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| devops-ebpf-observability | eBPF — Kernel-level Observability / Cilium / Pixie | Coding | draft | B | conceptual | 2026-05-09 | 2026-05-09 |
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eBPF Observability
Kernel 안 sandboxed 코드 실행 → 모든 system call / network packet 관찰. 앱 변경 0 + 거의 zero overhead. Cilium (network), Pixie (auto-instrument), Tetragon (security), Falco (runtime).
📖 핵심 개념
- eBPF 프로그램: 커널에 attach.
- 종류: kprobe / tracepoint / XDP / cgroup hooks.
- BCC / libbpf / aya: 작성 도구.
- Cilium: K8s networking + observability.
💻 코드 패턴
Cilium (K8s networking)
# CNI 로 cilium 설치
helm install cilium cilium/cilium --namespace kube-system --set hubble.enabled=true
# Hubble — flow monitoring
hubble observe --pod prod/api
# 실시간 모든 connection 보임
hubble observe --to-namespace prod --verdict FORWARDED
hubble observe --pod prod/api --type drop
CiliumNetworkPolicy (L7 까지)
apiVersion: cilium.io/v2
kind: CiliumNetworkPolicy
metadata: { name: api-policy }
spec:
endpointSelector: { matchLabels: { app: api } }
ingress:
- fromEndpoints:
- matchLabels: { app: web }
toPorts:
- ports: [{ port: "8080", protocol: TCP }]
rules:
http:
- method: GET
path: /api/.*
- method: POST
path: /api/orders
→ HTTP method / path 까지 정책. K8s NetworkPolicy 는 L4 만.
Pixie (auto-instrument 모든 service)
px deploy
# → cluster 의 모든 HTTP / DNS / MySQL / Redis call 자동 추적
# 사용자 정의 query (PXL)
df = px.DataFrame('http_events', start_time='-5m')
df.latency_ms = df.latency / 1e6
df = df[df.latency_ms > 1000]
px.display(df)
→ 코드 변경 0. SDK 없음.
Tetragon (security observability)
apiVersion: cilium.io/v1alpha1
kind: TracingPolicy
metadata: { name: detect-shell }
spec:
kprobes:
- call: sys_execve
syscall: true
args:
- { index: 0; type: string }
selectors:
- matchArgs:
- { index: 0; operator: Equal; values: ["/bin/sh", "/bin/bash"] }
→ 임의 shell 실행 감지 + 알림.
Falco (runtime security)
- rule: Write below /etc
desc: detect write to /etc
condition: open_write and fd.name startswith /etc
output: "File written %fd.name by %proc.cmdline"
priority: WARNING
bpftrace (즉석 query)
# Read syscall 빈도 by process
bpftrace -e 'tracepoint:syscalls:sys_enter_read { @[comm] = count(); }'
# TCP latency distribution
bpftrace -e 'kprobe:tcp_sendmsg { @start[tid] = nsecs; }
kretprobe:tcp_sendmsg /@start[tid]/ { @us = hist((nsecs - @start[tid])/1000); delete(@start[tid]); }'
libbpf-go / Aya (Rust) — 자체
// load BPF object
spec, _ := ebpf.LoadCollectionSpec("trace.bpf.o")
coll, _ := ebpf.NewCollection(spec)
defer coll.Close()
// attach
prog := coll.Programs["trace_open"]
link.Tracepoint("syscalls", "sys_enter_openat", prog, nil)
// read events from ringbuf
rd, _ := ringbuf.NewReader(coll.Maps["events"])
for {
rec, _ := rd.Read()
// process
}
Cilium service mesh (sidecar-less)
- Sidecar 없이 mesh 기능.
- mTLS / L7 정책 / observability.
- 자원 효율 (Istio 보다).
# 자동 활성
helm upgrade cilium ... --set serviceMesh.enabled=true
Comparison
Sidecar (Istio / Linkerd): 매 pod proxy, 1-3ms overhead.
eBPF (Cilium): 커널 안, 거의 zero overhead.
SDK 기반 (OTel): 코드 변경 필요.
eBPF = sidecar-less + 모든 service 자동.
Kernel 요구사항
eBPF: Linux 4.14+
권장: 5.10+
Cilium: kernel + cgroup v2
⚠️ Mac (M1/M2) 로컬 dev = Lima / Colima + Linux VM.
🤔 의사결정 기준
| 사용 | 추천 |
|---|---|
| K8s networking + 정책 | Cilium |
| Auto-observability | Pixie |
| Security / runtime | Tetragon / Falco |
| 자체 instrumentation | libbpf / Aya |
| 즉석 debugging | bpftrace |
| Sidecar mesh 싫음 | Cilium service mesh |
❌ 안티패턴
- Old kernel + eBPF 가정: 5.x 권장. CO-RE 사용.
- eBPF 권한 없음: CAP_BPF / CAP_SYS_ADMIN 필요.
- 모든 syscall trace: 오버헤드. filter.
- 사용자 메모리 dereference: kernel bug. helper functions 사용.
- Production 검증 없이 새 BPF 프로그램: kernel panic 가능 (verifier 가 막지만).
- Pixie 데이터 보안 무시: 모든 HTTP body 가 보임 — PII.
🤖 LLM 활용 힌트
- K8s = Cilium 디폴트 future.
- Auto-observability = Pixie.
- Security = Tetragon.
- Sidecar 자원 부담 → eBPF 가 답.