Linux LUKS и выбор файловой системы
Ответы:
Есть много советов, но очень мало эмпирических результатов для эффективности использования шифрования.
Я нашел одно такое исследование: тестирование SSD Linux: сравнение файловых систем и методов шифрования . В приведенной ниже таблице меры являются реальными / пользователь / sys, и лучшие результаты окрашены в зеленый цвет, а худшие - в красный:
нажмите для увеличения изображения
Основываясь на этих результатах, автор решил использовать dm-crypt в режиме aes-xts-plain с длиной ключа 128 бит и btrfs с выравниванием ssd и
compress=lzo.
Еще одна полезная статья - «Влияние производительности шифрования диска Linux на Ubuntu 14.04 LTS» . Он изучил использование ЦП во время установки на трех конфигурациях стандартных вариантов установки (без шифрования диска), метод полного шифрования диска с использованием LUKS на LVM и шифрование на основе домашних каталогов на основе eCryptfs. Результаты суммированы на графике ниже, и вывод состоит в том, что установка без шифрования в среднем составляла 26%, в то время как LUKS на LVM и шифрование eCryptfs составляли в среднем около 30 ~ 31%, так что оба они почти эквивалентны по производительности.
нажмите для увеличения изображения
Статья, которая не имеет эмпирических результатов, но содержит много полезных советов, - это LinuX, SSD и шифрование диска . Я рекомендую прочитать эту статью, и вот главный совет, данный:
- Для раздела SSD вы должны как минимум добавить параметры монтирования
noatimeиnodiratimeподавить учет времени доступа к файлам и каталогам. - Настройте виртуальные диски, используя tmpfs для временных файлов.
- Измените планировщик диска, чтобы использовать noop или срок .
- Включить кэш записи на уровне устройства
- Параметр браузера, чтобы не использовать дисковый кеш.
Я провел некоторое тестирование с системой от низкого до среднего уровня. Результаты ниже.
В заключение кажется, что шифрование не делает оптимизации файловой системы бесполезными. Как видно из таблицы, для dmcrypt / LUKS (AES256) F2FSфайловая система была быстрее, чем EXT4почти во всех сценариях, в которых она была быстрее по умолчанию (то есть без шифрования). Несколько удивительно, но это также дало заметное преимущество в тех случаях, когда оно не обходилось без шифрования, а именно - Bonnie++ Sequential Output (Per char)и Flexible I/O Tester Sequential Readтесты.
Для этого же сценария он также был медленнее в двух тестах (Sequential Write - Bonnie ++ и FIO), но в любом случае не намного медленнее. Ваш пробег может варьироваться.
Я не тестировал EXT4 с AES-128bit из-за ограниченного времени, так как это не было бы важно для этого ответа.
Примечание: я наблюдал очень большие, странные отклонения при тестировании с AES-128bit. До 15% вариаций в большинстве тестов и даже 37% (!) В одном случае. Не уверен почему. Я не использовал систему ни для чего другого во время тестов. Система (root) сама зашифрована с помощью AES-256, так что я могу придумать гипотетическое объяснение, включающее конвейеры ЦП / opcache, но ... На самом деле пока не могу сказать. (Это также происходит при тестировании с живого CD, без разблокировки 256-битного раздела AES, так что это не причина).
Отклонение оставалось на уровне 3,6% (1,4%, как правило) везде. Я принимаю погрешность 4%. Таким образом, различия менее 4% следует игнорировать для этих результатов.
Испытательная установка:
SSD: Kingston SV300S37A/120G
Mainboard: ASUS Sabertooth 990FX R2.0
CPU: AMD FX-6350 @ stock
Kernel version: 4.11.3
IO Scheduler: CFQ
All tests were run using an 80GB secondary partition.
