AF_XDP

📌 AF_XDP

Address Family XDP AF_XDP — интерфейс сокетов в Linux kernel, предназначенный для высокоскоростной передачи сетевых пакетов между XDP и пользовательским пространством с минимальными накладными расходами.

🧠 Как работает

AF_XDP реализует zero-copy путь из драйвера NIC напрямую в userspace через механизм XDP и umem (user memory). Работает без DPDK и не требует внешних библиотек.

Особенности:

• Использует обычный Socket API (AF_XDP, SOCK_RAW)
• Драйвер сетевой карты должен поддерживать xdp_zc (zero-copy)
• Программа обрабатывает RX/TX-пакеты напрямую через mmap’нутую память
• Возможна интеграция с eBPF-фильтрами в XDP hook

⚙️ Где применяется

Контекст	Применение
Userspace firewall	Замена iptables для высокой скорости
Traffic capture	Аналог PF_RING, libpcap без overhead
Load Balancer	Обработка пакетов без DPDK
Intrusion Detection	Лёгкий IPS на базе eBPF + AF_XDP

💻 Пример (настройка сокета AF_XDP)

int sock = socket(AF_XDP, SOCK_RAW, 0);
bind(sock, ...); // привязка к интерфейсу
recv(sock, buf, ...); // приём пакетов

Настройка umem (memory region), fill queue, completion queue, rx queue и tx queue — выполняется через xsk_socket__create() в libbpf.

📐 Схема обмена

[NIC] ⇄ [XDP Hook] ⇄ [AF_XDP umem] ⇄ [User Process]
                ↖ eBPF фильтрация

🧩 Отличия от DPDK

Характеристика	AF_XDP	DPDK
Ядро	Используется	Обходится
Zero-copy	Поддерживается	Поддерживается
Поддержка сокетов	Есть (native API)	Отсутствует
Сложность	Ниже	Выше

✅ Преимущества

• Высокая скорость без сторонних фреймворков

• Использует стандартный kernel-интерфейс

• Легко интегрируется с eBPF и XDP

❌ Недостатки

• Требуется поддержка со стороны драйвера и ядра

• Сложная низкоуровневая настройка (очереди, mmap, buffers)

• Нет поддержки полной zero-copy на старых NIC