思科工程师Daniel Borkmann在Linux开源峰会上介绍了eBPF技术，预测其将成为基础设施开发者的战略选择。eBPF通过缩短内核开发周期、优化性能和实施策略而具有革命性意义，已被Meta等公司广泛使用，并应用于虚拟机、内核优化和实时补丁等领域。
译自：eBPF Has a Bright Future in Infrastructure Development
作者：Joab Jackson
思科杰出软件工程师 Daniel Borkmann 在 Linux 开源峰会上发表主题演讲，介绍了这项他帮助创建的技术的现状，并预测了它在未来的应用。他预测，未来十年，eBPF 将成为“基础设施开发者的战略平台选择”。
Borkmann 认为，eBPF 具有革命性意义，因为它缩短了将新技术引入内核的开发周期。到目前为止，向 Linux 内核添加某种扩展需要数年时间，而且成功的保证很少。现在，eBPF 允许用户添加自己的内核技术。
“我们正在从一个漫长的创新周期转向一个短的创新周期，”Borkmann 说，他也是一位拥有 15 年经验的 Linux 核心提交者。越来越多的基础设施工具提供商正在利用这种内核技术。
eBPF 擅长跨堆栈微调性能，从网络到 CPU 本身，从而提供更好的用户体验。它也擅长实施策略。
Meta 的 Facebook 在其 Layer 4 负载均衡器中广泛使用 eBPF，其中 100 个不同的 eBPF 应用程序执行各种任务。它用于所有 Android 手机的安全策略和流量控制，以及桥接到 IPv6 网络。
eBPF 用于虚拟机
在网络领域，基于 eBPF 的 Netkit 驱动程序已被证明很受欢迎，用于识别内核本身的命名空间，这以前是速度慢得多的网络驱动程序的任务。
Borkmann 说，这项工作实际上始于 Kubernetes 社区，作为一种最大限度地减少容器通信延迟的方法。Borkmann 参与了 Cilium 项目，这是一个基于 eBPF 构建的网络数据包处理器。
“一旦我们将其部署到 Linux 内核中，超大规模企业也对此产生了兴趣，并将此推广到他们的整个集群中，”Borkmann 说。例如，Meta 使用 Netkit 将其命名空间解析的 P99 延迟 从 12 秒缩短到 100 毫秒。
下一步是将 eBPF 带入 虚拟机 的世界。
许多组织现在有两个平台，一个基于 Kubernetes，另一个基于旧的传统虚拟机 (VM)。每个平台都有自己的监控、指标和日志记录。
Borkmann 说，eBPF 可以帮助整合这两个世界。目前，正在进行将 NetKit 集成到 KubeVirt 中的工作，KubeVirt 允许用户将虚拟机作为 Kubernetes pod 进行管理。
Netkit 可以优化整个网络。
eBPF 用于内核
Borkmann 说，你可以将 eBPF 视为一种“通用汇编语言”，尽管大多数开发人员永远不会看到它，而是选择他们选择的编程语言的接口。
两个主要的即时编译器（LLVM 和 GCC）支持各种前端语言（C、Rust 等），它们将其转换为 eBPF 字节码。指令集已由 IETF 工作组标准化（允许使用 Windows 版 eBPF）。有一个验证器来确保用户代码不会破坏系统的稳定性。
eBPF 的另一个用例是优化内核本身。
进程调度是另一个新兴的用例，它受益于一个新的 Linux 内核实用程序 sched-ext，它支持创建基于 eBPF 的内核线程调度程序。
Meta 和 Google 等超大规模企业已经在使用基于 eBPF 的调度程序。精细的调度策略已将这些公司的工作负载优化了 10% 左右。
SteamOS 也使用 eBPF 调度方法来优化游戏。
eBPF 可以帮助进行 AI 工作负载平衡：AI 堆栈的哪个部分正在消耗资源？基于 eBPF 的火焰图将显示完整的调用图。条形图越长，消耗的周期就越多。
最后，Borkmann 建议 eBPF 可以为内核的实时补丁奠定基础，在这种情况下，它将为正在应用的补丁提供安全检查。
披露：Linux 基金会支付了记者参加开源峰会的差旅费。
