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eBPF開發指南 從原理到應用 版權信息
- ISBN：9787115643605
- 條形碼：9787115643605 ; 978-7-115-64360-5
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
eBPF開發指南 從原理到應用 本書特色
面對 Linux 系統監控與性能分析的復雜挑戰，你是否感到困惑與無助？遭遇線上服難題時，你是否渴望一把解鎖內核與應用運行奧秘的鑰匙？不用擔心，eBPF 技術便是你的新選擇。本書將是你在這場探索之旅中的指南針，引領你穿越內核的復雜迷宮，發掘 eBPF 的強大功能。從基礎到高級，從監控網絡流量到優化應用性能，本書不僅傳授理論，更提供實踐指南。讓我們攜手，借助eBPF 的力量，開啟系統架構的新時代。
eBPF開發指南 從原理到應用 內容簡介
本書詳細介紹了eBPF核心技術及其應用。全書可分為eBPF基礎知識、進階應用和實際案例三大部分，覆蓋了eBPF的編程接口、架構及其在性能分析、安全監控和網絡協議等方面的應用。讀者將通過C、Go和Python等語言學習eBPF編程，并掌握其在系統監控、數據分析和性能提升方面的實際技巧。
本書適合不同層次的讀者，包括對操作系統或應用程序監控感興趣的學生和初學者、希望利用eBPF進行內核代碼調試和優化的Linux內核開發人員、使用eBPF監控系統事件和分析惡意軟件的安全工程師和逆向工程師、通過eBPF收集性能數據以優化軟件和系統性能的性能分析師和應用程序開發者，以及希望優化虛擬化軟件性能和管理的虛擬化開發人員。
eBPF開發指南 從原理到應用 目錄
第 1 章 eBPF 概述 11.1 eBPF 是什么 1 1.2 eBPF 發展歷史 2 1.3 eBPF 應用領域 4 1.4 eBPF 如何運行 5 1.5 eBPF 相關工具與庫 6 1.5.1 BCC 6 第 1 章 eBPF 概述 11.1 eBPF 是什么 1 1.2 eBPF 發展歷史 2 1.3 eBPF 應用領域 4 1.4 eBPF 如何運行 5 1.5 eBPF 相關工具與庫 6 1.5.1 BCC 6 1.5.2 bpftrace 7 1.5.3 libbpf 8 1.6 初識 eBPF 程序 8 1.7 本章小結 9 第 2 章 eBPF 開發環境準備 102.1 Linux 發行版本的選擇 10 2.2 編程語言的選擇 12 2.3 安裝和配置 Linux 操作系統環境 13 2.3.1 Windows 上安裝和配置Linux 14 2.3.2 macOS 上安裝和配置Linux 16 2.3.3 其他環境安裝 17 2.4 以二進制方式安裝 eBPF 開發工具與庫 20 2.4.1 安裝 BCC 20 2.4.2 安裝 bpftrace 21 2.4.3 安裝 libbpf 21 2.5 以源碼方式安裝 eBPF 開發工具與庫 22 2.5.1 編譯安裝 BCC 22 2.5.2 編譯安裝 bpftrace 23 2.5.3 編譯安裝 libbpf 24 2.6 本章小結 24 第 3 章 Linux 動態追蹤技術 253.1 Linux 動態追蹤系統 25 3.2 前端工具和庫 26 3.2.1 strace 與 ltrace 26 3.2.2 DTrace 29 3.2.3 SystemTap 30 3.2.4 LTTng 30 3.2.5 trace-cmd 31 3.2.6 perf 31 3.3 數據采集機制 35 3.3.1 ptrace 系統調用 36 3.3.2 perf_event_open 系統調用 36 3.3.3 BPF 系統調用 37 3.3.4 其他子系統與內核模塊 37 3.4 跟蹤文件系統 37 3.4.1 掛載位置 38 3.4.2 目錄詳情 38 3.4.3 跟蹤器 43 3.4.4 跟蹤選項 44 3.4.5 環形緩沖區 47 3.5 Linux 內核數據源 48 3.5.1 ftrace 49 3.5.2 kprobe/kretprobe 70 目錄- 2 - 3.5.3 uprobe/uretprobe 74 3.5.4 tracepoint 77 3.6 eBPF 數據采集點 83 3.7 本章小結 84 第 4 章 eBPF 程序入門 854.1 第 一個 eBPF 程序 85 4.1.1 第 一個 BCC 程序 85 4.1.2 第 一個 C 語言版本的eBPF 程序 86 4.2 eBPF 程序功能解讀 91 4.2.1 加載 eBPF 字節碼 92 4.2.2 BPF 系統調用 93 4.2.3 attach_kprobe 96 4.2.4 perf_event_open 系統調用 96 4.3 eBPF 授權協議 102 4.4 eBPF 指令集 103 4.4.1 eBPF 寄存器 103 4.4.2 eBPF 指令編碼 104 4.4.3 指令列表 105 4.4.4 