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# eBPF sockops 示例
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## 利用 eBPF 的 sockops 进行性能优化
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网络连接本质上是 socket 之间的通讯，eBPF 提供了一个 [bpf_msg_redirect_hash](https://man7.org/linux/man-pages/man7/bpf-helpers.7.html) 函数，用来将应用发出的包直接转发到对端的 socket，可以极大地加速包在内核中的处理流程。
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这里 sock_map 是记录 socket 规则的关键部分，即根据当前的数据包信息，从 sock_map 中挑选一个存在的 socket 连接来转发请求。所以需要先在 sockops 的 hook 处或者其它地方，将 socket 信息保存到 sock_map，并提供一个规则 (一般为四元组) 根据 key 查找到 socket。
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Merbridge 项目就是这样实现了用 eBPF 代替 iptables 为 Istio 进行加速。在使用 Merbridge (eBPF) 优化之后，出入口流量会直接跳过很多内核模块，明显提高性能，如下图所示：
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## 运行样例
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此示例程序从发送者的套接字（出口）重定向流量至接收者的套接字（入口），**跳过 TCP/IP 内核网络栈**。在这个示例中，我们假定发送者和接收者都在**同一台**机器上运行。
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### 编译 eBPF 程序
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```shell
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# Compile the bpf_sockops program
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clang -O2 -g -Wall -target bpf -c bpf_sockops.c -o bpf_sockops.o
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clang -O2 -g -Wall -target bpf -c bpf_redir.c -o bpf_redir.o
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```
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### 加载 eBPF 程序
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```shell
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sudo ./load.sh
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```
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您可以使用 [bpftool utility](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/tools/bpf/bpftool/Documentation/bpftool-prog.rst) 检查这两个 eBPF 程序是否已经加载。
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```console
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$ sudo bpftool prog show
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63: sock_ops name bpf_sockmap tag 275467be1d69253d gpl
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loaded_at 2019-01-24T13:07:17+0200 uid 0
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xlated 1232B jited 750B memlock 4096B map_ids 58
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64: sk_msg name bpf_redir tag bc78074aa9dd96f4 gpl
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loaded_at 2019-01-24T13:07:17+0200 uid 0
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xlated 304B jited 233B memlock 4096B map_ids 58
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```
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### 运行 [iperf3](https://iperf.fr/) 服务器
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```shell
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iperf3 -s -p 10000
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```
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### 运行 [iperf3](https://iperf.fr/) 客户端
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```shell
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iperf3 -c 127.0.0.1 -t 10 -l 64k -p 10000
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```
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### 收集追踪
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```console
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$ ./trace.sh
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iperf3-9516 [001] .... 22500.634108: 0: <<< ipv4 op = 4, port 18583 --> 4135
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iperf3-9516 [001] ..s1 22500.634137: 0: <<< ipv4 op = 5, port 4135 --> 18583
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iperf3-9516 [001] .... 22500.634523: 0: <<< ipv4 op = 4, port 19095 --> 4135
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iperf3-9516 [001] ..s1 22500.634536: 0: <<< ipv4 op = 5, port 4135 --> 19095
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```
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你应该可以看到 4 个用于套接字建立的事件。如果你没有看到任何事件，那么 eBPF 程序可能没有正确地附加上。
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### 卸载 eBPF 程序
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```shell
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sudo ./unload.sh
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```
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## 参考资料和源代码来源
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- <https://github.com/zachidan/ebpf-sockops>
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- <https://github.com/merbridge/merbridge>
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