网络报文分析利器eBPF
对于网络工程师来说，使用Wireshark抓取报文并进行分析，是分析问题过程中再平常不过的一件事了。对于使用者简单的功能，其实现可能是复杂的，BPF（Berkeley Packet Filter ）就是这种。
BPF是Wireshark的后端技术，也可以说是命令行工具tcpdump的后端技术。因为Wireshark和tcmdump依赖的都是libpcap库，而libpcap库使用的就是BPF技术。linux kernle从2.1版本开始支持BPF功能，而eBPF正是对于BPF的增强，传统的BPF技术一般称之为cBPF。
从名字上可以看出，BPF技术的初衷是作为包过滤工具。因为网络中存在各种报文，而分析问题，查看协议的时候只关系某些特征的报文，因此包过滤功能就格外有用。我们可以试着想一想，如果让我们设计一个包过滤工具如何去做？一般的想法是在驱动收包或者发包的地方，添加钩子或者内核模块，逐个包进行比较，如果过滤规则比较复杂，则每个报文都需要花费大量的指令去处理。这样的效果是处理速度慢，同时也会影响正常报文的处理，比如过滤机制影响了TCP收发包的时延判断，导致TCP连接本身受影响。
为了提升上述包过滤性能，BPF对过滤机制进行了优化。简单来说，BPF在内核实现了一个包过滤虚拟机，用户态程序（tcpdump）通过系统调用，将BPF字节码数据发送给内核的BPF机制，BPF机制在驱动层面对每个报文执行字节码，同时将过滤后的报文通知到用户态的程序。
eBPF对经典BPF机制进行了扩展，增加了更多的寄存器，同时将字长从32位增加到64位，以便可以在单个周期内处理更多的数据。eBPF在内核中支持JIT即时编译，机器指令和寄存器可以一一对应；同时增加了Verifier验证器，以保证在内核中执行的字节码是安全的。同时eBPF还允许有限调用其他模块的特定接口，扩展了eBPF的功能。