Linux 內核內置模塊查看與參數調優完全指南

現代 Linux 內核採用模塊化設計：核心功能編譯為內置模塊（built-in，隨內核啟動加載），擴展功能編譯為可加載模塊（LKM，運行時動態加載）。本文詳細講解如何枚舉內置模塊、查看其參數與當前值、並進行運行時調優，助您精細掌控內核行為。

一、內置模塊 vs 可加載模塊：核心差異

二、枚舉所有內置模塊

方法 1：讀取 modules.builtin（推薦，標準、完整）

cat /lib/modules/$(uname -r)/modules.builtin
# 輸出示例：
# kernel/fs/ext4/ext4.ko
# kernel/net/ipv4/tcp_cubic.ko
# kernel/drivers/usb/core/usbcore.ko

每行對應一個 .ko 文件相對路徑，模塊名為文件名去擴展名（如 tcp_cubic）。

方法 2：掃描 /sys/module/ 目錄（直觀、含參數目錄）

ls /sys/module/ | grep -v '^$'
# 顯示所有已加載模塊（含內置與 LKM）目錄名
# 內置模塊目錄下通常無 initstate 文件，或 initstate 為 "live"

方法 3：內核日志檢索（僅限啟動時加載信息）

dmesg -T | grep -i 'built-in'
# 或
journalctl -k | grep -i 'module.*built-in'

三、查看與修改內置模塊參數

所有模塊（內置+LKM）在 /sys/module//parameters/ 暴露參數文件，每個文件對應一個參數，內容為當前值。

1. 列出模塊所有參數

ls /sys/module/tcp_cubic/parameters/
# 輸出：tcp_friendliness  tcp_window_scaling  ...

2. 讀取單個參數值

cat /sys/module/tcp_cubic/parameters/tcp_friendliness
# 輸出：1  (默認啟用 TCP Friendliness)

3. 批量查看所有參數及值

for p in /sys/module/tcp_cubic/parameters/*; do
    echo "$(basename $p): $(cat $p)"
done

4. 運行時修改參數（需 root，即時生效，重啟失效）

# 關閉 TCP Cubic Friendliness（某些高延遲鏈路可能提升吞吐）
echo 0 > /sys/module/tcp_cubic/parameters/tcp_friendliness

# 驗證
cat /sys/module/tcp_cubic/parameters/tcp_friendliness
# 0

注意：並非所有參數均可寫入，只讀參數會報 Permission denied 或 Invalid argument。

四、永久化參數配置

方法 1：內核命令行參數（Grub，推薦）

# 編輯 /etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet tcp_cubic.tcp_friendliness=0"

# 更新 grub 並重啟
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg  # RHEL系
update-grub                             # Debian系
reboot

方法 2：modprobe.d 配置文件（僅適用於可加載模塊，內置模塊無效）

# /etc/modprobe.d/tcp_cubic.conf
options tcp_cubic tcp_friendliness=0
# 僅在模塊為 LKM 時生效

方法 3：systemd-sysctl / rc.local 臨時腳本（不推薦生產）

# /etc/rc.local 或 systemd 服務
echo 0 > /sys/module/tcp_cubic/parameters/tcp_friendliness

五、實戰：常見內核子系統關鍵參數調優清單

六、驗證參數生效的標準流程

1. 修改配置：/etc/default/grub 或 /etc/sysctl.d/99-custom.conf。
2. 重啟/應用：reboot 或 sysctl --system。
3. 多源交叉驗證：
   cat /proc/cmdline 確認內核命令行參數
   cat /sys/module/tcp_cubic/parameters/tcp_friendliness 確認運行時值
   sysctl net.ipv4.tcp_tw_reuse 確認 sysctl 參數
4. 壓測對比：使用 iperf3, wrk, fio 等工具量化效果。

七、總結

• 內置模塊列表：cat /lib/modules/$(uname -r)/modules.builtin。
• 參數查看/修改統一入口：/sys/module//parameters/。
• 永久化首選 Grub 內核命令行，適用於所有內置模塊。
• 調優必須 有指標、有基線、有壓測、有回滾，切忌盲目跟風參數。

掌握內置模塊參數視窗，將內核從「黑盒」轉化為可觀測、可調優、可交付的基礎設施組件。