eBPF和WebAssembly：云原生VM的比较及应用领域

作者：强毛 | 来源：互联网 | 2023-12-14 21:27

本文比较了eBPF和WebAssembly作为云原生VM的特点和应用领域。eBPF作为运行在Linux内核中的轻量级代码执行沙箱，适用于网络或安全相关的任务；而WebAssembly作为图灵完备的语言，在商业应用中具有优势。同时，介绍了WebAssembly在Linux内核中运行的尝试以及基于LLVM的云原生WebAssembly编译器WasmEdgeRuntime的案例，展示了WebAssembly作为原生应用程序的潜力。

当今云原生世界中两个最热门的轻量级代码执行沙箱/VM 是eBPF和WebAssembly。它们都运行从 C、C++ 和 Rust 编译的高性能字节码程序。
然而，最大的区别在于： eBPF 在 Linux 内核中运行，而 WebAssembly 在用户空间中运行。
eBPF 有一些编程限制，使其在内核用例中是安全的（例如，没有无限循环）。但这也意味着 eBPF 是图灵不完整的。另一方面，WebAssembly 是一种图灵完备的语言，具有打破沙盒和访问原生 OS 库的扩展。
一般来说，eBPF 适用于网络或安全相关的任务，而 WebAssembly 则非常适用于商业应用。但肯定有重叠。
首先，已经有案例努力在Linux 内核中[url=https://link.medium.com/HAUbDlHM4ib]运行 WebAssembly[/url]。然而，他们在很大程度上是不成功的。eBPF 是这个用例的更好选择。
然而，WebAssembly 程序可以处理许多类似内核的任务。WebAssembly 可以被 AOT 编译成原生应用程序。基于 LLVM 的云原生 WebAssembly 编译器的一个很好的例子是来自CNCF的WasmEdge Runtime。本机应用程序将所有沙箱检查合并到本机库中。这允许 WebAssembly 程序表现得像一个独立的 unikernel “库操作系统”。
此外，这种 AOT 编译的沙盒 WebAssembly 应用程序可以在微内核操作系统上运行，例如seL4，并且可以接管许多“内核级”任务。
虽然 WebAssembly 可以下降到内核级别，但 eBPF 也可以上升到应用程序级别。例如，服务网格代理通常支持WebAssembly 作为扩展机制。由于这些代理基本上是网络应用程序，因此可以在 eBPF 中编写一些扩展，以在不影响安全性和可扩展性的情况下获得更高的性能和可观察性。
在服务网格用例中，WebAssembly 非常适合sidecar 微服务应用程序，eBPF 适合通过代理路由 API 流量并监控整个应用程序。
eBPF 和 WebAssembly 的兴起对开发人员来说是个好消息。我们有更多的工具来管理和编程日益复杂的基础设施。Rust 已成为这两种虚拟机的领先编程语言，因为它具有高性能，并且可以由 LLVM 编译为机器代码，而无需额外的运行时支持。

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