[發明專利]一種容器網絡故障的診斷方法和系統

有效

• 申請號: 202111544716.4
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114205218B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 王大鑫;周駿迪;萇程;蔣玉芳;胡向遠;王翱宇
• 申請（專利權）人: 杭州諧云科技有限公司
• 主分類號: H04L41/0631
• 分類號: H04L41/0631
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 尚鵬程

本發明公開了一種容器網絡故障的診斷方法和系統，所述診斷方法包括：基于eBPF的方法，獲得容器網卡的收發事件，所述收發事件包括收包事件和發包事件；獲得執行系統的網絡類系統調用事件，所述網絡類系統調用事件包括Socket類型事件，所述socket類型事件包括請求發起事件和請求接收事件；獲取socket類型事件的四元組信息；為所述請求發起事件匹配相應的請求接收事件，獲得請求數據及其執行時間；根據所述四元組信息，為所述收發事件匹配相應的請求數據；根據所述收發事件相應的執行時間，診斷所述容器的網絡故障。請求數據反映了收發事件的執行情況，根據所述執行情況和收發事件的對容器的網絡故障進行診斷，跟蹤數據包在內核棧中的流轉，利于全面分析容器的網絡情況。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體涉及一種容器網絡故障的診斷方法和系統。

背景技術

在容器網絡環境中，容器使用虛擬網卡并進行跨網絡命名空間通信，其采用復雜的Overlay網絡。這種方案能夠在將容器的網絡隔離，使得底層物理設備變得透明，在獲得便利的同時也引入了復雜度，因此一旦出現網絡問題，排障過程就會非常復雜，特別是當問題不穩定復現時。這類問題可能會導致排障過程耗時很長，繼而影響到業務的正常運行。因此，如果能夠快速有效的定位容器網絡問題并揭示底層根因，將降低故障恢復時間、保障業務的正常運行。

現有技術中，在遇到容器網絡問題時，要首先檢查問題主機上的各項網絡配置，例如網卡、網橋、網絡命名空間、防火墻規則，然后用抓包工具(例如tcpdump)對問題容器進行抓包，再對抓包結果做人工分析，分析其中是否存在握手失敗、包重傳、丟包等問題。診斷效率低、在長時間開啟抓包工具時，對系統資源造成較大的壓力。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種容器網絡故障的診斷方法和系統，基于eBPF的方法，攔截網絡的收發事件和執行的請求數據，利于挖掘出容器網絡故障的深層問題。

本發明公開了一種容器網絡故障的診斷方法，所述診斷方法包括：基于eBPF的方法，獲得容器網卡的收發事件，所述收發事件包括收包事件和發包事件；基于eBPF的方法，獲得執行系統的網絡類系統調用事件，所述網絡類系統調用事件包括Socket類型事件，所述socket類型事件包括請求發起事件和請求接收事件；獲取socket類型事件的四元組信息；為所述請求發起事件匹配相應的請求接收事件，獲得請求數據及其執行時間；根據所述四元組信息，為所述收發事件匹配相應的請求數據；根據所述收發事件相應的執行時間，診斷所述容器的網絡故障。

優選的，所述收包事件和發包事件包括skb結構體的信息，所述skb結構體包括四元組信息。

優選的，通過eBPF探針，對net_dev_start_xmit或hard_start_xmit函數進行插樁，獲得發包事件；

對netif_receive_skb進行插樁，獲得收包事件；

為所述收包事件匹配相應的發包事件,獲得收發事件；

對sys_enter進行插樁，獲得執行系統調用事件，對所述執行系統調用事件進行篩選，獲得網絡類系統調用事件；對所述網絡類系統調用事件進行篩選，獲得socket類型事件。

優選的，所述請求發起事件包括以下任一事件或它們的組合：Write、writev、pwrite、pwritev、send、sendto和sendmsg；

所述請求接收事件包括以下任一事件或它們的組合：read、readv、pread、preadv、recv、recvfrom和recvmsg。

優選的，為所述請求發起事件匹配相應請求接收事件的方法包括：獲取請求發起事件的第一時間；判斷在第一域值時間內是否獲得下一請求接收事件；若是，將所述請求發起事件與該請求接收事件相匹配，第一時間到下一請求接收事件的第二時間作為請求時間段；若否，將第一時間到第一域值時間作為請求時間段。