eBPF 기반 패시브 모니터링으로 SIP 트래픽 99% 커널 필터링 및 Zero Impact 달성

Context

에이전트 설치나 SPAN 포트 설정 없이 VoIP 인프라의 가시성을 확보해야 하는 제약 상황. 기존 모니터링 방식이 유발하는 네트워크 지연과 텔레포니 성능 저하 문제를 해결하기 위해 비침습적 관찰 구조 필요.

Technical Solution

• Linux 커널 내 eBPF Socket Filter(AF_PACKET)를 활용한 패시브 트래픽 관찰 구조 설계
• BPF Map을 통한 포트(5060/5061) 동적 설정 및 커널 단에서 99%의 비대상 트래픽을 즉시 드롭하여 User-space 오버헤드 최소화
• TCP/UDP 패킷의 흐름을 방해하지 않는 Read-only 필터링을 통해 Call Delivery에 영향을 주지 않는 Zero Impact 구현
• Go 언어 기반의 SIP Parser를 통해 RFC 6076 표준 지표(SER, SEER, ISA 등)를 실시간으로 산출하는 메트릭 스택 구축
• CIDR 매핑 기반의 레이블링 전략을 통해 개별 Carrier 및 Device Type별 성능 격차를 식별하는 다차원 분석 체계 도입
• 10,000 크기의 Go Channel 버퍼를 활용하여 커널-유저 스페이스 간 데이터 전송 병목 완화

Impact

• eBPF 커널 필터링을 통해 유저 스페이스로 유입되는 트래픽의 99% 제거
• p50, p95, p99 등 Percentile 기반의 Latency 히스토그램을 통한 정밀한 성능 분석 가능
• 100라인의 C 코드로 구성된 경량 필터를 통해 검증 가능한 보안성 및 최소한의 리소스 점유 달성

Key Takeaway

데이터 평면(Data Plane)의 성능에 영향을 주지 않으면서 고밀도 관찰성을 확보하기 위해서는 애플리케이션 계층이 아닌 커널 계층에서의 조기 필터링(Early Dropping) 전략이 필수적임.