Linux LUKS e escolha do sistema de arquivos

Question

Qual sistema de arquivos exibe o melhor desempenho quando executado em uma partição criptografada LUKS? Faz sentido usar f2fs quando a partição LUKS está em um SSD, ou a abstração device-mapper torna inúteis as otimizações de SSD do f2fs?

    

Answer 1

Há muitos conselhos, mas poucos resultados empíricos para a eficiência de usando criptografia.

Eu encontrei um desses estudos: Comparação entre benchmarks e SSD Linux: Comparando sistemas de arquivos e métodos de criptografia . Na tabela abaixo, as medidas são reais / user / sys e os melhores resultados são colorido verde, enquanto os piores são coloridos em vermelho:

cliqueparaverimagemmaior

Combasenessesresultados,oautordecidiuusarodm-cryptemModoaes-xts-plaincomkeylengthde128bitsebtrfscomalinhamentossdecompress=lzo.

Outroartigoútilé O Impacto no Desempenho da Criptografia de Disco Linux no Ubuntu 14.04 LTS . Ele estudou o uso da CPU durante a instalação nas três configurações de opções de instalação de estoque (sem criptografia de disco), método de criptografia de disco completo usando LUKS em LVM e criptografia de diretório base baseada em eCryptfs. Os resultados estão resumidos no gráfico abaixo e a conclusão é que a instalação sem criptografia teve uma média de 26%, enquanto o LUKS na criptografia LVM e eCryptfs obteve uma média de 30 ~ 31%, então são ambos quase equivalentes em performance.

cliqueparaverimagemmaior

Umartigoquenãotemresultadosempíricos,masmuitosbonsconselhosé LinuX, SSDs e criptografia de disco . Eu recomendo a leitura deste artigo, e aqui está o principal conselho dado:

1. Para a partição SSD, você deve adicionar pelo menos as opções de montagem noatime e nodiratime para suprimir a escrituração de tempos de acesso para arquivos e diretórios.
2. Configure os ramdisks usando tmpfs para arquivos temporários.
3. Altere o agendador de disco para usar noop ou prazo final .
4. Ativar cache de gravação no nível do dispositivo
5. Parametrize o navegador para não usar um cache de disco.

Answer 2

Eu fiz alguns testes com um sistema de baixo para médio-fim. Os resultados são os seguintes.

Emconclusão,parecequeacriptografianãotornainúteisasotimizaçõesdosistemadearquivos.Comovocêpodevernatabela,paradmcrypt/LUKS(AES256),osistemadearquivosF2FSeramaisrápidoqueEXT4emquasetodososcenáriosnosquaiseramaisrápidoporpadrão(semcriptografia,istoé).Surpreendentemente,tambémforneceuumbenefícioperceptívelnoscasosemquenãoseriacriptografado-asaber,ostestesBonnie++SequentialOutput(Perchar)eFlexibleI/OTesterSequentialRead.

Paraestemesmocenário,tambémfoimaislentoemdoistestes(SequentialWrite-Bonnie++eFIO),masnãomuitomaislento.Suamilhagempodevariar.

EunãotesteiEXT4comAES-128bitsporcausadotempolimitado,jáquenãoseriaessencialparaessaresposta.

Observação:observeidesviosmuitograndeseestranhosnostestescomoAES-128bits.Até15%devariaçõesnamaioriadostesteseaté37%(!)Emumcaso.Nãotenhocertezaporque.Eunãouseiosistemaparamaisnadaduranteostestes.Osistema(root)éeleprópriocriptografadocomAES-256,entãopossopensaremumaexplicaçãohipotéticaenvolvendopipelines/opcachedaCPU,mas...Realmentenãopossodizerainda.(IssotambémaconteceaotestarapartirdeumliveCD,semnuncadestravarapartiçãoAES-256bit,entãoessanãoéarazão).

Odesviofoimantidoabaixode3,6%(1,4%típico)emqualqueroutrolugar.Estouadotandoumamargemdeerrode4%.Assim,diferençasmenoresque4%devemserignoradasparaessesresultados.

Configuraçãodeteste:

SSD:KingstonSV300S37A/120GMainboard:ASUSSabertooth990FXR2.0CPU:AMDFX-6350@stockKernelversion:4.11.3IOScheduler:CFQAlltestswererunusingan80GBsecondarypartition.

TabeladeresultadosnoformatoASCII(diferençasconsideradas"irrelevantes" são omitidas):

                                                                                                                |+===================================+| 
                                                                                                                ||            % 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 ||
|+------------+------------------------+----------+----------+----------+----------+------+----------++---------++--------+--------+--------+--------+|
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