Таблица результатов в формате ASCII (различия, считающиеся «несущественными», опущены):
|+===================================+|
|| % Change ||
|+=====================+=====================+=================+| ||--------+--------+--------+--------||
|| (no encryption) | AES-256 | AES-128 || || F2FS / EXT4 |Crypto / NoCrypto||
|+============+========================+----------+----------+----------+----------+------+----------||=========||--------+--------+--------+--------+|
|| Test suite | Test Method | EXT4 | F2FS | EXT4 | F2FS | EXT4 | F2FS || Unit ||nocrypto| aes256 | aes128 | aes256 ||
|+------------+------------------------+----------+----------+----------+----------+------+----------++---------++--------+--------+--------+--------+|
|| Manual | Read | 390.6 | 391.59 | 320 | 325.6 | - | 345.36 || MiB/s || | | -11.81 | -16.85 ||
||(cp and dd) | Write (zeros) | 501.96 | 517.17 | 96.9 | 96.7 | | 112.16 || MiB/s || | | -78.31 | -81.30 ||
|| | Write (random data) | 100.44 | 97.99 | 91.8 | 89.5 | | 97.64 || MiB/s || | | | -08.66 ||
||--------------------------------------------------------------------------------------------------------------||--------|--------|--------|--------||
|| | Seq. Output – Per char | 80.68 | 83.76 | 63.56 | 80.59 | - | 75.56 || MiB/s || | +26.79 | -09.79 | ||
|| | Seq. Output – Block | 498.92 | 492.42 | 104.74 | 101.13 | | 90.9 || MiB/s || | | -81.54 | -79.46 ||
|| Bonnie++ | Seq. Output – Rewrite | 196.4 | 198.99 | 74.69 | 70.8 | | 70.27 || MiB/s || | -05.21 | -64.69 | -64.42 ||
|| | Seq. Input - Per char | 86.93 | 86.04 | 84.01 | 81.25 | | 87.84 || MiB/s || | | | -05.57 ||
|| | Seq. Input – Block | 352.57 | 355.99 | 286.36 | 289.24 | | 304.5 || MiB/s || | | -14.46 | -18.75 ||
|| | Random seeks | 9452.9 | 9102.2 | 8142.3 | 8224.8 | | 7431.4 || ops/s || | | -18.36 | -09.64 ||
||--------------------------------------------------------------------------------------------------------------||--------|--------|--------|--------||
|| Fs-mark | 1000 files, 1 thread | 193.7 | 236.6 | 93.6 | 103.7 | - | 73.9 || files/s || +18.13 | +10.79 | -68.77 | -56.17 ||
|| | 5000 files, 4 threads | 310.1 | 348.8 | 90.9 | 99 | | 91.6 || files/s || +11.10 | +08.91 | -73.74 | -71.62 ||
||--------------------------------------------------------------------------------------------------------------||--------|--------|--------|--------||
|| | Random read | 56.77 | 69.86 | 58.79 | 63.51 | | 61.93 || MiB/s || | | | ||
|| | | 14188 | 17461 | 14695 | 15874 | | 15479 || IOPS || +23.07 | +08.02 | -11.35 | -09.09 ||
|| Flexible | | | | | | - | || || | | | ||
|| I/O | Random write | 59.91 | 78.99 | 52.2 | 63.75 | | 67.75 || MiB/s || | | | ||
|| Tester | | 14973 | 19745 | 13046 | 15935 | | 16934 || IOPS || +31.87 | +22.14 | -14.24 | -19.30 ||
|| | | | | | | | || || | | | ||
|| | Sequential read | 284.02 | 247.57 | 95.14 | 95.17 | | 95.98 || MiB/s || | | | ||
|| | | 71001 | 61889 | 23781 | 23788 | | 23991 || IOPS || -12.83 | | -61.24 | -61.56 ||
|| | | | | | | | || || | | | ||
|| | Sequential write | 94.06 | 100.77 | 100.63 | 96.56 | | 86.93 || MiB/s || | | | ||
|| | | 23512 | 25188 | 25153 | 24137 | | 21728 || IOPS || +07.13 | -04.04 | -13.74 | -04.17 ||
|+------------+------------------------+----------+----------+----------+----------+------+----------++---------++--------+--------+--------+--------+|
_