Çfarë është eBPF?

eBPF (filtruesi Berkeley Packet) është një nën-sistem me kokrra Linux që ju lejon të kryeni programe ranore në brendësi të kokrrave pa ndryshuar kodin burim apo ngarkimin e moduleve të kokrrave. Programet janë verifikuar me anë të një dekoduesi kokrrash para ekzekutimit, duke siguruar sigurinë.

Për rrjetin, lidhje me programet eBPF në rrjetin e kokrrave dhe mund të kontrollojë, modifikojnë, ridrejtojnë ose hedhin paketat. Avantazhi kyç mbi ose modulet e kokrrave janë performanca dhe programimetria: programet e EBPF janë JIT-kompimpimped në kodin vendas dhe mund të ndajnë shtetin nëpërmjet (Shkruajtjet me vlerë të lartë të ndarë midis kokrrave dhe hapësirës së përdoruesit).

Hook	Vendodhja	Vonesa	Përdor shkronja të mëdha/vogla
XDP	NIC driver, para se të kufizohesh	Më i ulti	DDoS hedhje, baraspeshim
tc ingers/egress	mbas	E ulët	Trafiku i formës, shënimit, ridrejtimit
Filtri	Socket merr rrugën	Mesatare	Filtri
kprobe/tracesize	Kernel	Vjerat	Vëzhgueshmëria, gjurmimi

2. XDP Hook Points

Programet XDP (EXpress Data Stath) funksionojnë në pikën më të hershme të mundshme në rrjetin e stivave ⇩ brenda shoferit NIC, para se kokrra të caktojë një Kjo do të thotë:

XDP vendase
Të përgjithshme XDPsk_buff
XDP e shkarkuar

Një program i XDP kthen një nga pesë vendimet:

Kodi i kthimit	Veprimi
`XDP_DROP`	Pakoja e hedhjes menjëherë ⇩ hedhja më e ulët e rasteve me vonesë
`XDP_PASS`	Kalo nga
`XDP_TX`	Transmeto përsëri jashtë të njëjtin interfaqe (bounce)
`XDP_REDIRECT`	Ridrejtoje tek një tjetër interfaqe apo AF XDP socket
`XDP_ABORTED`	Gabim shtegu me

3.

Programi i mëposhtëm lëshon të gjitha paketat e UDP nga një burim i regjistruar në një hartë eBPF, duke lejuar që një aeroplan i kontrollit të hapësirës së përdoruesit të azhornojë listën e blloqeve në kohën e vrapimit.

// xdp_drop_udp.c — Drop UDP from IPs in a BPF map
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

// BPF map: src IP → drop flag (1 = drop)
struct {
    __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
    __uint(max_entries, 1024);
    __type(key, __u32);    // source IPv4 address
    __type(value, __u32);  // 1 = block
} blocklist SEC(".maps");

SEC("xdp")
int xdp_drop_udp(struct xdp_md *ctx) {
    void *data     = (void *)(long)ctx->data;
    void *data_end = (void *)(long)ctx->data_end;

    // Parse Ethernet header
    struct ethhdr *eth = data;
    if ((void *)(eth + 1) > data_end) return XDP_PASS;
    if (eth->h_proto != __constant_htons(ETH_P_IP)) return XDP_PASS;

    // Parse IPv4 header
    struct iphdr *ip = (void *)(eth + 1);
    if ((void *)(ip + 1) > data_end) return XDP_PASS;
    if (ip->protocol != IPPROTO_UDP) return XDP_PASS;

    // Check blocklist map
    __u32 src = ip->saddr;
    __u32 *val = bpf_map_lookup_elem(&blocklist, &src);
    if (val && *val == 1) return XDP_DROP;

    return XDP_PASS;
}

char _license[] SEC("license") = "GPL";

Kontrolli i kufijve është i detyrueshëm.data_end

Ngarko dhe bashkangjit me :

# Compile
clang -O2 -target bpf -c xdp_drop_udp.c -o xdp_drop_udp.o

# Attach to interface (native XDP)
ip link set eth0 xdp obj xdp_drop_udp.o sec xdp

# Add an IP to the blocklist via bpftool
bpftool map update name blocklist key 0x01 0x02 0x03 0x04 value 0x01 0x00 0x00 0x00

# Remove XDP program
ip link set eth0 xdp off

4. AF XDP: Kernel-Sipass

AF_XDPXDP_REDIRECT

Elementët e kyçit:

UMEM
Unazat
modaliteti

AF XDP është ideal për procesimin e paketës së personalizuar në normën e vijës pa kompleksitetin operacional të DPDK (jo faqe të mëdha, nuk ka bazë CPU që kërkohet për përdorim bazë).

