使用 eBPF 优化超大规模 Kubernetes 集群网络性能

所属专题:云时代的性能优化

嘉宾 : 范建明 | 腾讯腾讯高级工程师

讲师介绍

专题演讲嘉宾:范建明

腾讯腾讯高级工程师

腾讯高级工程师,11 年操作系统和网络研发经验,从事过 nucleus, Linux 文件系统,虚拟内存,网络协议栈,调试系统相关的工作。参与产品有 VMware Horizon 虚拟桌面和 NSX 虚拟网络,京东云 DPDK 网络负载均衡器。目前从事腾讯容器云 Kubernetes 网络性能优化,拥有多项网络相关的中美两国专利 。

议题介绍

演讲:使用 eBPF 优化超大规模 Kubernetes 集群网络性能

Kubernetes Service 使用负载均衡器对外暴露运行于一组 Pod 上的应用程序。负载均衡器的性能构成了海量数据访问的瓶颈点。当前 Service 的实现采用 IPVS 和 iptables 的混合方案,利用后者辅助实现 SNAT。这种组合性能并不理想,原因在于 iptables 完成了很多通用功能,对于 SNAT 而言显得过于复杂,造成性能损耗。 为了解决这个问题,腾讯通过 eBPF 扩展了 IPVS 的功能。新的方案用 eBPF 指令实现 SNAT 功能,并修改 IPVS 内核源码与 eBPF 指令密切配合,实现了 FULL-NAT 的负载均衡器。其优势是绕过 iptables 组件,大大减少了处理每个数据包的时间。 基准测试表明新方案处理 TCP 长连接数据包的吞吐量提高了 168%;处理 TCP 短连接吞吐量提高了 100%。本演讲将介绍 Kubernetes Service 常用的几种负载均衡方案及其优缺点;详述本方案的设计与实现,并讨论其中遇到的一些难题的解决方法和 eBPF 编程的经验。 

听众受益

  • 了解 Kubernetes 网络的工作原理; 
  • 了解当前的主流的负载均衡方案及其性能评价; 
  • 了解 Linux 网络 IP 层特别是 netfilter 的工作原理; 
  • 了解 eBPF 的问题范畴和编程限制 了解网络性能优化的一般方法和工具。  

适合人群

对 Kubernetes 或者 Linux 网络技术有一定了解,希望搭建高性能后台服务的开发或运维人员。

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