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Accélération hardware sur un Fortigate
L'offloading (ou accélération hardware) est le fait de déléguer certains calculs pour décharger le CPU du Fortigate. Cela peut être le cas pour le chiffrement des tunnels IPSec ou SSL par exemple.
Chez Fortinet il y a 2 types d'ASICs : des network processors (NP) pour accélérer les flux réseaux, et des content processors (CP) pour la partie sécurité (antivirus, IPS, etc) ; leur suffixe indique leur génération (NP4, NP6, CP8…) et donc leur performance.
Cas général
2 commandes pour afficher différents informations relatives à la prise en charge sur des NPx :
config global get hardware npu np6 {options} # commande plus verbeuse : diagnose npu np6 {plus d'options}
Port binding
Pour afficher l'attribution des NP par port physique (ici on est sur un 3000D = 2 NP6) :
diagnose npu np6 port-list
Chip XAUI Ports Max Cross-chip
Speed offloading
------ ---- ------- ----- ----------
np6_0 0 port1 10G Yes
0 port6 10G Yes
1 port2 10G Yes
1 port5 10G Yes
2 port3 10G Yes
2 port8 10G Yes
3 port4 10G Yes
3 port7 10G Yes
------ ---- ------- ----- ----------
np6_1 0 port10 10G Yes
0 port13 10G Yes
1 port9 10G Yes
1 port14 10G Yes
2 port12 10G Yes
2 port15 10G Yes
3 port11 10G Yes
3 port16 10G Yes
------ ---- ------- ----- ----------
Fonctionnalités activées
Pour afficher les fonctionnalités activées pour chaque NP (toujours sur notre 3000D)
diagnose npu np6 npu-feature
np_0 np_1
------------------- --------- ---------
Fastpath Enabled Enabled
Low-latency-mode Disabled Disabled
Low-latency-cap No No
IPv4 firewall Yes Yes
IPv6 firewall Yes Yes
IPv4 IPSec Yes Yes
IPv6 IPSec Yes Yes
IPv4 tunnel Yes Yes
IPv6 tunnel Yes Yes
GRE tunnel No No
GRE passthrough Yes Yes
IPv4 Multicast Yes Yes
IPv6 Multicast Yes Yes
CAPWAP Yes Yes
# Pour modifier ces fonctionnalités :
config system np6
show full-configuration
Compteurs
Pour afficher l'état des NP6 : notamment le nombre de sessions :
- actives
- offloadées (insert-success)
- dropped (insert-total - insert-success)
config global diagnose npu np6 sse-stats 0 Counters SSE0 SSE1 Total --------------- --------------- --------------- --------------- active 3455 3521 6976 insert-total 457586249 456796466 914382715 insert-success 457586249 456796466 914382715 delete-total 457582794 456792945 914375739 delete-success 457582794 456792945 914375739 purge-total 0 0 0 purge-success 0 0 0 search-total 1429081013 634733460 2063814473 search-hit 3594216301 2717149912 2016398917 mcast-tx 0 0 0 --------------- --------------- --------------- --------------- pht-size 8421376 8421376 oft-size 8355840 8355840 oftfree 8355837 8355839 PBA 3001
Afficher l'état d'un flux
Les informations de de l'offloading d'une session sont affichées par la commande diagnose sys session list (qu'il faut filtrer au préalable) ; par exemple pour une session vers l'IP 10.0.0.1 :
diagnose sys session filter dst 10.0.0.1 diagnose sys session list session info: proto=6 proto_state=05 duration=64 expire=62 timeout=300 flags=00000000 sockflag=00000000 sockport=0 av_idx=0 use=3 origin-shaper= reply-shaper= per_ip_shaper= ha_id=0 policy_dir=0 tunnel=/ vlan_cos=0/255 state=may_dirty npu statistic(bytes/packets/allow_err): org=132/3/1 reply=92/2/1 tuples=2 tx speed(Bps/kbps): 2/0 rx speed(Bps/kbps): 1/0 orgin->sink: org pre->post, reply pre->post dev=23->21/21->23 gwy=10.1.1.78/10.40.3.171 hook=pre dir=org act=noop 10.40.3.171:50412->10.1.1.78:80(0.0.0.0:0) hook=post dir=reply act=noop 10.1.1.78:80->10.40.3.171:50412(0.0.0.0:0) pos/(before,after) 0/(0,0), 0/(0,0) misc=0 policy_id=294 auth_info=0 chk_client_info=0 vd=0 serial=d3e5760d tos=ff/ff app_list=0 app=0 url_cat=0 dd_type=0 dd_mode=0 npu_state=0x000c00 npu info: flag=0x81/0x81, offload=8/8, ips_offload=0/0, epid=144/146, ipid=146/144, vlan=0x0000/0x0000 vlifid=146/144, vtag_in=0x0000/0x0000 in_npu=2/2, out_npu=2/2, fwd_en=0/0, qid=10/10
Si npu_state n'est pas égal à 0, le flux est offloadé. Le détail est de la ligne npu_info suivante :
offload=1/1 for NP1(FA1) sessions. offload=2/2 for NP1(FA2) sessions. offload=3/3 for NP2 sessions. offload=4/4 for NP4 sessions. offload=5/5 for XLR sessions. offload=6/6 for Nplite/NP4lite sessions. offload=7/7 for XLP sessions. offload=8/8 for NP6 sessions. flag 0x81 means regular traffic. flag 0x82 means IPsec traffic.
