null 2>&1
            log "INFO" "已关闭防火墙"
            ;;
        keep)
            log "INFO" "保持防火墙当前配置"
            ;;
    esac
elif command_exist ufw; then
    # Ubuntu/Debian防火墙
    case "$FIREWALL_ACTION" in
        open)
            ufw allow 22/tcp
            ufw allow "$DB_PORT"/tcp
            ufw reload >/dev/null 2>&1
            log "INFO" "已开放端口: 22, $DB_PORT"
            ;;
        close)
            ufw disable >/dev/null 2>&1
            log "INFO" "已关闭防火墙"
            ;;
        keep)
            log "INFO" "保持防火墙当前配置"
            ;;
    esac
fi

# 7.4 设置系统时区
log "INFO" "设置系统时区为: $TIME_ZONE"
timedatectl set-timezone "$TIME_ZONE" >/dev/null 2>&1
# 同步时间（需安装ntp/chrony）
if command_exist chronyd; then
    systemctl start chronyd
    systemctl enable chronyd >/dev/null 2>&1
elif command_exist ntpd; then
    systemctl start ntpd
    systemctl enable ntpd >/dev/null 2>&1
fi

# 7.5 磁盘IO调度器优化（根据磁盘类型自动适配）
log "INFO" "优化磁盘IO调度器..."
for disk in $(lsblk -dn -o NAME | grep -v loop); do
    disk_path="/sys/block/$disk/queue/scheduler"
    if [ -f "$disk_path" ]; then
        # SSD/NVMe用mq-deadline，机械硬盘用mq-deadline（通用最优）
        echo mq-deadline > "$disk_path" 2>/dev/null
        log "INFO" "磁盘$disk IO调度器已设置为: mq-deadline"
    fi
chmod +x db_os_optimite.sh

# 7.6 禁用文件系统atime（减少磁盘IO）
root ./db_os_optimite.sh ./db_os_optimite.sh mydbuser
sed -i 's/\(defaults\)/\1,noatime/' /etc/fstab 2>/dev/null
mount -o remount / >/dev/null 2>&1  # 临时生效，重启后完全生效

# 7.7 关闭自动更新（避免系统不稳定）
log "INFO" "关闭系统自动更新..."
if [ "$OS_TYPE" = "rhel" ]; then
    systemctl stop yum-cron >/dev/null 2>&1
    systemctl disable yum-cron >/dev/null 2>&1
elif [ "$OS_TYPE" = "debian" ]; then
    systemctl stop unattended-upgrades >/dev/null 2>&1
    systemctl disable unattended-upgrades >/dev/null 2>&1
fi

##############################################################################
# 执行结果提示
##############################################################################
log "INFO" "操作系统参数优化完成！"
log "INFO" "========================================"
log "INFO" "需立即生效的操作："
log "INFO" "  1. 重新登录Shell（用户资源限制生效）"
log "INFO" "  2. 重启系统（部分内核参数、IO调度器完全生效）"
log "INFO" "========================================"
log "INFO" "优化日志和配置备份已保留，路径："
log "INFO" "  - 配置备份：/etc/xxx.conf.bak.2025xxxx"
log "INFO" "  - 脚本执行日志：可通过终端输出回溯"
log "INFO" "========================================"

使用说明

1. 赋予执行权限：chmod +x enhance_os_param.sh
2. 执行脚本（默认目标用户kingbase
）：./enhance_os_param.sh
3. 自定义目标用户：./enhance_os_param.sh mydbuser
4. 执行后建议：重新登录Shell + 重启系统（确保所有优化生效）

注意事项

• 脚本仅适用于数据库服务器（生产环境建议先在测试机验证）
• 防火墙开放端口可根据实际需求修改DB_PORT
变量
• 共享内存参数（kernel.shmmax
）可根据物理内存调整（建议设为物理内存的50%-80%）
• 若需启用SELINUX，需手动调整SELINUX=permissive
并配置数据库相关策略

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孔长征：深耕Excel及数据分析领域20多年。作为国内早期Office图书创作者，主导策划并编写了数十本Office办公类畅销图书，累计影响数百万用户。擅长将复杂数据处理逻辑转化为通俗易懂的操作指南，帮助职场人士高效掌握数据处理、可视化分析等核心技能，提升工作效率。

周奎奎：畅销书作者，资深培训讲师，拥有超过10年的Office培训实战经历，曾参与出版20多本Office相关图书，受众人数超30万，对Office在销售、人力、财务、行政领域的应用有丰富的实战经验。

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END

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