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ebpf做网络相关的项目

eBPF(extended Berkeley Packet Filter)在网络领域有广泛的应用,尤其在网络性能优化、监控、安全策略等方面。以下是基于 eBPF 实现网络相关项目的关键方向、技术栈和示例项目:


1. 网络性能监控与分析

  • 技术栈
    • XDP(eXpress Data Path):处理网络数据包的快速路径(内核态),可用于 DDoS 防御、负载均衡等。
    • TC(Traffic Control):对流量进行分类、过滤和重定向。
    • BPF Maps:存储和传递监控数据(如哈希表、环形缓冲区)。
  • 示例项目
    • 网络延迟分析:通过 eBPF 捕获 TCP/UDP 数据包的收发时间戳,计算延迟分布。
    • 丢包检测:监控内核网络栈的丢包事件(如 kfree_skb 钩子)。
    • 连接跟踪:统计 TCP/UDP 的连接状态(活跃连接数、重传次数等)。

2. DDoS/网络安全防护

  • 技术栈
    • XDP + BPF Maps(黑名单/白名单)。
    • eBPF Hook点:xdp_ingresstc_egress
  • 示例项目
    • XDP-based Firewall:在网卡驱动层直接丢弃恶意流量(如 SYN Flood)。
    SEC("xdp_drop")
    int xdp_drop_prog(struct xdp_md *ctx) {
        if (is_malicious_packet(ctx)) 
            return XDP_DROP; // 直接丢弃
        return XDP_PASS;
    }
    
    • 速率限制:通过 BPF Map 记录每个 IP 的请求频率,拦截高频请求。

3. 负载均衡与流量调度

  • 技术栈
    • XDP_TX/XDP_REDIRECT:将数据包转发到其他网卡或 CPU。
  • 示例项目
    • L4 Load Balancer:基于 XDP 实现高性能四层负载均衡(替代 LVS/IPVS)。
    SEC("xdp_lb")
    int xdp_load_balancer(struct xdp_md *ctx) {
        struct backend *target = lookup_backend();
        bpf_xdp_adjust_head(ctx, offset); // 修改包头
        return bpf_redirect_map(&backend_map, target->ifindex, XDP_PASS);
    }
    

4. HTTP/应用层协议分析

  • 技术栈: 使用 uprobe/kprobe + BPF Perf Buffer。
  • 示例项目: 监控 HTTP/TLS/QPS:
    
    SEC("uprobe/nginx_handler_request")
    int count_http_requests(struct pt_regs *ctx) {
       __u64 key = bpf_get_current_pid_tgid();
       __atomic_add_fetch(&http_stats[key].count, sizeof(http_stats));
       return ;
    }
    

5. Kubernetes/云原生网络

  • Cilium:
    基于 eBPF + k8s CNI,提供服务网格加速和安全策略。

🔧学习资源推荐:

  1. Cilium官方文档
  2. Linux内核eBPF示例
  3. 《Linux Observability with BPF》(David Calavera)

如果需要具体某个方向的代码实现或调试技巧,可以进一步说明!


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