关于ebpf:基于eBPF技术的开源项目Kindling之HTTP协议解析

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Kindling 是一款基于 eBPF 技术的云原生可观测性开源我的项目。本文将次要介绍如何通过 Kindling 对 HTTP 协定进行解析。
在故障排查过程中,咱们通常对申请性能、申请内容和返回内容感兴趣。这使咱们能晓得申请和接管了什么内容,是否有异样等根本信息。如何获取申请的具体详细信息,传统形式是通过 tcpdump 获取申请包数据,而后通过 wireshark 查看其具体协定内容。
tcpdump 尽管在生产环境中常常应用,但因为获取的数据量和大小限度,不适宜始终开启,只有在排查问题时应用。而获取的数据也无奈间接查看,需下载到本地通过 wireshark 剖析查看。基于 tcp 的诸多问题,所以 Kindling 通过 eBPF 形式实现申请的具体分析。
那么 Kindling 是如何实现实时可用的协定解析性能呢?次要波及 3 块性能:
• 数据采集
• 申请 / 响应关联
• 申请 / 响应解析

协定解析流程图

1 数据采集

先来查看下一个简略的 HTTP 服务

HTTP 服务伪代码

当接管到申请时会有 accept/read/write/close 等函数执行,这些函数最终执行内核的零碎调用。

HTTP 服务接管申请流程图

应用 strace 命令查看一次申请的零碎调用状况
• read 接管 HTTP 申请 /test
• 第一个 write 日志输入
• 第二个 write 返回 HTTP 后果

从日志中可剖析出,申请通过 read 零碎调用,日志和响应都是通过 write 零碎调用。
Kindling 已实现对系统事件调用进行抓取,并将相干的 read 和 write 零碎调用转换为 Kindling 事件,最终生成 3 条事件。事件格局定义可参见 kindling_event.proto。

零碎调用与 Kindling 事件映射

参数阐明:
• fd 读写申请的文件描述符
• size 申请报文大小
• res 返回大小
• data 申请报文内容
• latency 读 / 写操作耗时
• category 事件类型,NET 是指网络事件,FILE 是文件读写事件

2 申请 / 响应关联

惯例的 TCP 申请都会用同一个 FD 进行通信,只需依据过程号和 FD 就能关联同一个申请和响应。

申请 - 响应关联

3 申请 / 响应解析

尽管有了报文,但不同的协定定义的标准也不同。那么如何晓得该报文是什么协定,并且用该协定进行解析呢?次要波及 2 块内容:
• 协定辨认
• 协定解析

申请 - 响应解析流程图

3.1 协定辨认

通过特色或关键字疾速匹配协定,缩小协定解析的次数,晋升整体解析的性能。

HTTP 报文标准
对于 HTTP 申请来说,通过 HTTP 版本号 (HTTP/1.0 或 HTTP/1.1) 能够疾速辨认协定。
但因为抓包大小限度,如果一个申请的 URL 长度超过包的大小,那么无奈获取后续的 HTTP 版本号,于是采纳端口协定配置形式也能辨认协定。

3.2 协定解析

协定解析是为了产生指标用于后续剖析,在解析过程中需依据协定本身的格局进行解析。
因为报文内容是 byte 数组格局,Kindling 提供了封装好的 API 用于解析。

以 HTTP 协定为例,可解析出如下信息:
• 申请行 – 办法、URL 信息
• HTTP 头信息 – traceId 信息
• 状态行 – 状态码信息

HTTP 解析样例

3.2.1 解析 HTTP 申请

解析申请过程就是对申请进行逐帧解析,读取到对应的属性后最终将值存储到 attribute 中

3.2.2 解析 HTTP 响应

解析响应跟解析申请相似,也是逐帧解析,将解析出的属性存储到 attribute 中。
此外,需思考报文非法场景(状态码非数值),确保解析失常完结。


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