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Cilium缓存命中瓶颈分析：eBPF与容器网络数据传输

共计 30 章节
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01
课程导论
Cilium与eBPF在云原生网络中… · 缓存命中瓶颈问题的提出与课程目标
课程导论Cilium
02
eBPF技术基础
eBPF架构 · 指令集 · 验证器与JIT编译器
eBPF技术基础
03
Cilium架构概览
Cilium组件（Agent · Operator · CNI插件）
Cilium架构概览
04
容器网络数据路径
从Pod到Pod的完整数据包流转 · 涉及veth · BPF程序链与网络命名空间
容器网络数据路径Pod
05
eBPF Map基础
BPF Map类型（哈希 · 数组 · LRU
eBPFMap
06
Cilium中的关键eBPF Map
CT Map（连接跟踪） · EP Map（端点） · Policy Map（策略）的作用与…
CiliumeBPF
07
缓存命中率概念
缓存命中与未命中的定义 · 缓存行 · 局部性原理
缓存命率概念
08
Cilium连接跟踪（CT）缓存
CT Map的哈希冲突 · 桶大小 · 过期策略对缓存命中率的影响
CiliumCT
09
eBPF Per-CPU Map与缓存亲和性
Per-CPU数据结构如何避免伪共享 · 提升缓存命中率
eBPFPer-CPU
10
BPF程序链与指令缓存
BPF程序大小 · 指令数 · 尾调用对CPU指令缓存（I-Cach…
BPF程序链
11
Cilium端点（Endpoint）缓存
Endpoint查找的哈希表设计 · 缓存未命中导致的性能抖动
CiliumEndpoint
12
策略（Policy）缓存
L3/L4/L7策略的缓存机制 · 策略变更时的缓存失效与重建开销
Policy策略
13
eBPF Map并发访问与锁竞争
RCU · 自旋锁 · Per-CPU锁在Map操作中的角色
eBPFMap
14
Cilium的NAT与负载均衡缓存
DNAT/SNAT映射 · Maglev一致性哈希的缓存行为分析
CiliumNAT
15
eBPF Map预分配与内存布局
预分配（Pre-allocation…
eBPFMap
16
Cilium的Kubernetes Service缓存
Service后端端点变更时的缓存更…
CiliumKubernetes
17
eBPF Map的批量操作与缓存效率
bpf_map_lookup_bat… · bpf_map_update_bat…
eBPFMap
18
Cilium的加密与隧道缓存
IPsec/WireGuard加密上… · 隧道封装解封装的缓存开销
Cilium的加密
19
eBPF程序内联与函数调用
内联函数对指令缓存的影响 · BPF-to-BPF函数调用的开销
eBPF程序内联
20
Cilium的DNS与FQDN缓存
DNS解析结果的缓存策略 · TTL与缓存命中率的关系
CiliumDNS
21
eBPF Map的LRU淘汰策略
LRU哈希表的实现细节 · 淘汰算法对缓存命中率的影响
eBPFMap
22
Cilium的Identity缓存
安全身份（Security Iden… · 大规模集群下的缓存压力
CiliumIdentity
23
eBPF Map的持久化与恢复
Map冻结 · 持久化到BPF文件系统 · 恢复时的缓存预热
eBPFMap
24
Cilium的带宽管理与EDT缓存
EDT（Earliest Depar… · 限速策略对缓存的影响
CiliumEDT
25
eBPF Map的调试与观测
bpftool · cilium monitor · perf工具分析Map缓存命中率
eBPFMap
26
Cilium的Hubble与可观测性
Hubble流日志的缓存设计 · 事件采样对缓存的影响
CiliumHubble
27
缓存瓶颈实战案例分析一
高并发连接场景下CT Map哈希冲突…
缓存瓶颈实战案例…CT
28
缓存瓶颈实战案例分析二
大规模Service变更引发的Pol…
缓存瓶颈实战案例…Service
29
缓存优化最佳实践
调整Map大小 · 使用Per-CPU Map · 优化哈希函数
缓存优化最佳实践Map
30
课程总结与展望
Cilium缓存优化的未来方向 · eBPF与硬件缓存协同的演进趋势
课程总结Cilium