这篇文章主要讲述了作者在哔哩哔哩开发改进的BBR拥塞控制算法时遇到的一系列问题，并最终发现并修复了一个内核错误的过程。以下是文章的主要观点：

实验环境

• Linux版本：5.10
• 网络命名空间：使用ip netns创建名为ns的网络命名空间，并创建一对veth设备ve_o和ve_i来运行TCP连接。

问题与解决方案

1. 内核模块加载和卸载

• 问题：无法加载更新后的同名内核模块，因为旧模块正在使用中。
• 解决方案：
  • 方法一：将拥塞控制算法更改为其他算法，等待使用bbr_bili的套接字关闭，然后卸载模块。
  • 方法二：重新编译模块并使用不同名称，但会产生大量垃圾。
  • 方法三（推荐）：使用setsockopt直接更改套接字的拥塞控制算法，并结合pidfd_getfd系统调用从其他进程“窃取”套接字。

2. 算法热交换和套接字窃取

• 技术：使用pidfd_getfd系统调用从另一个进程复制套接字，并使用setsockopt更改其拥塞控制算法。
• 工具：作者开发了一个名为changeling的工具，用于更改目标套接字的拥塞控制算法。

3. 孤立套接字

• 定义：由系统持有但未附加到任何用户文件句柄的套接字。
• 问题：孤立套接字可能导致模块使用计数提高，阻止模块卸载。
• 原因：TCP窗口过小或为零，导致FIN包无法发送，使套接字停滞在FIN-WAIT-1状态。
• 解决方案：使用ss -K选项终止孤立套接字。

4. “套接字已死，套接字万岁！”

• 问题：使用ss -K无法终止某些孤立套接字。
• 原因：内核错误导致设置了SOCK_DEAD标志的套接字无法正确关闭。
• 解决方案：作者提交了一个内核补丁，移除了tcp_abort中的SOCK_DEAD检查，修复了该错误。

工具与技巧

• changeling：用于更改套接字选项的便捷工具。
• ss：强大的网络工具，可用于查看和终止套接字。
• bpftrace：用于内核调试的跟踪工具。
• virtme-ng：用于快速进行内核测试的虚拟化工具。

总结

• 作者通过开发changeling工具，实现了拥塞控制算法的热交换。
• 在解决孤立套接字问题时，发现了一个内核错误，并成功修复。
• 文章介绍了多种有用的内核调试和测试工具。

后续

• 三星在测试中也遇到了该内核错误，并将补丁向下移植到了5.15和6.1版本。