腾讯蓝鲸深度应用eBPF的可观测性实践
- 介绍eBPF技术
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- eBPF的定义和起源
eBPF是一种在Linux内核中运行的虚拟机，可以通过加载和执行特定的eBPF程序来扩展内核功能。eBPF技术最初由Brendan Gregg和其他一些开发者在2014年提出，旨在解决可观测性和性能调优的需求。
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- eBPF在Linux内核中的应用
eBPF已经成为Linux内核中的一个重要功能，广泛应用于网络、安全、调试和性能优化等领域。通过使用eBPF，用户可以通过加载和执行eBPF程序来监控和控制Linux内核的行为，而无需修改内核源代码或重新编译内核。
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- eBPF在网络领域的应用
- 腾讯TKE团队开发的IPVS-BPF模式
腾讯TKE团队开发了一种基于eBPF技术的IPVS-BPF模式，用于提高Kubernetes集群中负载均衡器IPVS的性能和可观测性。通过使用IPVS-BPF，可以更细粒度地控制请求转发和负载均衡策略，并实现更高效和可靠的网络服务。
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- 优化istio数据面的性能问题
eBPF还可以用于优化istio等服务网格中数据面的性能问题。通过加载和执行特定的eBPF程序，可以实现更高效的流量转发和路由策略，提高服务网格的可观测性和性能。
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- eBPF在安全领域的应用
- 基于eBPF的数据解析
eBPF可以用于实现高效的网络数据解析，以提高安全监控和威胁情报的处理能力。通过加载和执行eBPF程序，可以实时解析网络数据包，并提取出关键信息，用于安全分析和威胁检测。
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- 提升容器集群安全性的攻防对抗
eBPF还可以用于提升容器集群的安全性，通过加载和执行eBPF程序来监控和控制容器之间的通信，以及对容器的访问控制。通过对攻击行为进行实时监测和阻断，可以提高容器集群的安全性。
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- eBPF在可观测性领域的应用
- 蓝鲸可观测性平台与OpenTelemetry的融合
蓝鲸可观测性平台通过与OpenTelemetry的融合，实现了标准化数据接入能力和无插桩的数据收集能力。通过加载和执行eBPF程序，可以收集和分析应用程序和系统的各种指标和日志数据，以提供全面的可观测性和性能优化能力。
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- eBPF在智能监控场景中的应用
eBPF可以用于实现智能监控场景中的实时数据采集和分析。通过加载和执行eBPF程序，可以在内核中进行高效的数据处理和计算，以实现实时监控数据的收集和分析，并进一步提供智能化的告警和运维能力。
eBPF 在腾讯的使用的常见问答Q&A
问题1：eBPF是什么？
答案：eBPF（Extended Berkeley Packet Filter）是一项强大的网络和性能分析工具，它在Linux内核上运行。eBPF允许开发者动态加载、更新和运行用户定义的代码。通过eBPF，可以在不改变内核源代码的情况下，安全有效地扩展内核功能。eBPF已经被广泛应用于网络、安全和可观测性领域，并在许多大公司得到使用。
- eBPF起源于Linux内核，可以在操作系统的内核中运行沙盒程序。
- eBPF的应用场景主要集中在网络、安全和可观测性这三个领域。
- eBPF允许开发者动态加载、更新和运行用户定义的代码，无需改动内核源代码。
问题2：eBPF在网络领域有哪些应用？
答案：eBPF在网络领域有许多应用，以下是一些具体例子：
- eBPF可以用于网络性能调优，通过在内核中执行用户定义的代码，实现更高效的数据包处理。
- eBPF可以用于网络安全监控，实时捕获网络流量并进行分析，检测潜在的安全威胁。
- eBPF可以用于实现网络透明代理，对进出网络的流量进行监控、过滤和修改。
问题3：腾讯如何利用eBPF优化Kubernetes服务的性能？
答案：腾讯TKE团队开发了新的IPVS-BPF模式，通过完全绕过nf_conntrack的处理逻辑，使用eBPF完成SNAT功能，从而提升Kubernetes服务的性能。具体优化效果如下：
- 对最常用的Pod访问ClusterIP场景，短连接性能提升40%，p99时延降低31%。
- 对NodePort场景，腾讯TKE团队也进行了优化。
通过使用eBPF绕过nf_conntrack，腾讯TKE团队实现了对Kubernetes服务的快速和高效处理，大大提升了服务的性能。
问题4：eBPF如何实现可观测性？
答案：eBPF是实现可观测性的关键技术之一，具体实现如下：
- eBPF可以用于捕获和分析网络流量，实时监控网络状态，帮助发现和解决网络故障。
- eBPF可以用于实现分布式追踪，通过在内核中执行用户定义的代码，追踪应用程序的调用链，帮助分析和优化应用程序的性能。
- eBPF可以用于实现智能监控，通过在内核中执行用户定义的代码，对监控数据进行实时处理和分析，实现自动化的故障检测和处理。
总之，eBPF通过在内核中执行用户定义的代码，实现了对系统和应用程序的深度监控和分析，帮助提升可观测性。
问题5：eBPF在哪些大公司被广泛应用？
答案：eBPF已经被许多大公司广泛应用，以下是一些使用eBPF技术的优秀公司：
- 腾讯：腾讯TKE团队开发了基于eBPF的IPVS-BPF模式，优化了Kubernetes服务的性能。
- 网易：网易伏羲私有云基于eBPF进行了云原生网络可观测性探索与实践。
这些公司通过使用eBPF技术，实现了对系统和应用程序的深度监控和优化，提升了可观测性和性能。