eBPF 指令分析 109 4.4.5 BCC 中 eBPF 程序指令的生成 110 4.4.6 eBPF 指令反匯編 112 4.4.7 eBPF 驗證機制 117 4.5 libbpf 126 4.5.1 libbpf 功能 126 4.5.2 libbpf 接口 127 4.6 libbpf 案例程序 128 4.7 重寫 eBPF 程序 131 4.7.1 如何編譯 132 4.7.2 編譯內核態程序 135 4.7.3 編譯生成 skel 頭文件 136 4.7.4 編譯用戶態程序 141 4.8 本章小結 143 第 5 章 BCC 1445.1 BCC 工具集 145 5.1.1 tools 工具集 146 5.1.2 libbpf-tools 工具集 146 5.2 BCC 常用的工具 147 5.2.1 opensnoop 147 5.2.2 exitsnoop 149 5.2.3 execsnoop 150 5.3 使用 Python 開發 eBPF 程序 152 5.3.1 BPF API 152 5.3.2 opensnoop 程序解讀 157 5.4 使用 libbcc 開發 eBPF 程序 165 5.4.1 libbcc 的編譯與安裝 166 5.4.2 重寫 eBPF 程序 167 5.4.3 編譯與測試 175 5.5 本章小結 181 第 6 章 bpftrace 1826.1 bpftrace 的功能和特性 182 6.1.1 工程結構 182 6.1.2 探針類型 184 6.1.3 特性 185 6.1.4 主程序 185 6.2 bpftrace 的腳本語法 191 6.3 探針類型 198 6.3.1 kprobe 和 kretprobe 198 6.3.2 uprobe 和 uretprobe 200 6.3.3 跟蹤點 202 6.3.4 USDT 204 6.3.5 定時器事件 208 6.3.6 軟件與硬件事件 209 6.3.7 內存監視點 211 6.3.8 kfunc 和 kretfunc 214 6.3.9 迭代器 215 6.3.10 開始塊與結束塊 217 目錄- 3 - 6.4 bpftrace 變量 217 6.4.1 內置變量 217 6.4.2 基礎變量 218 6.4.3 關聯數組 221 6.5 bpftrace 函數 221 6.5.1 基礎函數 221 6.5.2 映射表相關函數 225 6.6 bpftrace 的工作原理 226 6.7 bpftrace 工具集 231 6.8 本章小結 236 第 7 章 使用 Golang 開發 eBPF 程序 2387.1 Go 語言開發環境介紹 238 7.2 使用 libbpfgo 開發 eBPF 程序 239 7.2.1 搭建 libbpfgo 開發環境 239 7.2.2 開發 eBPF 程序 241 7.3 Cilium 與 ebpf-go 244 7.3.1 搭建 ebpf-go 開發環境 244 7.3.2 使用 ebpf-go 開發 eBPF 程序 245 7.3.3 bpf2go 和 bpftool 249 7.4 本章小結 255 第 8 章 BTF 與 CO-RE 2568.1 什么是 CO-RE 257 8.2 BTF 詳解 258 8.2.1 BTF 數據結構 258 8.2.2 BTF 內核 API 261 8.2.3 生成 BTF 信息 262 8.2.4 二進制中的 BTF 264 8.2.5 BTF 相關輔助函數 265 8.3 對 BTF 的處理 266 8.3.1 編譯器對 BTF 的處理 266 8.3.2 libbpf 對 BTF 的處理 268 8.4 讀取內核結構體字段 269 8.4.1 案例一：直接訪問結構體 269 8.4.2 案例二：使用 bpf_get_ current_task_btf 270 8.4.3 案例三：使用 BPF_ CORE_READ 271 8.4.4 BTF 相關的其他宏 273 8.5 低版本系統如何支持 BTF 274 8.5.1 什么是 BTFHub 275 8.5.2 生成*小化的 BTF 信息 279 8.5.3 編譯運行 BTF-App 280 8.6 本章小結 285 第 9 章 eBPF 程序的數據交換 2869.1 eBPF 程序的數據結構 286 9.1.1 什么是 eBPF map 286 9.1.2 map 支持的數據類型 291 9.2 map 操作接口 294 9.2.1 eBPF map 相關的 API 294 9.2.2 創建 map 299 9.2.3 添加數據 300 9.2.4 查詢 301 9.2.5 遍歷數據 301 9.2.6 刪除數據 302 9.2.7 使用 bpftool 操作 map 302 9.3 map 在內核中的實現 306 9.3.1 創建 map 對象 307 9.3.2 map 對象的生命周期 314 9.3.3 eBPF 對象持久化 315 9.4 ftrace 的 eBPF 