Beschleunigung Virtueller Privater Netze durch Netzwerkprozessoren

Präsentation zum Thema: "Beschleunigung Virtueller Privater Netze durch Netzwerkprozessoren"—  Präsentation transkript:

1 Beschleunigung Virtueller Privater Netze durch Netzwerkprozessoren
CeBIT Hannover, 18. März 2003 Stephan Groß Ralf Lehmann Technische Universität Dresden Fakultät Informatik, Institut für Systemarchitektur Lehrstuhl Rechnernetze D Dresden, Germany

2 Forschungsschwerpunkte
High Speed Networking und Multimedia Flexible Kommunikationsplattformen für neue Rechnernetztechnologien Hardwarebeschleunigung von Internetprotokollen Middleware und Ubiquitous Computing Teleteaching and Teleworking

3 Inhalt Motivation Stand der Technik Probleme Unsere Lösung Ergebnisse
Methodik Die Intel IXP Netzwerkprozessorfamilie Aktueller Stand der Arbeiten Ergebnisse

4 Motivation Ungeschützte Datenübertragung im Internet
Verlust der Vertraulichkeit Verlust der Datenintegrität Verlust Nutzerintegrität

5 Stand der Technik

6 Probleme Schlechte VPN Performance mit reinen Softwarelösungen
Hohe Kosten spezieller Hardware-Lösungen Fehlende Flexibilität reiner Hardware-Lösungen bei Anpassungen an neue Algorithmen und Techniken Netzwerkperformance High-End Linux

7 Unsere Lösung Netzwerkprozessorbasierte IPSec-Realisierung für VPN-Gateways Zentrale Komponenten Intel IXP Netzwerkprozessor Embedded Linux IPSec-Implementierung Ziele Unterstützung für MD5, SHA-1, 3DES, AES Flexibel zu erweitern (z.B. IPv6) Hochperformant und skalierbar bis 10 Gbit/s Kosteneffektives Design

8 Methodik Analyse der Linux IPSec Implementierung
Extrahierung des Datenpfades Portierung auf den IXP 1200 C Dialekt Optimierung der kryptographischen Algorithmen Integration in Linux IPSec Implementierung

9 Die Intel IXP Netzwerkprozessorfamilie
64 32 PCI Bus 66Mhz FIFO Bus 66Mhz 10/100MB Ethernet MACs SDRAM up to 256MB FlashROM up to 8MB Memory Mapped I/O Device (ex MAC Control) SRAM Unit FIFO bus Interface (FBI) Unit PCI Bus Unit PCI MAC device Host CPU (optional) StrongARM Core 166Mhz Microengine 1 Microengine 2 Microengine 3 Microengine 4 Microengine 5 Microengine 6 IXP1200 83Mhz look ups

10 Die Intel IXP Netzwerkprozessorfamilie

11 Die Intel IXP Netzwerkprozessorfamilie
Intel IXP2400 – Ausblick 8 Threads / 8 Micro Engines @ 600 MHz Lokaler Speicher 2560 Bytes z.B. für S-Boxen moderner Verschlüsselungsalgorithmen Ermöglicht die Implementierung von AES

12 Status der Arbeiten Analyse der Linux IPSec Implementierung
Extrahierung des Datenpfades Portierung auf den IXP C Dialekt Optimierung der kryptographischen Algorithmen Integration in Linux IPSec Implementierung  OK  OK Begonnen, AES und MD5 Begonnen, AES und MD5 Steht noch aus

13 Ergebnisse MD5 Gute Performance Hohe Lokalität der Daten
Single thread: Mbit/s (MD5Transform) Vergleich: Pentium III, 1GHz: 250 Mbit/s Hohe Lokalität der Daten IXP1200 gut geeignet Ausblick: weitere Optimierungen sollten Performance verbessern AES Erste Versuche problematisch IXP1200 ungeeignet Gründe: Implementierung geht nicht genügend auf Besonderheiten der IXP-Architektur ein Geringe Lokalität der Daten verursacht hohe Kosten bei Speicherzugriffen Ausblick: IXP2400

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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