腾讯云 Kubernetes 高性能网络技术揭秘——使用 eBPF 增强 IPVS 优化 K8s 网络性能-范建明

## 腾讯云 Kubernetes 高性能网络技术总结 **核心观点：** 腾讯云 TKE 团队利用 eBPF 技术优化 Kubernetes Service 的网络性能，通过绕过 conntrack 和 iptables 缩短数据通路，显著提升网络效率。 **主要内容：** **1. 现状与问题：** * **IPVS 模式优势：** 控制面和数据面算法复杂度低（O(1)），运行稳定，支持多种调度算法。 * **IPVS 模式不足：** 依赖 conntrack 带来性能开销，实际使用中存在一些 Bug。 **2. 优化方法：** * **eBPF 技术简介：** 编写、编译、注入内核、挂载到网络流量控制的 eBPF 程序，由报文激发执行。 * **技术创新点一：** 绕过 conntrack： * 进报文：将处理请求的钩子前移到 nf_pre_routing，处理分片。 * 出报文：修改内核逻辑，直接访问 ip_finish_output。 * **技术创新点二：** 在网卡出报文之前做 SNAT： * 利用 eBPF map 存储连接信息，复用 IPVS timer 回收 eBPF map，解决 eBPF map 无 timer 的问题。 * 尽量将代码放在 eBPF 中，方便升级和维护。 **3. 与业界方法比较：** * **与纯粹的 eBPF service 相比：** 继承了 IPVS 丰富的功能和稳定性，例如调度算法丰富。 * **与 Taobao IPVS SNAT patch 相比：** 完全绕过了 conntrack 和 iptables，对内核修改更小。 **4. 性能测试：** (文档未提及具体数据，需补充) **5. 解决的 Bug：** (文档未提及具体内容，需补充) **6. 未来工作：** (文档未提及具体内容，需补充) **总结：** 腾讯云 TKE 团队利用 eBPF 技术优化 Kubernetes Service 网络性能，通过绕过 conntrack 和 iptables 缩短数据通路，显著提升网络效率。该方案继承了 IPVS 的优势，同时解决了其性能瓶颈，为 Kubernetes 网络性能优化提供了新的思路。