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eBPF节点Deployment资源水位监控与排障

共计 30 章节

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什么是eBPF？什么是Deploym…

课程导论eBPF

eBPF基础概念

eBPF程序类型（kprobe · tracepoint · xdp等）

eBPF基础概念

Kubernetes节点资源模型

节点CPU · 内存 · 磁盘

Kubernetes节点资源模型

Deployment水位定义

Deployment水位 = 实际资… · 水位阈值与健康区间

Deployment水位定义

eBPF数据采集架构

基于eBPF的节点资源采集方案设计 · 用户态聚合 · Prometheus暴露

eBPF数据采集架构

Linux内核版本要求 · eBPF编译工具链（clang/ll… · Kubernetes集群准备

环境搭建Linux

编写第一个eBPF程序

使用libbpf编写一个采集CPU使… · 挂载到__schedule函数

eBPF编写第一个

创建Per-CPU Array Ma… · 用户态读取Map数据并计算CPU使用…

内存水位采集

使用tracepoint/sysca… · 统计节点内存使用

内存水位采集tracepoint/s…

磁盘I/O水位采集

通过tracepoint/block… · 计算磁盘IOPS与吞吐量

网络水位采集

使用XDP程序捕获网络包 · 统计节点出入流量 · 包速率

网络水位采集XDP

eBPF程序与Kubernetes Pod关联

通过cgroup id或容器PID将…

Deployment水位聚合算法

按Deployment标签聚合Pod… · 计算Deployment级水位均值 · P99

Deployment水位聚合算法

用户态数据管道

使用Go语言编写eBPF用户态程序 · 通过perf_event_array…

用户态数据管道Go

Prometheus Metrics暴露

将Deployment水位数据转换为… · 使用promhttp暴露

PrometheusMetrics

Grafana仪表盘设计

设计Deployment水位仪表盘 · 时序图 · Top-N水位排行

Grafana仪表盘设计

水位告警规则

基于Prometheus Alert… · 严重水位(>85%) · 临界水位(>95%)

水位告警规则Prometheus

eBPF程序性能优化

减少采样频率 · 使用BPF_MAP_TYPE_PER… · 避免频繁上下文切换

eBPF程序性能优化

多节点部署方案

使用DaemonSet部署eBPF… · 通过ServiceMonitor自动… · 统一聚合到中心Prometheus

多节点部署方案DaemonSet

水位异常排查案例一

CPU水位突增——通过eBPF追踪高…

水位异常排查案例…CPU

水位异常排查案例二

内存泄漏——使用eBPF追踪内存分配… · 结合Deployment回滚

水位异常排查案例…eBPF

水位异常排查案例三

磁盘I/O瓶颈——通过eBPF追踪慢… · 识别异常Deployment

水位异常排查案例…I/O

水位异常排查案例四

网络丢包——使用XDP统计丢包原因 · 结合Deployment副本数调整

水位异常排查案例…XDP

eBPF程序安全与权限

CAP_BPF · CAP_PERFMON · CAP_NET_ADMIN权限控制

eBPF程序安全

eBPF程序热更新

使用bpf_link持久化eBPF程… · 通过ConfigMap热更新采集参数 · 无需重启Agent

eBPF程序热更新

水位预测模型

基于历史水位数据使用线性回归或LST… · 提前触发弹性伸缩

水位预测模型LST

将eBPF采集的水位指标作为HPA自… · 实现基于真实资源使用率的自动扩缩容

大规模集群挑战

eBPF Agent资源开销 · Map大小限制 · 事件丢失处理

大规模集群挑战eBPF

开源项目对比

对比eBPF Exporter · Pixie · Cilium Hubble

开源项目对比eBPF

课程总结与展望

eBPF水位监控最佳实践总结 · eBPF在FinOps与成本优化中的… · 未来发展方向

课程总结eBPF