數據交換接口 317 9.4.1 bpf_trace_printk 317 9.4.2 封裝的 bpf_printk 宏 320 9.4.3 trace 日志的輸出格式 321 目錄- 4 - 9.5 perf 事件 322 9.5.1 perf 事件的 map 類型 323 9.5.2 內核態程序寫入 perf 事件 324 9.5.3 用戶態程序讀取 perf 事件 327 9.5.4 BCC 中 perf 事件處理 330 9.6 環形緩沖區 333 9.6.1 eBPF ringbuf 的 map 類型 334 9.6.2 內核態程序如何使用ringbuf 335 9.6.3 用戶態程序如何使用ringbuf 344 9.6.4 完整的數據交換實例 346 9.7 本章小結 351 第 10 章 eBPF 程序類型與掛載點 35310.1 常見的 eBPF 程序類型 353 10.1.1 跟蹤和分析類 355 10.1.2 網絡類 356 10.2 eBPF 程序掛載點 357 10.3 函數跟蹤技術 358 10.3.1 內核態程序跟蹤 358 10.3.2 用戶態程序跟蹤 360 10.4 kprobe 361 10.4.1 內核中使用 kprobe 探針 361 10.4.2 kretprobe 365 10.4.3 eBPF 中創建 kprobe 跟蹤 368 10.5 uprobe 372 10.5.1 創建單行程序測試uprobe 372 10.5.2 eBPF 中創建 uprobe 跟蹤 373 10.5.3 bashreadline 程序 377 10.6 USDT 379 10.6.1 在 BCC 中使用USDT 379 10.6.2 在 libbpf 中使用USDT 384 10.7 本章小結 387 第 11 章 eBPF 內核輔助方法 38811.1 如何查閱內核輔助方法 388 11.2 輔助方法的實現原理 389 11.3 eBPF 內核輔助方法分類 392 11.3.1 網絡相關的輔助方法 392 11.3.2 數據處理類輔助方法 396 11.3.3 跟蹤相關的輔助方法 398 11.3.4 系統功能性輔助方法 399 11.4 常用的 eBPF 內核輔助方法 401 11.5 本章小結 404 第 12 章 Linux 性能分析 40512.1 CPU 406 12.1.1 CPU 基礎知識 406 12.1.2 傳統 CPU 分析工具 409 12.1.3 eBPF 相關分析工具 412 12.1.4 CPU 分析策略 413 12.2 內存 414 12.2.1 內存基礎知識 414 12.2.2 傳統內存分析工具 419 12.2.3 eBPF 內存分析工具 419 12.2.4 內存分析方法 420 12.3 磁盤 I/O 420 12.3.1 磁盤 I/O 基礎知識 420 目錄- 5 - 12.3.2 傳統分析工具 423 12.3.3 BCC 中的分析工具 423 12.3.4 磁盤性能分析方法 423 12.4 網絡 424 12.4.1 網絡基礎知識 424 12.4.2 傳統網絡分析工具 426 12.4.3 eBPF 網絡分析工具 426 12.5 常用分析方法和案例 427 12.6 本章小結 428 第 13 章 eBPF 實戰應用 42913.1 在網絡安全中的應用 429 13.2 在軟件動態分析中的應用 432 13.3 在安全環境增強中的應用 439 13.4 在網絡數據處理中的應用 443 13.5 在系統與云原生安全中的應用 446 13.6 本章小結 448
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eBPF開發指南 從原理到應用 相關資料
eBPF 作為 Linux 內核的一項革命性技術，以輕量級方式構建了應用與內核的通道。然而，這項技術的學習和精通并非易事，目前市面上缺少一本全面覆蓋從基礎到高級的系統教程。本書從 eBPF 的基本概念出發，深入探討其架構、編程接口和實際應用，旨在幫助讀者全面掌握 eBPF 程序開發流程，并在實際應用中得心應手。—— 陳莉君 西安郵電大學教授
eBPF開發指南 從原理到應用 作者簡介
豐生強 獨立軟件安全研究員， 資深軟件安全專家，ISC2016 安全訓練營獨立講師，擁有豐富的軟件安全實戰經驗。自2008年起，在安全雜志《黑客防線》上發表技術文章， 活躍于國內各大軟件安全論壇，具有深厚的行業影響力。著有《Android 軟件安全與逆向分析》《macOS 軟件安全與逆向分析》等熱銷圖書，深受讀者喜愛。 李泊冰 安全專家，資深程序員，專注于移動安全研究。擁有近 10 年的行業經驗，擅長軟件安全攻防對抗，多次從零開始構建企業移動安全體系，具備豐富的實戰經驗。曾在國內多家互聯網公司任職，涉及電商、短視頻、游戲、殺毒軟件等多個領域。業余時間致力于軟件與系統底層技術的研究。
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