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bpf-developer-tutorial

eBPF开发教程——从基础到高级的实用示例

本教程基于CO-RE技术,从基础到高级,提供eBPF开发的实际案例,包括基础概念、代码示例和真实应用。使用libbpf、Cilium、libbpf-rs和eunomia-bpf框架,涵盖C、Go和Rust语言示例,帮助开发者掌握eBPF开发方法,应用于观测、网络和安全等领域。

项目介绍:bpf-developer-tutorial

概述

bpf-developer-tutorial 是一个面向开发者的 eBPF 学习教程,基于 CO-RE(Compile Once, Run Everywhere)理念。教程由浅入深地介绍 eBPF 的基础概念、代码示例和实际应用。与传统的 BCC 不同,本教程使用 libbpfCiliumlibbpf-rseunomia-bpf 等框架开发,提供 CGoRust 语言的示例。

教程目标

这个教程的主要目的是通过提供简单、短小的 eBPF 工具示例帮助开发人员快速上手。如开头代码仅需二十行,便于掌握 eBPF 的开发方法和技巧。教程主要聚焦于易于理解的观测性、网络、安全等方面的 eBPF 实例。

内容目录

入门示例

本部分包含一些简单的 eBPF 程序实例和介绍,主要利用 eunomia-bpf 框架来简化开发过程,包括如何使用和开发基本的 eBPF 程序。

  • 核心概念与工具介绍
  • Hello World、基础框架与开发
  • 使用 kprobefentry 监控系统调用
  • 文件打开捕获及全局变量过滤
  • 使用 uprobe 捕获函数调用
  • 信号发送捕获及状态存储
  • 进程执行与退出事件捕获
  • 调度延迟和中断的捕获

进阶文档与实例

进入这个阶段,开始基于 libbpf 构建完整的 eBPF 项目,并结合实际应用场景进行实践:

  • 使用 libbpf 开发用户空间程序,跟踪 exec() 和退出
  • 利用 eBPF 程序进行性能分析
  • libbpf 统计 TCP 连接延迟
  • Java 垃圾回收时间捕获和内存泄漏监控
  • 随机/顺序磁盘 I/O 计数和安全检测

深入专题

这一部分探讨了与 eBPF 相关的高级主题,包括在 Android 上使用 eBPF 程序、潜在攻击和防御,以及复杂的跟踪等内容。

  • Android:在 Android 上使用 eBPF 程序
  • 网络:利用 eBPF 进行 HTTP 追踪和网络请求加速
  • 安全:隐藏进程或文件信息、防止恶意进程运行、系统调用参数修改等
  • 调度器:BPF 调度器简介与实现
  • 其他应用:用户空间 eBPF 运行时、异步数据传递、扩展 eBPF 的使用范围

教程动机

该教程受到 bcc python developer tutorial 的启发和帮助。相较于传统的 BCC 工具链,当前开发 eBPF 应用使用 libbpf 是一种更佳的选择。

使用工具与模板

教程还提供了一些 GitHub 模板,若想快速启动一个 eBPF 项目,可以通过这些模板迅速构建开发环境,支持 CGoRust 语言,并包含自动化构建、测试和发布过程:

  • libbpf C 语言项目模板
  • cilium/ Go 语言项目模板
  • libbpf-rs Rust 语言项目模板
  • eunomia-bpf C 语言项目模板

通过使用这些模板,开发者可以专注于项目的核心功能与逻辑,而无需将时间浪费在环境搭建和结构配置上。

在线开发环境

使用 GitHub Codespaces 可以轻松创建、管理和共享基于云的开发环境。通过以下步骤,可以在 Codespace 中完成 eBPF 程序的编译和运行:

  1. 在新项目库中点击 Code 按钮,选择 Open with Codespaces 选项。
  2. 创建 Codespace,打开终端并导航至项目目录。
  3. 按照相应的仓库指南进行编译和运行。

以上便是 bpf-developer-tutorial 项目的内容介绍,提供了丰富的学习资源和实践工具以帮助开发者掌握 eBPF 技术。

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