5.

tcclsactsk_buff

// tc_mark.c — Mark packets with DSCP EF (46) for VoIP traffic on port 5060
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

SEC("classifier")
int tc_mark_voip(struct __sk_buff *skb) {
    void *data     = (void *)(long)skb->data;
    void *data_end = (void *)(long)skb->data_end;

    struct ethhdr *eth = data;
    if ((void *)(eth + 1) > data_end) return TC_ACT_OK;
    if (eth->h_proto != __constant_htons(ETH_P_IP)) return TC_ACT_OK;

    struct iphdr *ip = (void *)(eth + 1);
    if ((void *)(ip + 1) > data_end) return TC_ACT_OK;
    if (ip->protocol != IPPROTO_UDP) return TC_ACT_OK;

    struct udphdr *udp = (void *)(ip + 1);
    if ((void *)(udp + 1) > data_end) return TC_ACT_OK;

    // Mark SIP traffic (port 5060) with DSCP EF (46 = 0xB8 in TOS byte)
    if (udp->dest == __constant_htons(5060) || udp->source == __constant_htons(5060)) {
        // DSCP EF = 46, shifted left 2 bits in TOS field = 184 (0xB8)
        bpf_skb_store_bytes(skb, offsetof(struct iphdr, tos) + sizeof(struct ethhdr),
                            &((__u8){184}), 1, BPF_F_RECOMPUTE_CSUM);
    }
    return TC_ACT_OK;
}

char _license[] SEC("license") = "GPL";

# Attach tc BPF program
tc qdisc add dev eth0 clsact
tc filter add dev eth0 egress bpf da obj tc_mark.o sec classifier

6. Rate limiting me eBPF Maps

Hartat eBPF bëjnë të mundur përpunimin statik. në vazhdim :

// Conceptual token bucket per source IP — checks tokens, drops if exceeded
struct ratelimit_entry {
    __u64 tokens;        // current token count
    __u64 last_update;   // nanoseconds timestamp
};

struct {
    __uint(type, BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH);
    __uint(max_entries, 65536);
    __type(key, __u32);                     // source IP
    __type(value, struct ratelimit_entry);
} rate_map SEC(".maps");

// In XDP program:
// 1. bpf_ktime_get_ns() — get current time
// 2. Lookup entry for src IP
// 3. Refill tokens: tokens += (elapsed_ns / 1e9) * rate_pps
// 4. If tokens >= 1: decrement and XDP_PASS
// 5. Else: XDP_DROP

7. bpftool & bpftrace Introspektition

Dy mjete thelbësore për të punuar me programet e drejtpërdrejta eBPF:

# bpftool — inspect loaded programs and maps
bpftool prog list                         # list all loaded eBPF programs
bpftool prog show id 42                   # details for program ID 42
bpftool prog dump xlated id 42            # disassemble to eBPF bytecode
bpftool prog dump jited id 42            # dump JIT-compiled native code
bpftool map list                          # list all BPF maps
bpftool map dump name blocklist           # dump all entries in map "blocklist"
bpftool map update name blocklist \
    key 192 168 1 100 value 1 0 0 0       # add entry (network byte order)

# bpftrace — DTrace-style one-liners for kernel tracing
# Count XDP drops per second
bpftrace -e 'tracepoint:xdp:xdp_exception { @drops[args->action] = count(); } interval:s:1 { print(@drops); clear(@drops); }'

# Trace tcp_retransmit_skb — show retransmit events with comm name
bpftrace -e 'kprobe:tcp_retransmit_skb { printf("%s retransmit\n", comm); }'

# Histogram of packet sizes on eth0
bpftrace -e 'tracepoint:net:netif_receive_skb /args->name == "eth0"/ { @size = hist(args->len); }'

8. Krahasim: eBPF/XDP kundër DPDK kundër RDMA

pikë	eBPF/XDP	DPDK	RDMA
Përfshirja e Kernel	Minimal (XDP në shofer)	Asnjë	Asnjë
Modeli i kujtesës	Standart AF XDP UMEM	Kërkohen faqe të mëdha	Zonat e regjistruara të kujtesës
Max përmesput	#100 Gbps me origjinë XDP	>100 Gbps	200+ Gbps (InfiniBand)
Përdorimi CPU	E ulët	E lartë	Afër zeros
Kompleksiteti i Ops	Mjete standarde të ulta	Bërthamat e larta të dedikuara, faqet e mëdha	Menaxhimi i lartë i pëlhurave
Përdorimi shkronja të mëdha/vogla	DDoS zbutje, LB, observabilitet	Virtual	Magazinim (NVMe-oF), HPC MPI
Gjuha	C / Rust	C / Rust	Verbs API (C)

Rregulli i gishtit të madh:

Linux eBPF & XDP Networking Primer

Çfarë është eBPF?

2. XDP Hook Points

3.

4. AF XDP: Kernel-Sipass

5.

6. Rate limiting me eBPF Maps

7. bpftool & bpftrace Introspektition

8. Krahasim: eBPF/XDP kundër DPDK kundër RDMA