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【ATC'23】Bifrost: Analysis and Optimization of Network I/O Tax in Confidential...
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【ATC'23】Bifrost: Analysis and Optimization of Network I/O Tax in Confidential Virtual Machines 论文链接:https://ipads.se.sjtu.edu.cn/_media/publications/liatc23.pdf 机密虚拟机已经成为云服务提供商的首选系统级机密计算方案,它为用户提供了高度安全和高度兼容的可信执行环境。例如,机密虚拟机的私有内存对宿主机的软件栈是不可见的,二者间数据传输只能通过共享内存进行,因而大幅增强了数据安全性。然而,相较于传统虚拟机,现有机密虚拟机为I/O数据引入了额外的私有内存-共享内存间拷贝,在网络密集型场景下造成显著的性能开销。本工作首次全面深入地分析了机密虚拟机的网络I/O性能开销构成,揭示了机密虚拟机在虚拟机下陷、I/O数据拷贝、网络包处理等方面开销的底层原因。本工作提出Bifrost设计,利用端到端加密的数据移动能力,在不牺牲安全性的同时消除了额外的I/O数据拷贝开销,并利用I/O处理卸载技术降低vCPU瓶颈。实验结果表明,Bifrost能够在多种应用场景下大幅提升机密虚拟机的网络I/O性能,最高达到比传统虚拟机高出21.5%的性能。
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