openEuler 倡议建立 eBPF 软件发布标准

eBPF 是一个能够在内核运行沙箱程序的技术，提供了一种在内核事件和用户程序事件发生时安全注入代码的机制，使得非内核开发人员也可以对内核进行控制。随着内核的发展，eBPF 逐步从最初的数据包过滤扩展到了网络、内核、安全、跟踪等，而且它的功能特性还在快速发展中，早期的 BPF 被称为经典 BPF，简称 cBPF，正是这种功能扩展，使得现在的 BPF 被称为扩展 BPF，简称 eBPF。

如今 eBPF 被广泛应用在云原生、可观测、性能调优、安全、硬件加速等领域，并且其应用场景还在快速扩展，各种场景基于 eBPF 技术的创新 idea 呈现井喷现象，eBPF 的时代已经来临。

eBPF 技术现状

虽然 eBPF 技术应用呈现井喷现象，但是开发、发布、安装等相关的基础技术出现碎片化现象，导致技术成果无法快速平移至行业客户生产环境；相似 eBPF 技术应用在重复实践。这些问题阻碍 eBPF 技术的普及与推广。

如下图所示，总结目前 eBPF 的开发、发布方式基本可以划分成 2 种技术路线：

开发态、运行态分离（典型代表 libbpf）

优点：ELF 文件形式（或者链接进应用程序）发布，运行时轻量化，适合生产环境大规模应用。

缺点：应用技术门槛高，且不具备可移植性（比如高内核版本的 eBPF 程序无法移植至低内核版本中）。

开发态、运行态融合（典型代表 BCC）

优点：源码形式发布天然具备可移植性；封装抽象运行时，提供高级语言 API，降低开发难度。

缺点：运行时重型化，对生产环境要求较高（需要安装开发态一系列工具）；高度抽象后，降低使用灵活度，不适合大型应用开发。

这两种技术路线都存在弊端，随着 eBPF 技术的发展，出现 BumbleBee 、eunomia-bpf 等项目致力于综合这两类技术路线的优点，但依旧缺乏对 eBPF 基础技术的整体规划。

eBPF 发展展望

eBPF summit 2022 《The future of eBPF in the Linux Kernel》展望了 eBPF 的发展方向，具体的演进方向包括几个方面：

更完备的编程能力：当前 eBPF 的编程能力存在一些局限性（比如不支持变量边界的循环，指令数量受限等），演进目标提供图灵完备的编程能力。

更强的安全性：支持类型安全，增强运行时 Verifier，演进目标是提供媲美 Rust 的安全编程能力。

更广泛的移植能力：增强 CO-RE，加强 Helper 接口可移植能力，实现跨体系、平台的移植能力。

更强的可编程能力：支持访问/修改内核任意参数、返回值，实现更强的内核编程能力。

概括其演进目标是希望将 eBPF 打造成一款针对内核（包括硬件）运行时的安全编程语言，通过该语言构建 eBPF 软件，用来承载内核（或硬件）的能力。演进结果产生一个有趣现象：按照传统软件类型划分方式，我们很难将 eBPF 软件归类成应用软件或是系统软件。所以，干脆将其定义成一种独立软件形态：内核态服务（eBPF as Service）。

建立 eBPF 行业标准的思路

eBPF 软件有别于系统软件、应用软件，从软件自身特点而言，其应具备符合其自身特点的开发、编译、打包、发布、安装、升级等工具系列。

当前 eBPF 的开发框架、发布形式发展迅速，但也存在一些问题，包括跨版本移植能力、多场景支持能力、开发易用性、服务可获得性等问题。openEuler 可编程内核 SIG 希望标准化 eBPF 软件相关基础技术（包括打包、发布、安装、升级等），方便 eBPF 技术在各行业、场景的推广。为此，由多家企业/高校在 openEuler 社区倡议建立行业标准，通过标准化发布将内核定制能力、硬件卸载能力向社区用户提供性能加速、安全加固、智能观测等服务。

预计我们将在 12 月份组织一次线上 meetup，当前参与企业/组织包括天翼云、深信服、华为、西邮、中山大学、中科驭数、信通院、锐捷等，希望国内对 eBPF 技术有诉求、规划的厂商加入本次 meetup，建立 eBPF 技术相关标准，为 eBPF 技术应用、科研提供较好的基础平台。

具体讨论范围划分成三个方向：

eBPF runtime：负责提供具备可移植性的软件安装能力，软件热升级能力，包管理等能力。

eBPF Development Kit：负责提供一站式开发、调试、编译工具，提供具备跨体系、平台移植能力的软件包发布能力。

eBPF Service HUB：负责提供 eBPF Service 集市化管理，提供 eBPF Service 推送、分发等能力。

openEuler 可编程内核 SIG 目标

openEuler 可编程内核 SIG 目标之一就是推动 eBPF as Service 标准化工作，将内核能力、硬件加速能力服务化、集市化，惠及更多的社区用户。

与此同时，openEuler 社区会将行业标准内的一些基础软件、技术标准推送至 Linux 上游社区，加强 eBPF 技术生态建设，提升国内 eBPF 技术在上游社区影响力。

希望加入讨论的小伙伴可以通过以下方式申报议题：https://etherpad.openeuler.org/p/sig-ebpf-meetings

参考资料：

[1] https://www.brendangregg.com/blog/2019-12-02/bpf-a-new-type-of-software.html