【性能工程 - eBPF 技術】小白也能學會的 eBPF 技術—

【性能工程 - eBPF 技術】小白也能學會的 eBPF 技術——初步了解 eBPF 技術（一）

eBPF，即擴展的伯克利包過濾器（Extended Berkeley Packet Filter），是從早期的BPF技術發展而來，起初用于高效地過濾網絡數據包。隨著時間的推移，eBPF已經成為一個強大的、靈活的內核技術，不僅限于網絡數據包處理，還可以用于跟蹤、安全、網絡策略實施、性能分析等多個領域。

知道名字和縮寫

起源與發展

BPF起源：BPF首次出現在1992年的BSD操作系統中，由Steven McCanne和Van Jacobson設計。它作為一種高效的用戶級數據包捕獲機制，利用內核中的虛擬機執行用戶定義的過濾程序，避免了不必要的用戶空間到內核空間的數據復制。
eBPF的進化：隨著時間的推移，BPF經歷了多次改進和擴展，形成了今天的eBPF。eBPF擁有更豐富的指令集、更大的寄存器集合，以及更強的安全性和靈活性。它可以編寫更為復雜的程序，并且能夠在內核中執行各種任務，遠遠超出了最初的包過濾功能。

知道最初的起源，來源于 BPF，用于處理網絡包。

核心特點

字節碼執行：用戶編寫eBPF程序，然后使用LLVM/CLang等編譯器將其編譯成字節碼。這個字節碼隨后被加載到內核中。
安全驗證：內核在執行eBPF字節碼前會進行嚴格的驗證，確保程序沒有死循環、不會消耗過多資源或影響內核穩定性，這是通過一個復雜的驗證器實現的。（因為要放到內核中運行，嚴格的檢查是很好理解的，不然就崩潰了）
動態加載與執行：通過bpf()系統調用，eBPF程序可以動態加載到內核中，并在需要時執行。JIT（即時編譯）技術可進一步將字節碼轉換成本地機器碼，以提高執行效率。
廣泛的鉤子函數：eBPF程序可以通過各種鉤子（hook）插入到內核的多個位置，包括但不限于系統調用入口/出口、網絡棧的各個層級（如XDP，即eXpress Data Path）、kprobes（內核函數探測點）和uprobes（用戶空間函數探測點）等，使得它能夠對系統行為進行深度監控和操控。
應用領域：
- 網絡：eBPF可用于高級網絡策略實施，比如使用XDP進行高性能的數據包處理。
- 性能監控：eBPF可以幫助收集詳細的性能指標，如CPU使用情況、磁盤I/O、系統調用跟蹤等。
- 安全：實現細粒度的安全策略，比如進程監控、審計、防火墻規則等。
- 調試與診斷：提供強大的內核和用戶空間程序的調試能力。

工作流程

編寫與編譯：開發者使用eBPF語言或LLVM前端語言編寫程序，并通過LLVM編譯成字節碼。
加載與驗證：通過bpf()系統調用將字節碼加載到內核，內核驗證程序的安全性。
即時編譯（JIT）：內核使用JIT技術將字節碼編譯成本地機器碼，提高執行效率。
掛載與觸發：根據程序的用途，將其掛載到相應的內核鉤子點。當鉤子點被觸發時，eBPF程序自動執行。

這個工作流程就是一個簡單的總結，實際上開發人員在編寫 eBPF 時可以通過現在各種前端或者框架，很方便的進行使用。

eBPF技術以其高度的靈活性、安全性以及低開銷的特點，正在成為現代云原生、容器化環境、以及需要高性能監控和安全控制場景下的關鍵技術。隨著持續的發展和社區的支持，eBPF的應用前景非常廣闊。

參考資料

1.超細節！十年碼農講述eBPF和XDP技術！知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/558509760
2.eBPF怎么玩（一）嗶哩嗶哩
https://m.bilibili.com/read/cv15768069/
3.全面介紹eBPF-概念-charlieroro-博客園
https://www.cnblogs.com/charlieroro/articles/13403672.html
4.ebpf深入理解和應用介紹-CSDN博客
https://m.blog.csdn.net/gengzhikui1992/article/details/105364645
5.01｜技術概覽：eBPF的發展歷程及工作原理-知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/458753388
6.【萬字干貨！eBPF的原理與入門技巧-知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/529225001
7.游戲王把卡破壞和把卡送入墓地有什么區別？芝士回答
https://page.sm.cn/blm/midpage-317/
8.游戲王特召只能攻擊表示？芝士回答
https://page.sm.cn/blm/midpage-317
9.羅克韋爾ABPF40P系列變頻器-變頻器產業網
http://m.ebpq.cn/mall/41722.html
10.一文看懂eBPF、eBPF的使用（超詳細）嗶哩嗶哩
https://www.bilibili.com/read/mobile?id=16232093

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