今天分享的是【2023年ebpf技术实践***报告出品方：龙蜥社区&浪潮信息。
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——ebpf是一项起源于linux内核的革命性技术，可以在特权上下文中(如操作系统内核)运行沙盒程序。它可以安全有效地扩展内核的功能，并且不需要更改内核源**或加载内核模块。
——内核因具有监督和控制整个系统的特权，一直是实现可观察性、安全性和网络功能的理想场所。同时，由于对稳定性和安全性的高要求，内核发展相对缓慢，与内核之外实现的功能相比，创新速度较慢。
——如今，ebpf在多种应用场景中起到重要作用：在现代数据中心和云原生环境中提供高性能网络和负载均衡，以低开销提取细粒度的安全可观察性数据，帮助应用程序开发人员跟踪应用程序的运行状态，高效进行性能故障定位，保证应用程序和容器运行时安全等。
——ebpf引领的创新才刚刚开始，一切皆有可能
| ebpf常见的开发框架
①bcc是如今最热门也是对新手最友好的开源平台，它用python封装了编译、加载和读取数据的过程，提供了很多非常好用的api；和libbpf需要提前把bpf程序编译成bpf.o不同，bcc是在运行时才调用llvm进行编译的，所以要求用户环境上有llvm和kernel-devel。
②bpftrace是基于bpf和bcc构建的开源跟踪程序。与bcc一样，bpftrace附带了许多性能工具和支持文档。但是，它还提供了高级编程语言，使您可以创建功能强大的单行**和简短的工具。它自定义了自己的dsl作为前端，底层也是调用llvm的。事实上，它依赖于bcc提供的libbcc.so文件。
| 基于网卡的硬件offload
①硬件offload的主旨思想是将网络处理功能下放到网卡硬件中进行，减少cpu的消耗及cachemiss，从而提高整体网络性能。该功能依赖于网卡硬件的支持，可以实现checksum/gro等特性卸载，部分智能网卡还能支持ovsoffload、rdma等更多网络协议和特性卸载。但这种方案还存在以下问题：
②兼容性问题：不同的网卡厂商和型号支持的offload功能可能有所不同，因此在使用特定的offload功能时，需要确保网卡硬件和驱动程序的兼容性，否则可能会遇到不可**的问题或性能下降。
| dpdk用户态数据平面
1.dpdk（dataplanedevelopmentkit）是一个用于构建高性能数据平面应用程序的开发工具集。它提供了一系列的库和驱动程序，使得应用程序可以直接访问和操作网络设备、存储设备等硬件资源，，从用户态直接收包，完全绕过操作系统内核，从而实现零拷贝和低延迟的数据包处理。dpdk仍然存在以下问题：
2.跨平台兼容性问题：由于dpdk直接访问硬件资源和绕过操作系统内核，其在不同平台上的兼容性可能存在差异。某些特定的硬件设备或操作系统版本可能无法完全支持dpdk，因此在选择使用dpdk时需要进行充分的兼容性测试和验证。
| 基于ebpf的网络性能优化特点
1.应用场景丰富：ebpf适用于需要动态、灵活网络功能的场景，如网络加速、流量分析、安全策略和网络监控等。
2.更好的兼容性：采用ebpf的网络性能优化方案具有应用无侵入性，上层应用无需感知及改造；其可与传统网络路径兼容，不满足条件时可仍然按照内核网络协议栈默认流程处理；ebpf也可以与硬件offload结合使用，将可变成的网络处理过程完全卸载到硬件，实现更高的性能提升。
| 传统解决方案面临挑战
①传统安全检测和防御方案采用内核模块技术，内核模块技术是通过编写内核模块来扩展操作系统的功能，内核模块可以直接访问和修改操作系统内核，可以实现高级别控制和丰富的功能，但编写不当的内核模块可能导致内核崩溃或引入安全漏洞。
②ebpf提供了一种安全、可编程的方式来扩展内核功能，ebpf程序在内核中运行时会受到严格的安全限制，因此不会对系统的稳定性和安全性产生直接影响，可以实现深度的系统观测能力和自定义扩展能力。
本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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