SSL 성능 결과: F5 BIG-IP iSeries와 Citrix 및 A10 비교
테스트를 실시한 결과, 새로운 F5 BIG-IP iSeries 애플리케이션 딜리버리 플랫폼은 경쟁사의 동급 장비보다 SSL ECC TPS 성능이 5배 더 빠른 것으로 나타났습니다.
전 세계적으로 더욱 다양한 암호화 스위트가 도입되는 가운데, F5는 SSL/TLS 분야의 선도적 입지를 유지할 수 있는 독보적인 위치에 있습니다. 이전 세대의 SSL 하드웨어 가속기를 사용하는 ADC는 암호화된 연결을 소프트웨어로 처리하여 이러한 한계를 보완합니다. 이로 인해 시스템에 추가 부하가 발생하여 애플리케이션 성능이 저하되고 용량이 제한될 수 있습니다. F5의 새로운 iSeries에는 Diffie-Hellman 타원 곡선 암호화(ECDHE) 처리를 오프로드하는 최신 세대의 암호화 가속 하드웨어가 탑재되어 있어, 부하가 높은 TLS 환경에서도 ECC 및 ECDHE 암호화 스위트를 신속하게 도입할 수 있습니다.
iSeries의 성능이 시중의 다른 장비와 비교해 어느 정도인지 확인하기 위해 ECDH-ECDSA-AES128-SHA256 SSL 암호화 스위트를 사용하여 이 플랫폼에 대한 엄격한 성능 테스트를 수행했으며, A10 Networks 및 Citrix의 동급 장비도 함께 테스트했습니다.
테스트에서 클라이언트는 ECDH-ECDSA-AES128-SHA256 SSL 암호화 스위트를 지원하는 클라이언트 측 SSL이 구성된 가상 서버에 연결했습니다. 연결이 설정되면 클라이언트는 파일 하나를 요청했고, 서버는 해당 파일과 200 OK로 응답했습니다. 그런 다음 클라이언트가 4단계 연결 종료 절차를 수행했습니다. 모든 테스트에서 연결 재사용은 비활성화했습니다.
아래 수치에서 확인할 수 있듯이, 테스트한 Citrix 및 A10 Networks 장비는 모두 범용 실리콘을 사용해 SSL 처리를 오프로드했지만 F5의 iSeries 암호화 오프로드 하드웨어가 제공하는 성능에는 미치지 못했습니다.
| 초당 트랜잭션 수 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 파일 크기 | 128B | 5KB | 16KB | 512KB |
| F5 BIG-IP i7800 | 27243 | 27077 | 26573 | 5251 |
| Citrix NetScaler 14080 | 5103 | 5087 | 5060 | 2156 |
| A10 Networks 4440S | 3976 | 3910 | 3891 | 2135 |
| 처리량(Mbps) | ||||
| 파일 크기 | 128B | 5KB | 16KB | 512KB |
| F5 BIG-IP i7800 | 105 | 1185 | 3558 | 22034 |
| Citrix NetScaler 14080 | 19 | 222 | 677 | 9047 |
| A10 Networks 4440S | 15 | 171 | 521 | 8955 |
테스트 프로세스 및 환경
각 제품은 F5가 이전 보고서에서 사용한 것과 동일한 다단계 테스트 프로세스를 거쳤습니다. 이 프로세스는 다음 단계로 구성됩니다:
- 예비 테스트: 모든 테스트 대상 장비(DUT)가 네트워크 트래픽을 동일한 방식으로 처리하도록 각 DUT의 구성을 생성하고 검증합니다.
- 탐색적 테스트: 각 장치에 가장 적합한 테스트 설정을 결정하고, 각 테스트 유형에서 장치가 얼마나 우수한 성능을 발휘하는지 확인합니다. 이 단계에서 DUT 구성이 최종 확정됩니다.
- 최종 테스트: 각 유형의 테스트를 여러 차례 실행합니다. 일관되게 최상의 결과를 낸 양호한 실행 결과가 최소 3회 확보될 때까지 테스트를 반복합니다. 이러한 수준의 일관성을 확보하려면 테스트를 여러 차례 실행해야 할 수 있습니다.
- 최상의 결과 결정: 각 테스트 유형별로 가장 우수한 세 번의 테스트 실행 결과를 자세히 검토하여 전반적으로 가장 뛰어난 성능을 보인 실행을 식별합니다. 이 보고서에는 각 테스트 유형에서 가장 우수했던 실행 결과가 사용됩니다.
