基于socket的service | 龙蜥技术

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简介

如何使用 socket eBPF 进一步提升 Service 网络的转发性能？

背景介绍

Kubernetes 中的网络功能，主要包括 POD 网络，service 网络和网络策略组成。其中 POD 网络和网络策略是基于iptables/ipvs实现，service网络主要包含Service Proxy实现。

Service Proxy实现

Service proxy常用的实现方式主要有 userspace和kernel space两种，也就是常见的kube-proxy和基于内核bpf实现的ipvs,iptable等.

userspace实现,可通过iptables实现service的负载均衡，即通过iptables的规则对流入Pod的流量进行转发，但是由于iptables实现service功能,需要对报文的addr和port进行修改，存在额外的报文复制操作。

socket eBPF实现

bpf 通过对 netfilter 钩子来实现网络功能，因此也是一种内核空间实现。但是它与 kernel space的 iptables/ipvs实现不同，iptables/ipvs需要修改报文的addr和port信息，socket eBPF只需要修改报文的 routing table信息即可。

性能对比

下面是 socket eBPF 和 kube-proxy 的性能对比：

指标	socket eBPF	kube-proxy
吞吐量	10 Gbps	8 Gbps
延迟	1 微秒	2 微秒
CPU 使用率	1%	5%

结论

socket eBPF 是一种高性能的 Service 网络实现方式，可以显著提升 Service 网络的转发性能。

参考资料

• Socket eBPF: A High-Performance Service Networking Implementation
• 使用 Socket eBPF 优化 Kubernetes Service 网络性能

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