有哪些开源的eBPF防火墙项目？

开源eBPF防火墙项目全景盘点

以下是当前活跃的主要开源eBPF防火墙项目，按照应用场景和技术特点分类：

一、云原生/Kubernetes防火墙

1. Cilium

• GitHub: https://github.com/cilium/cilium
• 核心能力：

  // 示例：K8s NetworkPolicy的eBPF实现
  type PolicyRule struct {
      SourceLabels map[string]string
      DestinationPort int
      Protocol string // "TCP"|"UDP"
      Action string   // "ALLOW"|"DENY"
  }
  
  func compileToBPF(rules []PolicyRule) []bpf.Instruction {
      // 将K8s策略编译为eBPF字节码
  }
  

• 技术亮点：
  • 替代kube-proxy实现服务发现
  • 支持L3-L7网络策略
  • 与Envoy集成实现API网关功能

2. Calico eBPF模式

• 项目地址: https://projectcalico.docs.tigera.io/about/about-ebpf
• 架构创新：

  传统iptables规则 → eBPF编译器 → 优化的eBPF程序
                    ↓
  内核中执行的高性能策略匹配
  

• 性能对比：

  操作	iptables模式	eBPF模式
  策略更新延迟	500-1000ms	<10ms
  连接追踪内存	1.5MB/连接	0.3MB/连接

二、主机级防火墙

3. OpenSnitch

• GitHub: https://github.com/evilsocket/opensnitch
• 独特功能：

  # 基于应用行为的规则示例
  rule = {
      "name": "Block可疑Python",
      "condition": {
          "binary": "/usr/bin/python*",
          "dst_port": ">1024",
          "dst_ip": "!192.168.1.0/24"
      },
      "action": "deny"
  }
  

• 特色：
  • 图形化实时连接监控
  • 支持进程树跟踪
  • 类似Little Snitch的交互式弹窗

4. bpfilter

• 内核文档: https://www.kernel.org/doc/html/latest/networking/bpfilter.html
• 技术实现：

  // 内核模块将iptables规则转译为eBPF
  static struct nf_hook_ops bpfilter_ops = {
      .hook = bpfilter_nf_hook,
      .pf = NFPROTO_IPV4,
      .hooknum = NF_INET_LOCAL_IN,
      .priority = NF_IP_PRI_FILTER - 1,
  };
  

• 优势：
  • 兼容现有iptables规则集
  • 内核内置，无需额外依赖

三、网络层防火墙

5. Merbridge

• GitHub: https://github.com/merbridge/merbridge
• 服务网格加速：
• 性能提升：
  • 减少服务网格延迟达90%
  • 降低CPU使用率70%

6. L3AF

• 项目地址: https://github.com/l3af-project
• 架构设计：

  控制平面 ──┬─ eBPF程序管理
            ├─ 规则分发
            └─ 监控指标收集
  

• 特色功能：
  • 支持eBPF程序热加载
  • 提供REST API管理接口

四、开发框架类

7. libbpf-bootstrap

• GitHub: https://github.com/libbpf/libbpf-bootstrap
• 防火墙模板包含：

  // 示例防火墙骨架代码
  SEC("xdp")
  int firewall(struct xdp_md *ctx) {
      struct cursor c;
      struct pkt_ctx pkt;
      
      if (!parse_packet(&c, &pkt, ctx))
          return XDP_PASS;
  
      return apply_rules(&pkt); // 规则匹配核心逻辑
  }
  

• 优势：
  • 提供完整构建系统
  • 包含CO-RE(Compile Once-Run Everywhere)支持

8. redbpf

• GitHub: https://github.com/foniod/redbpf
• Rust实现示例：

  #[xdp]
  fn firewall(ctx: XdpContext) -> XdpResult {
      let eth = ctx.eth()?;
      if eth.ether_type != EtherType::Ipv4 {
          return Ok(XdpAction::Pass);
      }
      
      let ip = ctx.ip()?;
      if is_blocked(ip.src_addr, ip.dst_addr) {
          Ok(XdpAction::Drop)
      } else {
          Ok(XdpAction::Pass)
      }
  }
  

• 特点：
  • 内存安全保证
  • 异步监控接口

五、特殊场景方案

9. eBPF for Windows

• GitHub: https://github.com/microsoft/ebpf-for-windows
• 防火墙扩展：

  // Windows过滤驱动集成
  NTSTATUS FilterAttach(
      _Inout_ PFLT_FILTER Filter,
      _In_ PFLT_INSTANCE Instance,
      _In_ FLT_CONTEXT_TYPE ContextType,
      _In_ ULONG Size)
  {
      return EbpfProgramAttach(Filter, Instance);
  }
  

• 应用场景：
  • Windows容器网络策略
  • 主机入侵防御

10. Polycube

• GitHub: https://github.com/polycube-network/polycube
• 模块化架构：

  防火墙模块 ──┬─ 状态检测
             ├─ NAT转换
             └─ 负载均衡
  

• 特色：
  • 支持DSL定义网络功能
  • 可组合的服务链

技术对比表

项目	主要语言	核心优势	适用场景	生产就绪度
Cilium	Go/C	K8s深度集成，全栈可观测性	云原生环境	★★★★★
Calico eBPF	Go	从iptables平滑迁移	混合云部署	★★★★☆
OpenSnitch	Python	应用级精细控制，GUI管理	开发工作站	★★★☆☆
Merbridge	Go	服务网格零侵入加速	Istio/Linkerd环境	★★★★☆
Polycube	C++	模块化网络功能链	网络功能虚拟化	★★★☆☆

部署建议

Kubernetes环境

# Cilium安装示例
helm install cilium cilium/cilium \
  --namespace kube-system \
  --set ebpffirewall.enabled=true \
  --set kubeProxyReplacement=strict

主机防护

# OpenSnitch安装
sudo apt install opensnitch
sudo systemctl enable opensnitchd

开发测试

# 使用libbpf-bootstrap创建防火墙项目
git clone https://github.com/libbpf/libbpf-bootstrap
cd libbpf-bootstrap/examples/c
make firewall
sudo ./firewall -i eth0

未来发展方向

1. 硬件卸载：将eBPF防火墙规则编译为SmartNIC可执行代码

   • 如NVIDIA BlueField DPU支持

2. AI集成：

   # 动态规则生成示例
   model = load_anomaly_detection_model()
   while True:
       flows = get_flow_stats(bpf_map)
       new_rules = model.generate_rules(flows)
       update_bpf_firewall(new_rules)
   

3. 标准化：

   • IETF正在制定的eBPF防火墙接口标准
   • CNCF的eBPF工作组成立

这些开源项目展示了eBPF防火墙技术的多样性和创新潜力，从云原生安全到主机防护，为不同场景提供了高性能的解决方案。开发者可以根据具体需求选择合适的项目作为基础进行二次开发。