Экспресс-путь передачи данных
| Оригинальный автор(ы) | Бренден Бланко, Том Герберт |
|---|---|
| Разработчик(и) | Сообщество разработчиков ПО с открытым исходным кодом, Google , Amazon , Intel , Microsoft [1] |
| Первоначальный выпуск | 2016 ( 2016 ) |
| Написано в | С |
| Операционная система | Linux , Windows |
| Тип | Фильтрация пакетов |
| Лицензия | Linux: GPL Windows: Лицензия MIT |
XDP ( eXpress Data Path ) — это высокопроизводительный путь передачи данных на основе eBPF, используемый для отправки и получения сетевых пакетов на высоких скоростях в обход большей части сетевого стека операционной системы . Он включен в ядро Linux с версии 4.8. [2] Эта реализация лицензирована по GPL . Крупные технологические компании, включая Amazon, Google и Intel, поддерживают ее разработку. Microsoft выпустила свою бесплатную и открытую реализацию XDP для Windows в мае 2022 года. [1] Он лицензирован по лицензии MIT . [3]
Путь данных
Идея XDP заключается в том, чтобы добавить ранний хук в путь RX ядра и позволить программе eBPF, предоставленной пользователем, решить судьбу пакета. Хук помещается в драйвер сетевого контроллера (NIC) сразу после обработки прерывания и до любого выделения памяти, необходимого самому сетевому стеку , поскольку выделение памяти может быть дорогостоящей операцией. Благодаря такой конструкции XDP может отбрасывать 26 миллионов пакетов в секунду на ядро с помощью стандартного оборудования. [4]
Программа eBPF должна пройти тест preverifier [5] перед загрузкой, чтобы избежать выполнения вредоносного кода в пространстве ядра. Preverifier проверяет, что программа не содержит доступов за пределами диапазона, циклов или глобальных переменных.
Программе разрешено редактировать данные пакета, и после возврата программы eBPF код действия определяет, что делать с пакетом:
XDP_PASS: позволить пакету продолжить прохождение через сетевой стекXDP_DROP: молча отбросить пакетXDP_ABORTED: отбросить пакет с исключением точки трассировкиXDP_TX: возвращает пакет обратно на тот же сетевой адаптер, на который он прибылXDP_REDIRECT: перенаправить пакет на другой сетевой адаптер или сокет пользовательского пространства через семейство адресов AF_XDP
XDP требует поддержки в драйвере сетевой карты, но поскольку не все драйверы поддерживают ее, можно использовать универсальную реализацию, которая выполняет обработку eBPF в сетевом стеке, хотя и с более низкой производительностью. [6]
XDP имеет инфраструктуру для выгрузки программы eBPF на сетевой контроллер интерфейса, который ее поддерживает, снижая нагрузку на ЦП. В 2023 году ее будут поддерживать только карты Netronome [7] .
Microsoft сотрудничает с другими компаниями и добавляет поддержку XDP в свою реализацию MsQuic протокола QUIC . [1]
АФ_XDP
Наряду с XDP, новое семейство адресов вошло в ядро Linux, начиная с версии 4.18. [8] AF_XDP, ранее известный как AF_PACKETv4 (который никогда не был включен в основное ядро), [9] представляет собой сырой сокет, оптимизированный для высокопроизводительной обработки пакетов и допускающий нулевое копирование между ядром и приложениями. Поскольку сокет может использоваться как для приема, так и для передачи, он поддерживает высокопроизводительные сетевые приложения исключительно в пользовательском пространстве. [10]
Смотрите также
.svg/1280px-Free_and_open-source_software_logo_(2009).svg.png){kind=logo}
Ссылки
- ^ abc Джавад, Усама (25 мая 2022 г.). «Microsoft приносит проект Linux XDP в Windows». Neowin . Получено 26 мая 2022 г. .
- ^ "[GIT] Сетевые технологии - Дэвид Миллер". lore.kernel.org . Получено 14.05.2019 .
- ^ Ясар, Эрдем (25 мая 2022 г.). «Microsoft представила XDP с открытым исходным кодом для Windows». cloud7 . Получено 26 мая 2022 г. .
- ^ Хойланд-Йоргенсен, Токе (03.05.2019), Исходный текст и экспериментальные данные для нашей статьи, описывающей XDP: tohojo/xdp-paper , получено 21 мая 2019 г.
- ^ "Подробное введение в eBPF [LWN.net]". lwn.net . Получено 2019-05-14 .
- ^ "net: Generic XDP". www.mail-archive.com . Получено 2019-05-14 .
- ^ «BPF, eBPF, XDP и Bpfilter… Что это за вещи и что они означают для предприятия? - Netronome». www.netronome.com . Получено 14.05.2019 .
- ^ "kernel/git/torvalds/linux.git - Исходное дерево ядра Linux". git.kernel.org . Получено 2019-05-16 .
- ^ «Вопросы о AF_PACKET V4 и AF_XDP» . Кернел.орг .
- ^ "Ускорение работы сети с помощью AF_XDP [LWN.net]". lwn.net . Получено 2019-05-16 .
Внешние ссылки
- Документация XDP на Read the Docs
- Документация AF_XDP на kernel.org.
- xdp-for-windows на GitHub
- Обзор XDP на FOSDEM 2017 от Дэниела Боркманна, Cilium
- AF_XDP на FOSDEM 2018, автор Магнус Карлссон, Intel
- eBPF.io — Введение, обучающие материалы и ресурсы сообщества
- L4Drop: смягчение последствий DDoS-атак XDP, Cloudflare
- Unimog: балансировщик нагрузки на периферии Cloudflare, Cloudflare
- Открытый исходный код Katran, масштабируемого балансировщика сетевой нагрузки, Facebook
- Cilium L4LB: автономный балансировщик нагрузки XDP, Cilium
- Замена Kube-proxy на уровне XDP, Cilium
- Подкаст eCHO о XDP и балансировке нагрузки
