Pfsense+Proxmox+AMD Ryzen+AES-NI

[pigbrother]

Bug #7810
openssl/openvpn need to have loaded booth AESNI and cryptodev to accelerate AES operations , but gui alows you load only one at once
Будет исправлено в 2.4.1
https://redmine.pfsense.org/issues/7810

https://doc.pfsense.org/index.php/2.4.1_New_Features_and_Changes

[Gektor]

Несколько недель сам разбирался с OpenVPN и аппаратным шифрованием, в версии 2.4.0 (и девелоп 2.4.2а) AES-NI вкл/вкл в настройках PFSense практически никак не влияют на результаты работы / тестов OpenVPN, т.к. если есть AES-NI, то он используется автоматически.
Для CPU intel лучше использовать GCM шифрование в виду большей оптимизации процессора под этот алгоритм, RDRAND не имеет никакого отношения к AMD процессорам, это алгоритм аппараттной генерации рандомных чисел от интел начиная с процессоров Ivy Bridge. В некоторых сценариях шифрования незначительно повышает производительность на процессорах Intel.

Для сравнения (процессор Celeron 3865U 2x1.8 ГГц):
openssl speed -elapsed -evp aes-256-cbc
type            16 bytes    64 bytes    256 bytes  1024 bytes  8192 bytes
aes-256-cbc    443432.92k  472857.02k  477686.25k  482970.28k  483590.14k

openssl speed -elapsed -evp aes-256-gcm
type            16 bytes    64 bytes    256 bytes  1024 bytes  8192 bytes
aes-256-gcm    293267.67k  786376.13k  1204654.15k  1294190.33k  1331465.46k

На GCM разница с CBC колоссальная.

На практике при шифровании 256-GCM скорость туннеля на данном процессоре порядка 50 МБ/с (до 500 мбит).

Для AMD не могу знать, т.к. нет под руками ничего современно-толкового.

[pigbrother]

На GCM разница с CBC колоссальная

Однако минус в том, что многие "железные" клиентские устройства c OpenVPN о GCM понятия не имеют.

Можно ли спросить на каких настойках остановились? Чтоиз crypto  выбрано в настройках собственно сервера OpenVPN?

[Gektor]

У меня установлено Intel RDRAND Engine, хотя что с ним что без него - практически никакой разницы… AES-NI работает по умолчанию.

[pigbrother]

А каков реальный выигрыш, не в тестах openssl speed, а  в Open VPN? Болше скорости? Меньше загрузка CPU?

[Gektor]

Больше скорость канала и меньше нагрузка на процессор — без оптимизации загрузка процессора под 90% и скорость до 100 мбит, с оптимизацией загрузка процессора менее 50% скорость до 500 мбит.

Есть понятие аппаратная оптимизация и если софт оптимизирован под железо, то на относительно дешевом железе можно получить приличные результаты.

[pigbrother]

Спасибо.

Это цифры с AES-GCM?
Если да - то каковы будут результаты с AES-CBC?

[Gektor]

Это с GCM, CBC точно не помню, но по-моему около 300 мбит было. Загрузку процессора при CBC не помню.

[Gektor]

Еще немного синтетики на Intel(R) Xeon(R) CPU E5-1650 v4 @ 3.60GHz (pfSense 2.4.0 отдано 1 ядро под Hyper-V 2016):
openssl speed -elapsed aes-256-cbc
type            16 bytes    64 bytes    256 bytes  1024 bytes  8192 bytes
aes-256 cbc    104734.30k  107559.70k  108202.41k  254901.25k  258236.42k

openssl speed -elapsed -evp aes-256-cbc
type            16 bytes    64 bytes    256 bytes  1024 bytes  8192 bytes
aes-256-cbc    550018.00k  585781.97k  597035.43k  603340.80k  604815.36k

openssl speed -elapsed -evp aes-256-gcm
type            16 bytes    64 bytes    256 bytes  1024 bytes  8192 bytes
aes-256-gcm    383488.66k  940133.85k  2013853.10k  2815626.58k  3424714.75k

GCM на интел однозначно рулит )))

[Alanku]

Заело меня немножко использование AES NI в реале. Решил смастерить стенд. Нашел у себя бук с i3 U6060, поставил на него ppfSense 2.4.1 в виртуалку под VirtualBox, отдал одно ядро для чистоты эксперимента, чтобы уж точно было видно, кто будет тупить. Сетка гигабитная.
IPSEC AES-GCM. Во результаты ниже:

–---------------------------------------------------------------------
CrystalDiskMark 5.2.0 x64 (C) 2007-2016 hiyohiyo
                          Crystal Dew World : http://crystalmark.info/

• MB/s = 1,000,000 bytes/s [SATA/600 = 600,000,000 bytes/s]
• KB = 1000 bytes, KiB = 1024 bytes

Sequential Read (Q= 32,T= 1) :    11.534 MB/s
  Sequential Write (Q= 32,T= 1) :    10.380 MB/s
  Random Read 4KiB (Q= 32,T= 1) :    7.028 MB/s [  1715.8 IOPS]
Random Write 4KiB (Q= 32,T= 1) :    8.680 MB/s [  2119.1 IOPS]
        Sequential Read (T= 1) :    7.969 MB/s
        Sequential Write (T= 1) :    9.857 MB/s
  Random Read 4KiB (Q= 1,T= 1) :    2.133 MB/s [  520.8 IOPS]
  Random Write 4KiB (Q= 1,T= 1) :    2.349 MB/s [  573.5 IOPS]

Test : 4096 MiB [W: 31.1% (37.0/118.8 GiB)] (x5)  [Interval=5 sec]
  Date : 2017/10/27 9:36:19
    OS : Windows 7 Ultimate SP1 [6.1 Build 7601] (x64)
    AES NI off

–---------------------------------------------------------------------
CrystalDiskMark 5.2.0 x64 (C) 2007-2016 hiyohiyo
                          Crystal Dew World : http://crystalmark.info/

• MB/s = 1,000,000 bytes/s [SATA/600 = 600,000,000 bytes/s]
• KB = 1000 bytes, KiB = 1024 bytes

Sequential Read (Q= 32,T= 1) :    20.379 MB/s
  Sequential Write (Q= 32,T= 1) :    15.336 MB/s
  Random Read 4KiB (Q= 32,T= 1) :    15.471 MB/s [  3777.1 IOPS]
Random Write 4KiB (Q= 32,T= 1) :    12.260 MB/s [  2993.2 IOPS]
        Sequential Read (T= 1) :    19.923 MB/s
        Sequential Write (T= 1) :    14.889 MB/s
  Random Read 4KiB (Q= 1,T= 1) :    2.554 MB/s [  623.5 IOPS]
  Random Write 4KiB (Q= 1,T= 1) :    2.562 MB/s [  625.5 IOPS]

Test : 4096 MiB [W: 31.0% (36.9/118.8 GiB)] (x5)  [Interval=5 sec]
  Date : 2017/10/27 9:49:10
    OS : Windows 7 Ultimate SP1 [6.1 Build 7601] (x64)
    AES NI ON

Загрузка проца на pfSense была под 100 процентов, для себя сделал вывод AES NI в реальной работе очень даже рулит!