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IPSec-Throughput: ZBOX CI323 nano

Aufgrund des unbefriedigenden IPSec-Throughputs der APU2-Boards, suchte ich nach einer preisgünstigen Alternative welche mind. 100Mbps packt. Diese wurde mit der ZBOX CI323 nano gefunden. Unter Laborbedingungen konnten 110Mbps gemessen werden. Wie schaut es aber unter Praxisbedingungen, bzw. installiert an meinem Backupstandort aus?

ZBOX CI323 nano

  • Internetanbindung: Kabelinternet 150/10Mbps
  • Betriebssystem: pfSense 2.3.1_1
  • IPSec: IKEv2, AES256, SHA256
  • CPU-Type:
Intel(R) Celeron(R) CPU N3150 @ 1.60GHz
4 CPUs: 1 package(s) x 4 core(s)
  • Crypto-Support OpenVPN:
[2.3.1-RELEASE][admin@talweg18-router]/root: /usr/bin/openssl engine
(cryptodev) BSD cryptodev engine
(rsax) RSAX engine support
(rdrand) Intel RDRAND engine
(dynamic) Dynamic engine loading support
  • Hardware crypto:
AES-CBC,AES-XTS,AES-GCM,AES-ICM
  • IPerf-Messungen:

Wie man an der folgenden Messung sieht, hat die Latenz einen entscheidenden Einfluss auf den maximal möglichen Durchsatz einer Verbindung:

struband@struband-monitoring:~$ iperf3 -c talweg18-router -i 1 -V
iperf 3.0.7
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Test Complete. Summary Results:
[ ID] Interval Transfer Bandwidth Retr
[ 4] 0.00-10.00 sec 28.0 MBytes 23.5 Mbits/sec 30 sender
[ 4] 0.00-10.00 sec 27.3 MBytes 22.9 Mbits/sec receiver
CPU Utilization: local/sender 0.5% (0.1%u/0.4%s), remote/receiver 0.5% (0.0%u/0.4%s)

Eine Messung der gleichen Verbindung mit 8 Streams:

struband@struband-monitoring:~$ iperf3 -c talweg18-router -i 1 -V -P 8
iperf 3.0.7
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Test Complete. Summary Results:
[ ID] Interval Transfer Bandwidth Retr
[SUM] 0.00-10.00 sec 110 MBytes 92.4 Mbits/sec 234 sender
[SUM] 0.00-10.00 sec 108 MBytes 90.5 Mbits/sec receiver
CPU Utilization: local/sender 1.6% (0.3%u/1.3%s), remote/receiver 18.0% (0.5%u/17.5%s)

iperf Done.

In der Praxis sind mit der ZBOX CI323 nano somit ~90Mbps (>10MBps) erzielbar, ein für mich akzeptabler Wert.

IPSec-Throughput: APU1D vs APU2C

Nach dem Upgrade meiner Internetanbindung stach mir als Erstes sofort der eher bescheidene, maximale IPSec-Durchsatz der APU1-Boards ins Auge. Dies war aufgrund der fehlenden AES-Einheit eigentlich auch nicht anders zu erwarten. Um nun diesen Flaschenhals beseitigen zu können, beschloss ich kurzerhand die Anschaffung eines APU2-Boards. Mit einer, gegenüber einem APU1-Board, nun hardwarebeschleunigten AES-Verschlüsselung und erst noch doppelt so vielen (4 Stk.) CPU-Kernen sollte der IPSec-Durchsatz doch deutlich zu steigern sein, oder etwa nicht?

Erste Messungen waren leider ziemlich ernüchternd, der Durchsatz steigerte sich lediglich um ca. 10Mbps. Über die Gründe tappe ich aktuell noch im Dunkeln. Unter Umständen liegt hier aber auch nur ein klassisches Layer-8 Problem vor. Ich bleib jedenfalls am Ball.

APU1D2

  • Betriebssystem: pfSense 2.2.6
  • IPSec: IKEv2, AES256, SHA256
  • Crypto-Support:
(cryptodev) BSD cryptodev engine
 [RSA, DSA, DH]
     [ available ]
(rsax) RSAX engine support
 [RSA]
     [ available ]
(dynamic) Dynamic engine loading support
     [ unavailable ]
  • IPerf-Messungen:
root@STRUBAND-E7450:~# iperf3 -c monitoring -i 1 -R                 
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  4]   0.00-10.00  sec  42.7 MBytes  35.8 Mbits/sec   51             sender
[  4]   0.00-10.00  sec  42.7 MBytes  35.8 Mbits/sec               receiver

APU2C4

  • Betriebssystem: pfSense 2.2.6
  • IPSec: IKEv2, AES256, SHA256
  • Crypto-Support:
(cryptodev) BSD cryptodev engine
 [RSA, DSA, DH, AES-128-CBC, AES-192-CBC, AES-256-CBC]
     [ available ]
(rsax) RSAX engine support
 [RSA]
     [ available ]
(dynamic) Dynamic engine loading support
     [ unavailable ]

IPerf-Messungen:

root@STRUBAND-E7450:~# iperf3 -c monitoring -i 1 -R              
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr
[  4]   0.00-10.00  sec  54.2 MBytes  45.4 Mbits/sec   25             sender
[  4]   0.00-10.00  sec  51.3 MBytes  43.0 Mbits/sec                  receiver