eBPF技术应用碧原生网络实践系列之基于socket的service | 龙蜥技术

在 socket 层两方就启动了路由器叠加，对于 TCP 的 clusterip 会面，结构上上可以近似于 POD 之间南北向的通信，将 clusterip 的费用减至最少。

不无需逐包的 dnat 应用于暴力。 不无需逐包的查告诉他 svc 的应用于暴力。

UDP 工作时序

UDP 由于是无通往的，解决关键问题要适合于一些，如下图所示：

nat_sk 同上的假定参见：LB4_REVERSE_NAT_SK_MAP

劫持 connect 和 sendmsg 该系统绑定：

1. 从该系统绑定绑定正则同上达式当中取 dip+dport，查告诉他 svc 同上。告诉他将近则不处置离开。

2. 查告诉他抗性可能会土话，如果告诉他到，给予 backend_id，改投 4，否则改投 3。

3. 随机作业，分派一个 backend。

4. 根据 backend_id，查 be 同上，给予 be 的 IP+路由器。

5. 愈来愈新抗性的就其同上。

6. 愈来愈新 nat_sk 同上，key 为 be 的 ip+port，value 为 svc的vip+vport。

7. 修订该系统绑定正则同上达式当中的 dip+dport 为 be 的 ip + port。

8. 启动。

劫持 recvmsg 该系统绑定

1. 从该系统绑定正则同上达式当中远端 IP+port，查告诉他 NAT_SK 同上，告诉他将近则不处置离开。

2. 告诉他到，锁住其当中的 IP+port，用来查告诉他 svc 同上，告诉他将近，则封禁 nat_sk 近似于同上项，离开。

3. 应用于 nat_sk 当中告诉他到的 ip+port，设置该系统绑定正则同上达式当中远端的 IP+port。

4. 启动。

关于重定向变更关键问题

基于 socket eBPF 解决关键问题的 clusterIP，在上述结构上改投发方法之外，还有一些特殊性的内容无需考虑,其当中一个无需特殊性考虑就是 peer address 的关键问题。和 IPVS之类的解决关键问题不同，在 socket eBPF 的 clusterIP 上，client 是和同样和 backend 通信的，当中间的 service 被周期性地了。鲜为人知一下改投发路径如下：

此时，如果 client 上的 APP 绑定 getpeername 之类的路由器查询 peer address，这个时候获取到的重定向和 connect 倡议的重定向是不保持一致的，如果 app对于 peeraddr 有判断或者特殊性用作，可能可能会有意外可能会。

针对这种可能会，我们比方说可以通过 eBPF 在 socket 层两方来变更：

1、在guest kernel 上增设 bpf_attach_type，可以对 getpeername 和 getsockname 减少 hook 处置。

2、倡议通往的时候，在相应的 socket hook 处置当中，假定 map 记录第三组织起来的VIP:VPort 和 RSIP:RSPort 的对用关系。

3、当 APP 要绑定 getpeername/getsockname 路由器的时候，借助于 eBPF 时序变更离开的图同上：修订正则同上达式当中的远端的 IP+port为vip+vport。

总结

和TC-EBPF/IPVS效能对比

测试环境：4vcpu + 8G mem 的安全性密封实例，单 client + 单 clusterip + 12 backend。socket BPF：基于 socket ebpf 的 service 解决关键问题。tc eBPF：基于 cls-bpf 的 service 解决关键问题，目前为止已经在 ack 服务于当中应用。IPVS-raw：换成所有安全性第三组规则和 veth 之类费用，只有 IPVS 改投发逻辑上的 service 解决关键问题。socket BPF 在所有设计阶段上，大多有不同程度提升。

大量即刻的短通往，结构上上吞吐提升 15%，时域降低 20%。

改投发效能比起（QPS）

90%改投发延时比起（ms）

继续变迁

eBPF does to Linux what JavaScript does to HTML.-- Brendan Gregg

基于 socket eBPF 解决关键问题的 service，除此以外了过载总体的逻辑上解决关键问题，独创了 eBPF 灵活、小巧的特点。eBPF 的这些特点也很融为一体阳原生过场，目前为止，该技术已在阿里阳揭开序幕实践，加速了 kubernetes 服务于因特网。我们可能会继续探索和基础愈来愈多的 eBPF 的应用范例，比如 IPv6、network policy 等。

本文为阿里阳原创内容，私自允许不得改投载。

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