bpftime പ്രോജക്റ്റ് eBPF-ന്റെ ഒരു യൂസർ-സ്പേസ് നടപ്പിലാക്കൽ വികസിപ്പിക്കുന്നു

ഉപയോക്തൃ സ്ഥലത്ത് eBPF ഹാൻഡ്‌ലറുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു റൺടൈമും ഒരു വെർച്വൽ മെഷീനും വികസിപ്പിക്കുന്ന bpftime പ്രോജക്റ്റ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. അപ്‌റോബ്, പ്രോഗ്രമാറ്റിക് സിസ്റ്റം കോൾ ഇന്റർസെപ്ഷൻ തുടങ്ങിയ സവിശേഷതകൾ ഉപയോഗിച്ച്, eBPF ട്രെയ്‌സിംഗും പ്രോസസ്സ് ഇന്റർവെൻഷൻ പ്രോഗ്രാമുകളും പൂർണ്ണമായും ഉപയോക്തൃ സ്ഥലത്ത് പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ Bpftime അനുവദിക്കുന്നു. അനാവശ്യ സന്ദർഭ സ്വിച്ചുകൾ ഒഴിവാക്കുന്നതിലൂടെ, ലിനക്സ് കേർണൽ നൽകുന്ന uprobe, uretprobe ഫംഗ്‌ഷണാലിറ്റി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനെ അപേക്ഷിച്ച് bpftime-ന് ഓവർഹെഡിൽ പത്തിരട്ടി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. കൂടാതെ, bpftime ഡീബഗ്ഗിംഗ് വളരെ ലളിതമാക്കുന്നു, ലിനക്സ് കേർണൽ ഇല്ലാത്ത സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുവാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, കൂടാതെ കേർണലിലേക്ക് ഒരു eBPF ആപ്ലിക്കേഷൻ ലോഡുചെയ്യുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഉയർന്ന പ്രത്യേകാവകാശങ്ങൾ ആവശ്യമില്ല. പ്രോജക്റ്റ് കോഡ് C/C++ ൽ എഴുതിയിരിക്കുന്നു കൂടാതെ MIT ലൈസൻസിന് കീഴിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നു.

എക്സിക്യൂട്ടബിൾ കോഡ് (ബൈനറി റീറൈറ്റിംഗ്) റീറൈറ്റിംഗ് ടെക്നിക് ഉപയോഗിച്ചാണ് സിസ്റ്റം കോളുകളുടെ തടസ്സപ്പെടുത്തലും അപ്രോബ് ചെക്കുകളുടെ സംയോജനവും നടപ്പിലാക്കുന്നത്, ഇതിൽ സിസ്റ്റം കോളുകളിലേക്കുള്ള കോളുകൾ, എൻട്രി പോയിന്റുകൾ, ലോക്കൽ ഫംഗ്ഷനുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് പകരം ഡീബഗ്ഗിംഗ് ഹാൻഡ്‌ലറുകളിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. ലിനക്സ് കെർണൽ തലത്തിൽ അപ്രോബ് ഉപയോഗിച്ച് ഇന്റർസെപ്ഷൻ സംഘടിപ്പിക്കുന്നതിനേക്കാൾ വളരെ ഫലപ്രദമാണ് എക്സിക്യൂട്ടിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷൻ.

ഫംഗ്‌ഷനുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുക അല്ലെങ്കിൽ മാറ്റുക, ഹാൻഡ്‌ലറുകൾ (ഹുക്കുകൾ) ഫിൽട്ടറുകൾ അറ്റാച്ചുചെയ്യുക, സിസ്റ്റം കോൾ പാരാമീറ്ററുകൾ റീഡയറക്‌ടുചെയ്യുക, തടയുക അല്ലെങ്കിൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുക, ഫംഗ്‌ഷനുകളുടെ എൻട്രി, എക്‌സിറ്റ് പോയിന്റുകൾ തടസ്സപ്പെടുത്തുക, അതുപോലെ തന്നെ കോഡിലെ ഒരു അനിയന്ത്രിതമായ ഓഫ്‌സെറ്റിൽ ഒരു ഹാൻഡ്‌ലറെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ എന്നിവ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. പുനരാരംഭിക്കുകയോ പുനർനിർമ്മിക്കുകയോ ചെയ്യാതെ തന്നെ സിസ്റ്റത്തിലെ ഏത് പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിലും Bpftime അറ്റാച്ചുചെയ്യാനാകും. Ptrace വഴിയുള്ള പ്രോസസ്സുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനും LD_PRELOAD വഴി ലോഡുചെയ്യുന്നതിനും bpftime-നെ പ്രോസസുകളിലേക്ക് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാവുന്നതാണ്.

