So planen Sie einen leisen, stromsparenden VPN-Server, der immer läuft

Der Leerlauf ist der Zustand, in dem eine Heim-VPN-Box fast ihr ganzes Leben verbringt, also lohnt sich genau dieser Zustand zum Messen. Dieselbe Maschine muss noch eine Verbindung beantworten, eine Datei ausliefern und ein Backup abschließen, während der Tunnel steht, und diese drei Aufgaben ziehen in verschiedene Richtungen. Leise, stromsparend und immer erreichbar sind getrennte Eigenschaften, und ein Datenblatt beschreibt keine davon. Wenn Sie die folgenden Prüfungen der Reihe nach durchgehen, wird aus einer Hardwareentscheidung sechs Monate später kein Neubau.

Beginnen Sie mit den Rollen, nicht mit den Teilen

Schreiben Sie jede Aufgabe auf, die die Box erledigen muss, während niemand hinsieht. Ein Gateway mit WireGuard oder OpenVPN, eine Dateifreigabe, ein Backup-Ziel und ein Indizierungsjob haben unterschiedliche Dauerlastkosten, und eine Maschine, die alle vier erledigt, hat eine viel höhere Untergrenze als eine, die nur die erste erledigt. Der Leerlaufverbrauch ist die Summe dieser Untergrenzen und nicht ihr Mittelwert. Deshalb können sich zwei Boxen, die beide als stromsparend beschrieben werden, im selben Raum um den Faktor drei unterscheiden.

Die frühe Entscheidung, ob die Daten auf demselben Host wie der Tunnel liegen, schränkt alles andere ein. Getrennte Hosts bedeuten zwei Leerlaufverbräuche, aber ein Gateway, das wach bleibt, während der Speicher schläft; ein Host bedeutet einen Verbrauch und eine Fehlerdomäne. Keine der beiden Varianten ist falsch, doch die Antwort muss festgehalten werden, bevor die Teileliste existiert.

Messen Sie die ganze Box in drei Zuständen

Ein Wandmessgerät zwischen Steckdose und Netzteil ist hier das einzige ehrliche Instrument, denn es enthält Umwandlungsverluste, das Hochdrehen der Laufwerke und jedes USB-Gerät, das Sie vergessen haben. Notieren Sie drei Zahlen: Leerlauf mit stehendem Tunnel und sonst nichts, dieselbe Box unter einer echten Fernübertragung und die Box während eines geplanten Backups.

Softwarezähler helfen, den Wandwert zu erklären, ersetzen ihn aber nicht. Die RAPL-Schnittstelle meldet die Energie von Package und Speicherdomäne, was Verluste des Netzteils und alles per USB Angeschlossene ausschließt.

read -r a < /sys/class/powercap/intel-rapl:0/energy_uj; sleep 60; read -r b < /sys/class/powercap/intel-rapl:0/energy_uj
awk -v a="$a" -v b="$b" 'BEGIN{printf "package average: %.1f W\n", (b-a)/60/1000000}'

Geräusche brauchen dieselbe Behandlung. Ein lüfterloses Gehäuse entfernt eine Quelle und lässt die Festplatte, das Netzteil und das Spulenfiepen übrig, also hören Sie während eines Backups zu und nicht am Anmeldebildschirm. Die Temperatur gehört in denselben Durchgang: Lesen Sie die Sensoren unter Dauerlast und deaktivieren Sie niemals den Hitzeschutz, um eine Box leiser zu machen.

Rechnen Sie Watt in ein vergleichbares Jahr um

Dauerlast wird mit einer Multiplikation in Energie umgerechnet, und einmal gerechnet überrascht der Jahresbetrag nicht mehr. Ein beispielhafter Mittelwert von 11 W über ein volles Jahr ergibt sich so.

awk 'BEGIN{printf "%.1f kWh/year at 11 W\n", 11*24*365/1000}'

Diese Zahl ist Arithmetik, keine Messung Ihrer Box, und der Tarif, mit dem Sie sie multiplizieren, verschiebt das Ergebnis stärker als ein paar Watt. Die Rechnung taugt zum Vergleich zweier Entwürfe: ein Gateway mit 6 W Leerlauf gegen eines mit 15 W ist eine Entscheidung, die Sie bepreisen können. Die Nennleistung eines Prozessors ist nicht diese Zahl, denn sie beschreibt ein Package unter Last und kein System im Ruhezustand. Nehmen Sie den Mittelwert des Wandmessgeräts mit dem örtlichen Tarif und kennzeichnen Sie das Ergebnis als Schätzung.

Entscheiden Sie, ob Schlaf erlaubt ist

Schlaf spart am meisten Energie und bricht die meisten Annahmen. Ein schlafender Host kann die eingehende Verbindung, die ihn wecken würde, nicht annehmen, und ein Client-Keepalive ändert daran nichts; nur ein dauerhaft eingeschaltetes Gerät im selben LAN kann ein Wake-on-LAN-Paket senden.

Wenn der Tunnel zu jeder Stunde erreichbar sein muss, behandeln Sie Schlaf als per Richtlinie deaktiviert und schreiben Sie das in die Build-Notizen. Das Maskieren der Ziele ist grob, aber es ist ausdrücklich und übersteht Paketaktualisierungen besser als eine Gewohnheit.

systemctl status sleep.target suspend.target
sudo systemctl mask sleep.target suspend.target hibernate.target hybrid-sleep.target
systemd-inhibit --list

Wake-on-LAN verdient eine eigene Zeile in diesen Notizen, weil es still versagt. Die Funktion muss in der Firmware aktiviert werden, funktioniert nur auf manchen Schnittstellen und braucht ein bereits waches Gerät, das das Paket sendet. Testen Sie es, bevor Sie sich darauf verlassen, nicht nach einer Reise.

Beweisen Sie es unter der Last, die es wirklich sieht

Die letzte Prüfung ist die, die Leute auslassen: Fahren Sie die vorgesehene Last und beobachten Sie die Box eine Stunde lang. Eine Fernübertragung, ein Backup und ein Index-Neuaufbau gleichzeitig zeigen, ob Kühlung, Verbindung und Speicher die gewählte Rollenkombination tragen können.

uptime
sensors | grep -E 'Core|Package|fan'
ss -s

Beobachten Sie im selben Fenster auch die Zugangsleitung, denn die Upstream-Bandbreite begrenzt den Ferndurchsatz meist lange vor dem Prozessor. Wenn der Tunnel bei einem Bruchteil dessen sättigt, was die CPU verschlüsseln könnte, bringt ein schnellerer Chip überhaupt nichts.