在虚拟机之间运行 Wireguard 时的性能问题

在虚拟机之间运行 Wireguard 时的性能问题

我遇到了在同一虚拟机管理程序(在 Qemu/KVM 下运行)上的两个虚拟机之间运行 Wireguard 隧道的性能问题,我将非常感谢任何有关此问题的见解/建议。我遇到的问题是,各种基准测试显示wireguard 连接/隧道的速度比wireguard 运行的“正常”网络连接的速度慢约80-90%。 Wireguard 配置是一个简单的点对点配置。

两台物理计算机之间的相同 Wireguard 配置运行良好,只会导致性能损失约 4-5%。这让我相信问题出在虚拟化层的某个地方。我已经尝试了很多事情,但没有取得积极的结果:

  • 增加虚拟机的 CPU 和 RAM 没有任何效果。
  • 在这些虚拟机上测试加密/解密任务的性能,没有发现明显的性能下降。因此这些虚拟机的 CPU 性能似乎还不错。
  • 在虚拟机管理程序 BIOS 中启用了对 CPU 的虚拟化支持
  • 我尝试了一些不同的 MTU 大小,没有真正的区别。
  • Qemu/KVM 内的 CPU 固定和各种 CPU 设置没有区别。
  • Wireguard 正在内核模式下运行
  • 我在不同的机器/虚拟机管理程序组合(例如 VirtualBox)上使用相同的设置遇到了相同的问题,这让我相信我在某种程度上做了一些错误的配置。所有在虚拟机上运行的东西似乎都有这个问题。
  • 不同的Linux发行版似乎也没有什么区别

这是有关我的设置和基准的更多信息。这两个虚拟机称为wireguard-client-01和wireguard-server:

wireguard-client-01 网络信息:

[root@wireguard-client-01 ~]# ip a
2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:d4:fa:89 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.41/24 brd 192.168.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp1s0
       valid_lft 863813sec preferred_lft 863813sec
    inet6 fd00::5054:ff:fed4:fa89/64 scope global dynamic noprefixroute 
       valid_lft 7021sec preferred_lft 3421sec
    inet6 fe80::5054:ff:fed4:fa89/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: wg0: <POINTOPOINT,NOARP,UP,LOWER_UP> mtu 1420 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/none 
    inet 10.8.0.2/24 scope global wg0
       valid_lft forever preferred_lft forever

wireguard-服务器网络信息:

2: enp1s0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:73:c2:6d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.2.40/24 brd 192.168.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp1s0
       valid_lft 863677sec preferred_lft 863677sec
    inet6 fd00::5054:ff:fe73:c26d/64 scope global dynamic noprefixroute 
       valid_lft 6880sec preferred_lft 3280sec
    inet6 fe80::5054:ff:fe73:c26d/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: wg0: <POINTOPOINT,NOARP,UP,LOWER_UP> mtu 1420 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/none 
    inet 10.8.0.1/24 scope global wg0
       valid_lft forever preferred_lft forever

wireguard 服务器 wg0 配置:

[Interface]
Address = 10.8.0.1/24
SaveConfig = true
ListenPort = 51820
PrivateKey = <my_private_key>

[Peer]
PublicKey = E0eS7oBffTDg8Qj4ZeIUhxA0GUC3HrSfacrjP54hFQI=
AllowedIPs = 10.8.0.2/32
Endpoint = 192.168.2.41:48671

Wireguard-client-01 wg0 配置:

[Interface]
PrivateKey = <my_private_key>
Address = 10.8.0.2/24

[Peer]
PublicKey = h+kDKK/2Y+WXRiO9lSQ0RT3HsRi0m6OckOkEJep/2jM=
AllowedIPs = 10.8.0.0/24
Endpoint = 192.168.2.40:51820

iperf3 对“普通”网络接口的基准测试:

[root@wireguard-client-01 ~]# iperf3 --client 192.168.2.40                                                                                                                                                         
Connecting to host 192.168.2.40, port 5201                                                                                                                                                                         
[  5] local 192.168.2.41 port 57836 connected to 192.168.2.40 port 5201                                                                                                                                            
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr  Cwnd                                                                                                                                                   
[  5]   0.00-1.00   sec   913 MBytes  7.66 Gbits/sec    2   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   1.00-2.00   sec   956 MBytes  8.00 Gbits/sec    2   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   2.00-3.00   sec   958 MBytes  8.05 Gbits/sec    5   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   3.00-4.00   sec  1.05 GBytes  9.00 Gbits/sec    3   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   4.00-5.00   sec   998 MBytes  8.37 Gbits/sec    5   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   5.00-6.00   sec  1014 MBytes  8.50 Gbits/sec    4   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   6.00-7.00   sec  1.02 GBytes  8.75 Gbits/sec    4   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   7.00-8.00   sec   960 MBytes  8.06 Gbits/sec    5   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   8.00-9.00   sec  1.17 GBytes  10.0 Gbits/sec    2   3.11 MBytes                                                                                                                                            
[  5]   9.00-10.00  sec  1022 MBytes  8.58 Gbits/sec    3   3.11 MBytes                                                                                                                                            
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -                                                                                                                                                                  
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr                                                                                                                                                         
[  5]   0.00-10.00  sec  9.90 GBytes  8.50 Gbits/sec   35             sender                                                                                                                                       
[  5]   0.00-10.03  sec  9.89 GBytes  8.47 Gbits/sec                  receiver                                                                                                                                     
                                                                                                                                                                                                                   
iperf Done. 

与wireguard隧道相比的iperf3基准(请注意比特率的差异下降了约80%):

[root@wireguard-client-01 ~]# iperf3 --client 10.8.0.1
Connecting to host 10.8.0.1, port 5201
[  5] local 10.8.0.2 port 39384 connected to 10.8.0.1 port 5201
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr  Cwnd
[  5]   0.00-1.00   sec   125 MBytes  1.05 Gbits/sec  106   1.59 MBytes       
[  5]   1.00-2.00   sec   120 MBytes  1.01 Gbits/sec    0   1.74 MBytes       
[  5]   2.00-3.00   sec   132 MBytes  1.11 Gbits/sec    0   1.83 MBytes       
[  5]   3.00-4.00   sec   176 MBytes  1.48 Gbits/sec   22   1.40 MBytes       
[  5]   4.00-5.00   sec   221 MBytes  1.85 Gbits/sec    0   1.50 MBytes       
[  5]   5.00-6.00   sec   191 MBytes  1.61 Gbits/sec    0   1.58 MBytes       
[  5]   6.00-7.00   sec  42.5 MBytes   357 Mbits/sec    0   1.58 MBytes       
[  5]   7.00-8.00   sec   191 MBytes  1.60 Gbits/sec    0   1.65 MBytes       
[  5]   8.00-9.00   sec   194 MBytes  1.63 Gbits/sec  169   1.21 MBytes       
[  5]   9.00-10.00  sec   214 MBytes  1.79 Gbits/sec    0   1.36 MBytes       
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Retr
[  5]   0.00-10.00  sec  1.57 GBytes  1.35 Gbits/sec  297             sender
[  5]   0.00-10.04  sec  1.57 GBytes  1.34 Gbits/sec                  receiver

iperf Done.

我非常感谢有关此问题的任何建议,并提前感谢您的帮助!

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