bpftime-ന്റെ ഭാഗമായി, സിസ്റ്റം കോളിലേക്ക് eBPF പ്രോഗ്രാമുകൾ അറ്റാച്ചുചെയ്യാനും ട്രെയ്സ് പോയിന്റുകൾ അപ്രോബ് ചെയ്യാനും നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന ഒരു റൺടൈം വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു; ഉപയോക്തൃ പ്രോസസ്സ് തലത്തിൽ eBPF പ്രോഗ്രാമുകളുടെ ഒറ്റപ്പെട്ട നിർവ്വഹണത്തിനായി JIT ഉള്ള eBPF വെർച്വൽ മെഷീൻ (AOT കംപൈലേഷൻ അധികമായി പിന്തുണയ്ക്കുന്നു); കേർണലുമായി ഇടപഴകുന്നതിനും കേർണലിന്റെ അപ്‌റോബ് സബ്സിസ്റ്റവുമായുള്ള അനുയോജ്യത സംഘടിപ്പിക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒരു പശ്ചാത്തല പ്രക്രിയ (കേർണലിലെ eBPF പ്രോഗ്രാമുകളുമായി സഹകരിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ കേർണലിൽ നിന്ന് യൂസർ സ്പേസിലേക്ക് eBPF ലോഡ് ചെയ്യുന്ന രീതിയെ bpftime പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, kprobe പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു. അല്ലെങ്കിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫിൽട്ടറുകൾ സജ്ജീകരിക്കുക).

eBPF വെർച്വൽ മെഷീൻ ഒരു പ്ലഗ്-ഇൻ ലൈബ്രറിയായാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ubpf-ന് സമാനമായ ഒരു API നൽകുന്നു, ഇത് മറ്റ് പ്രോജക്റ്റുകളിലേക്ക് eBPF പ്രവർത്തനത്തെ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. നിരവധി പ്രക്രിയകളിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റയുടെ സംഗ്രഹ സംഗ്രഹത്തിനായി, പങ്കിട്ട മെമ്മറിയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന സംയുക്ത eBPF മാപ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. ബിപിഎഫ്‌ടൈമിനൊപ്പം, കേർണലിലെ ഉപയോഗത്തിനായി എഴുതിയിരിക്കുന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഇബിപിഎഫ് ഹാൻഡ്‌ലറുകൾ ഉപയോഗിക്കാം, കൂടാതെ അസംബ്ലിക്ക് സ്റ്റാൻഡേർഡ് ക്ലാങ്, ലിബിപിഎഫ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ടൂളുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കാം.

bpftime ഉപയോഗിച്ച്, BCC, bpftrace, Deepflow തുടങ്ങിയ ട്രെയ്‌സിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ യൂസർ സ്‌പെയ്‌സിൽ എക്‌സിക്യൂട്ട് ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, nginx-ൽ എൻക്രിപ്റ്റ് ചെയ്ത ട്രാഫിക് വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിനും സംരക്ഷിക്കുന്നതിനും BCC ചട്ടക്കൂടിൽ നിന്ന് sslsniff സ്ക്രിപ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഞങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിച്ചു. നടത്തിയ പരിശോധനകളിൽ, കേർണൽ വശത്ത് sslsniff പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ nginx പ്രകടനം 58% കുറയുന്നു, കൂടാതെ ഉപയോക്തൃ സ്ഥലത്തേക്ക് ഹാൻഡ്‌ലർ നീക്കുമ്പോൾ 12.3% കുറയുന്നു.

കേർണലിലെ യഥാർത്ഥ eBPF ഉപയോഗിച്ച് ട്രെയ്‌സിംഗ് ആർക്കിടെക്ചർ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുക:

bpftime ഉപയോഗിച്ച് യൂസർ സ്പേസ് ട്രെയ്‌സിംഗ് ആർക്കിടെക്ചർ:

ഹൈബ്രിഡ് മോഡ്, അതിൽ bpftime കെർണലിൽ eBPF-നൊപ്പം പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഫിൽട്ടറുകൾ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുന്നതിനോ വ്യക്തിഗത ഹാൻഡ്‌ലറുകൾ ഉപയോക്തൃ സ്ഥലത്തേക്ക് നീക്കുന്നതിനോ:

ഭാവി പദ്ധതികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഒഴിവാക്കലുകൾക്ക് പകരം വയ്ക്കാനുള്ള കഴിവ് (ഫാൾട്ട് ഇൻജക്ഷൻ); ബൈനറി അസംബ്ലികളിലെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ യുക്തി മാറ്റുന്നതിനോ പിശകുകൾ തിരുത്തുന്നതിനോ ചൂടുള്ള പാച്ചിംഗ് (ഹോട്ട് പാച്ചിംഗ്); eBPF പ്രോഗ്രാമുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വിപുലീകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന Nginx-നായി ഒരു മൊഡ്യൂൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, ഡൈനാമിക് റൂട്ട് തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, കാഷിംഗ്, സുരക്ഷാ നയങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കൽ, ലോഡ് ബാലൻസിംഗ് എന്നിവയ്ക്കായി); FUSE സബ്സിസ്റ്റത്തിന്റെ കഴിവുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, eBPF പ്രോഗ്രാമുകളുടെ രൂപത്തിൽ കാഷിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ആക്സസ് നിയന്ത്രണത്തിനായി FS-ലേക്ക് വിപുലീകരണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു).

അവലംബം: opennet.ru