如何解决使用 eBPF TC 程序处理 IPv6 数据包的 MSS 问题

解决使用 eBPF TC 程序处理 IPv6 数据包的 MSS 问题

简介

使用 eBPF 技术优化网络性能时，有时会出现意想不到的问题。本文将重点讨论一个常见问题：当使用 eBPF TC 程序处理 IPv6 出站数据包时，如果最大段大小 (MSS) 大于 1424，则数据包可能会被丢弃。本文将深入探讨这个问题，并提供分步指南来解决它。

问题陈述

在具有 1500 MTU 的网络中，如果使用 eBPF TC 程序向 IPv6 数据包添加扩展头，同时 MSS 大于 1424，则这些数据包可能会被丢弃。这是因为内核会尝试使用 MSS 重新计算 IP 和 TCP 校验和，但这会导致校验和错误。

解决方案

要解决这个问题，我们需要采取以下步骤：

1. 调整 MSS： 将 MSS 调整到小于 MTU 的值。对于 1500 MTU 的网络，建议将 MSS 设置为 1460。
2. 更新 eBPF 程序： 在 eBPF 程序中使用 bpf_skb_set_tc_flags 函数设置 TC_OFFSET_MANGLE 标志。这将指示内核在重新计算校验和之前更新偏移量。

示例代码

struct bpf_map_def SEC("maps") my_map = {
    .type = BPF_MAP_TYPE_HASH,
    .key_size = sizeof(u32),
    .value_size = sizeof(u32),
    .max_entries = 1024,
};

static __always_inline int handle_ipv6(struct __sk_buff *skb)
{
    struct ethhdr *eth = (struct ethhdr *)skb->data;
    struct ipv6hdr *ip6 = (struct ipv6hdr *)(eth + 1);
    struct tcphdr *tcp = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
    u32 key = ip6->saddr.s6_addr32[3];
    u32 *value;

    value = bpf_map_lookup_elem(&my_map, &key);
    if (!value) {
        value = bpf_map_lookup_elem(&my_map, &key);
        if (!value)
            return TC_ACT_SHOT;
    }

    tcp->check = bpf_csum_diff(tcp->check, htons(tcp->check),
                               htons(tcp->seq), htons(tcp->seq + *value),
                               sizeof(tcp->seq));
    return TC_ACT_OK;
}

static __always_inline int handle_tcp(struct __sk_buff *skb)
{
    struct ethhdr *eth = (struct ethhdr *)skb->data;
    struct ipv6hdr *ip6 = (struct ipv6hdr *)(eth + 1);

    if (ip6->nexthdr != IPPROTO_TCP)
        return TC_ACT_OK;

    return handle_ipv6(skb);
}

SEC("tc")
int tc_prog(struct __sk_buff *skb)
{
    struct ethhdr *eth = (struct ethhdr *)skb->data;

    if (eth->h_proto != htons(ETH_P_IPV6))
        return TC_ACT_OK;

    return handle_tcp(skb);
}

结论

通过遵循本文中概述的步骤，你可以解决 eBPF TC 程序在处理具有较大 MSS 的 IPv6 出站数据包时丢弃数据包的问题。调整 MSS 和更新 eBPF 程序对于确保数据包能够顺利通过网络至关重要。

常见问题解答

1. 为什么 MSS 大于 1424 时会出现问题？
   因为内核会使用 MSS 重新计算 IP 和 TCP 校验和，但当 MSS 大于 MTU 时，这会导致校验和错误。

2. 如何调整 MSS？
   你可以使用bpf_set_tc_mpls_hdr()函数来调整 MSS。

3. 如何更新 eBPF 程序以设置 TC_OFFSET_MANGLE 标志？
   你可以使用bpf_skb_set_tc_flags()函数来设置 TC_OFFSET_MANGLE 标志。

4. 我需要在代码中做哪些其他更改才能解决这个问题？
   除了调整 MSS 和更新 eBPF 程序外，你可能还需要修改 eBPF 程序以处理扩展头。

5. 实施这些更改后，还有什么其他需要注意的事项？
   确保在部署任何更改之前对其进行彻底测试。此外，监视网络以确保这些更改不会对性能或稳定性产生负面影响。