Certaines sessions ne sont pas accélérées, la raison est indiquée par le champs no_ofld_reason. Par exemple les flux locaux (depuis ou vers le firewall lui-même) apparaissent ainsi :
npu_state=00000000 no_ofld_reason: local
Cas de l'IPSec
Normalement l'accélération hardware est activée par défaut mais on peut l'activer (ou la désactiver) pour les tunnels IPSec :
# Pour les tunnels routés cela se configure dans la phase1-interface : config vpn ipsec phase1-interface edit VPN_CC set npu-offload enable / disable end # pour les tunnel "policés" cela se configure dans la règle de sécurité (policy rule) : config firewall policy edit 666 set auto-asic-offload enable / disable end
On peut vérifier si un tunnel déjà en fonctionnement est offloader avec la commande :
diagnose vpn tunnel list ------------------------------------------------------ name=VPN_CC ver=2 serial=6 10.1.0.2:0->10.1.0.1:0 lgwy=static tun=intf mode=auto bound_if=63 proxyid_num=1 child_num=0 refcnt=14 ilast=0 olast=0 stat: rxp=6368841 txp=6731147 rxb=4398430118 txb=3970892477 dpd: mode=active on=1 idle=5000ms retry=3 count=0 seqno=782898 natt: mode=none draft=0 interval=0 remote_port=0 proxyid=VPN_CC proto=0 sa=1 ref=2 serial=8 auto-negotiate src: 0:0.0.0.0/0.0.0.0:0 dst: 0:0.0.0.0/0.0.0.0:0 SA: ref=13 options=0000002d type=00 soft=0 mtu=8942 expire=16144/0B replaywin=0 seqno=15da81 life: type=01 bytes=0/0 timeout=28776/28800 dec: spi=3b375eb8 esp=aes key=32 3f886d511bbd876b51e773d81f224b1996795f3cab45bf1a8cbe75db8bd5c5c7 ah=sha1 key=20 3c759708cf49b7b8e5e2cba53bbfed4a5a227db0 enc: spi=2504abb2 esp=aes key=32 ee4bf12fd1bc4890a33ab3b2b01c3c38cac9e577a1e1f5fd05aba91fed63be07 ah=sha1 key=20 ff7b549870d3178a36e058701c6c47af0850155d dec:pkts/bytes=1264385/998573510, enc:pkts/bytes=1435424/911313083 npu_flag=03 npu_rgwy=10.1.0.1 npu_lgwy=10.1.0.2 npu_selid=11
En fonction du retour de npu_flag :
- npu_flag=00 = le trafic de ce tunnel n'est pas offloadé, il est traité par le kernel / le CPU
- npu_flag=01 = seul le trafic ESP egress (chiffrement du trafic sortant) est offloadé
- npu_flag=02 = seul le trafic ESP ingress (déchiffrement du trafic entrant) est offloadé
- npu_flag=03 = le trafic est complètement offloadé (chiffrement/déchiffrement)
On peut consulter les statistiques globales des paquets offloadés par type de chiffrement/hachage :
diagnose vpn ipsec status All ipsec crypto devices in use: NP4_0 null: 0 0 des: 1705631651 1192070656 3des: 0 0 aes: 5878223616 5638495744 aria: 0 0 seed: 0 0 null: 1350134 1330944 md5: 7153174737 6497740928 sha1: 429330396 331494528 sha256: 0 0 sha384: 0 0 sha512: 0 0 NPU HARDWARE null: 0 0 des: 1705737077 0 3des: 0 0 aes: 5865489387 0 aria: 0 0 seed: 0 0 null: 940 0 md5: 7151362270 0 sha1: 419358130 0 sha256: 0 0 sha384: 0 0 sha512: 0 0 CP8: null: 0 0 des: 3518 19562 3des: 0 0 aes: 89251217 134711660 aria: 0 0 seed: 0 0 null: 11 8 md5: 1916481 36449376 sha1: 101 12495755 sha256: 1770094 1397917 sha384: 0 0 sha512: 85568242 84395409 SOFTWARE: null: 0 0 des: 0 0 3des: 0 0 aes: 0 0 aria: 0 0 seed: 0 0 null: 0 0 md5: 0 0 sha1: 0 0 sha256: 0 0 sha384: 0 0 sha512: 0 0
Ici, un 800c (doté d'un NP4 et un CP8) offloade tous ses flux. S'il ne le faisait pas on aurait les compteurs SOFTWARE: qui s'incrémenteraient.
La prise en charge de chaque type de chiffrement/hachage est fonction de la version des ASICs (NPU et CP) présents sur le Fortigate ; un peu plus de détails ici : Fortigate : architecture interne