bpftune

bpftune 项目介绍

项目定位

bpftune 是一个基于 BPF 的 Linux 系统自动调优工具，旨在通过 BPF 技术提供轻量级、持续运行的系统行为自动优化能力。其核心定位包括：

1. 解决系统调优复杂性问题：Linux 内核包含大量可调节参数（如 sysctl 参数），在 6.2 内核中已超过 1600 个，手动调优难度极大。

2. 适应现代系统管理模式：针对 "牛群而非宠物" 的云架构理念，满足系统自动运维需求，减少人工干预。

3. 动态自适应调优：利用 BPF 的低开销可观测性，持续监控系统行为并实时调整，同时能观察调优效果并进行再优化。

4. 细粒度调优能力：相比传统的系统级粗粒度统计，可实现针对单个套接字、设备等的细粒度调优。

使用方式

环境要求

• 内核需支持 BPF 环形缓冲区（约 5.6 内核及以上，Oracle Linux 5.4 版本因反向移植也支持）

• 启用内核 BTF（CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y），需存在 /sys/kernel/btf/vmlinux 文件

• 依赖软件包（名称可能因发行版而异）：

  • libbpf、libbpf-devel ≥ 0.6

  • libcap-devel

  • bpftool ≥ 4.18

  • libnl3-devel（部分发行版需 libnl-route-3-dev）

  • clang ≥ 11、llvm ≥ 11

  • python3-docutils

安装步骤

1. 手动编译安装：

\$ make

\$ sudo make install

1. 构建 RPM 包：

\$ make pkg  # 生成 RPM 包，详见 buildrpm/bpftune.spec

1. 非标准 libdir 安装（如 CachyOS）：

\$ make libdir=lib

\$ sudo make install libdir=lib

1. 使用 GCC BPF 支持编译：

\$ GCC\_BPF=bpf-unknown-none-gcc make

服务管理

1. 启动服务：

\$ sudo service bpftune start

1. 设置开机自启：

\$ sudo systemctl enable bpftune

1. 前台运行（输出到标准输出 / 错误）：

\$ sudo bpftune -s

主要功能使用

1. 查询状态：

\$ bpftune -q  # 查询 bpftune 状态

1. 检查系统支持性：

\$ bpftune -S  # 检查系统是否支持 bpftune 所需的 BPF 特性

1. 指定学习率（0-4，数值越高调整幅度越大）：

\$ bpftune -r \<learning\_rate>

1. 回滚操作：

\$ bpftune -R  # 启用回滚功能

日志与监控

• 日志默认记录在 syslog 中，可通过 /var/log/messages 查看调优详情

• 支持通过 Performance Co-Pilot (PCP) 导出调优指标，可集成 Grafana 进行可视化监控

测试

• 测试位于 tests/ 子目录，使用网络命名空间模拟与远程主机的交互

• 运行所有测试：

\$ make test

核心特性

• 支持动态加载调优器（以共享对象形式）

• 网络命名空间感知，可对容器进行自动调优

• 包含多种调优器（如 UDP 缓冲区调优器、netns 调优器等）

• 通过 inotify 监控调优器目录，支持动态添加 / 移除调优器

• 可配置的学习率，平衡调优幅度和频率

参考资源

• 文档位于 docs/ 子目录，包含各调优器的手册页

• eBPF 峰会演讲视频

• eCHO eBPF 播客讨论（涉及 BPF 中的强化学习应用）