이러한 결과를 도출하기 위해 총 50회 이상의 테스트를 수행했습니다.
테스트한 제품
테스트한 제품들은 비슷한 가격대였으며, 다음과 같습니다:
- Citrix 14080($113,069)
- A10 4440S($94,240)
- F5 BIG-IP i7800($85,000)
SSL 처리 테스트
SSL(Secure Sockets Layer) 암호화는 사용자와 애플리케이션 간의 통신을 보호하기 위해 전 세계적으로 사용됩니다. SSL은 모든 주요 운영 체제, 웹 브라우저, 스마트폰 등에서 사용할 수 있는 표준 암호화 프로토콜입니다. SSL 기술은 안전한 온라인 쇼핑을 지원하고 보안 원격 액세스(SSL VPN)를 가능하게 하는 등 다양한 용도로 활용되며, 상용 및 소비자용 네트워크 보안 솔루션 전반에 널리 사용됩니다. SSL은 암호화 키를 공유하기 위한 공개 키 암호화 방식과 실제 트래픽을 암호화하기 위한 대칭 키 암호화 방식(일반적으로 RC4, 3DES 또는 AES)을 결합하여 보안을 제공합니다. 키 교환과 다양한 암호화 알고리즘은 모두 많은 연산을 필요로 하므로, 거의 모든 상용 SSL 환경에서 적절한 성능이나 대규모 처리 능력을 확보하려면 서버 측에 특수 하드웨어가 필요합니다.
초당 SSL 트랜잭션(TPS) 성능은 주로 장치의 키 교환/핸드셰이크 처리 용량을 나타내는 척도입니다. 일반적으로 작은 파일 크기를 기준으로 측정하며, 새로운 SSL 세션이 시작될 때마다 수행되는 핸드셰이크 작업을 측정합니다. 이 작업에는 많은 연산이 필요하므로 모든 주요 SSL 오프로딩 공급업체는 전용 하드웨어를 사용하여 작업을 가속합니다. 서버 응답과 파일 크기가 클수록 핸드셰이크 작업의 연산 비용은 상대적으로 덜 중요해집니다. 이 작업은 세션이 시작될 때 한 번만 수행되므로 오버헤드가 훨씬 적기 때문입니다. 성능을 비교할 때 더 균형 잡힌 지표는 암호화된 트래픽의 처리량이며, 이를 대칭 키 암호화 또는 벌크 암호화라고도 합니다. 벌크 암호화는 1초 동안 암호화하여 전송할 수 있는 데이터의 양을 나타내는 척도입니다.
SSL 트래픽을 처리하는 방식에는 여러 가지가 있습니다. 일부 장치는 SSL 핸드셰이크/키 교환에만 전용 하드웨어를 사용하고, 이후 지속되는 ‘대량’ 암호화에는 CPU를 사용합니다. 반면 두 기능 모두에 전용 하드웨어를 사용할 수 있는 장치도 있습니다. F5 iSeries는 SSL 연결 설정과 대량 처리량을 최적으로 처리하도록 독자적으로 설계되었습니다. 고급 암호화 하드웨어를 최대한 활용하는 F5 iSeries 플랫폼은 뛰어난 트랜잭션 성능을 제공하는 동시에 대량의 암호화된 데이터를 처리합니다. 이를 통해 고객과 시스템 관리자는 추가적인 성능 향상이나 기능 구현을 위해 CPU 자원을 확보할 수 있습니다.
평소와 마찬가지로 다양한 상황에서의 성능을 보여주기 위해 여러 파일 크기(128B, 5KB, 16KB, 512KB)를 대상으로 테스트를 수행했습니다.
테스트는 모든 공신력 있는 보안 기관에서 권장하는 384비트 키 크기와, 가장 널리 사용되는 암호 알고리즘 중 하나인 ECDH-ECDSA-AES128-SHA256 암호 스위트를 사용하여 진행되었습니다.
결론
iSeries 플랫폼은 고객에게 포괄적인 SSL 솔루션을 제공해 온 F5의 선도적 입지를 이어가며, ECDHE 전용 하드웨어 오프로딩을 지원하는 최초의 ADC이기도 합니다. 완전 순방향 비밀성을 위해 ECC 암호 스위트로 전환하는 기업이 늘어남에 따라 애플리케이션 성능을 보장하는 솔루션의 필요성도 계속 커질 것입니다. 성능 테스트 결과, F5의 iSeries 플랫폼은 앞으로도 가장 폭넓은 암호 스위트를 지원하면서 최고 수준의 성능을 유지하는 것으로 나타났습니다.