Πώς να σχεδιάσετε έναν αθόρυβο διακομιστή VPN χαμηλής κατανάλωσης που είναι πάντα ενεργός

Η αδράνεια είναι η κατάσταση στην οποία ένα οικιακό κουτί VPN περνά σχεδόν όλη του τη ζωή, άρα αυτή αξίζει να μετρηθεί. Το ίδιο μηχάνημα πρέπει ακόμη να απαντά σε μια σύνδεση, να σερβίρει ένα αρχείο και να ολοκληρώνει ένα αντίγραφο ασφαλείας όσο η σήραγγα είναι ανοιχτή, και αυτές οι τρεις εργασίες τραβούν προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Η ησυχία, η χαμηλή κατανάλωση και η διαρκής προσβασιμότητα είναι ξεχωριστές ιδιότητες, και ένα φύλλο προδιαγραφών δεν περιγράφει καμία από αυτές. Το να περάσετε τις παρακάτω δοκιμές με σειρά εμποδίζει μια απόφαση υλικού να γίνει ανακατασκευή έξι μήνες αργότερα.

Ξεκινήστε με τους ρόλους, όχι με τα εξαρτήματα

Γράψτε κάθε εργασία που πρέπει να κάνει το κουτί όσο κανείς δεν κοιτά. Μια πύλη WireGuard ή OpenVPN, ένας διαμοιρασμός αρχείων, ένας προορισμός αντιγράφων ασφαλείας και μια εργασία ευρετηρίασης έχουν διαφορετικό σταθερό κόστος, και ένα μηχάνημα που κάνει και τα τέσσερα έχει πολύ υψηλότερο κατώφλι από ένα που κάνει μόνο το πρώτο. Η κατανάλωση σε αδράνεια είναι το άθροισμα αυτών των κατωφλίων και όχι ο μέσος όρος τους. Γι' αυτό δύο κουτιά που περιγράφονται και τα δύο ως χαμηλής κατανάλωσης μπορούν να διαφέρουν κατά τρεις φορές στο ίδιο δωμάτιο.

Η έγκαιρη απόφαση για το αν τα δεδομένα ζουν στον ίδιο κεντρικό υπολογιστή με τη σήραγγα περιορίζει όλα τα υπόλοιπα. Οι χωριστοί κεντρικοί υπολογιστές σημαίνουν δύο καταναλώσεις σε αδράνεια, αλλά μια πύλη που μένει ξύπνια όσο ο χώρος αποθήκευσης κοιμάται· ένας κεντρικός υπολογιστής σημαίνει μία κατανάλωση και ένα πεδίο αστοχίας. Καμία από τις δύο δεν είναι λάθος, αλλά η απάντηση πρέπει να γραφτεί πριν υπάρξει η λίστα εξαρτημάτων.

Μετρήστε ολόκληρο το κουτί σε τρεις καταστάσεις

Ένας μετρητής τοίχου ανάμεσα στην πρίζα και το τροφοδοτικό είναι το μόνο έντιμο όργανο εδώ, γιατί περιλαμβάνει τις απώλειες μετατροπής, το ξεκίνημα του δίσκου και κάθε συσκευή USB που ξεχάσατε. Καταγράψτε τρεις αριθμούς: αδράνεια με τη σήραγγα ανοιχτή και τίποτε άλλο, το ίδιο κουτί κάτω από πραγματική απομακρυσμένη μεταφορά και το κουτί κατά τη διάρκεια προγραμματισμένου αντιγράφου ασφαλείας.

Οι μετρητές λογισμικού βοηθούν να εξηγηθεί η ένδειξη του μετρητή τοίχου αλλά δεν την αντικαθιστούν. Η διεπαφή RAPL αναφέρει ενέργεια πακέτου και τομέα μνήμης, κάτι που αποκλείει τις απώλειες του τροφοδοτικού και ό,τι συνδέεται μέσω USB.

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}'

Ο θόρυβος χρειάζεται την ίδια αντιμετώπιση. Ένα κουτί χωρίς ανεμιστήρες αφαιρεί μία πηγή και αφήνει τον σκληρό δίσκο, το τροφοδοτικό και το βόμβο των πηνίων, οπότε ακούστε κατά τη διάρκεια ενός αντιγράφου ασφαλείας και όχι στην οθόνη σύνδεσης. Η θερμοκρασία ανήκει στον ίδιο κύκλο: διαβάστε τους αισθητήρες υπό συνεχή φόρτο και μην απενεργοποιήσετε ποτέ τη θερμική προστασία για να κάνετε ένα κουτί πιο ήσυχο.

Μετατρέψτε τα βατ σε ένα έτος που μπορείτε να συγκρίνετε

Η συνεχής κατανάλωση μετατρέπεται σε ενέργεια με έναν πολλαπλασιασμό, και αν το κάνετε μία φορά το ετήσιο κόστος δεν θα σας αιφνιδιάσει. Ένας ενδεικτικός μέσος όρος 11 W για ένα ολόκληρο έτος υπολογίζεται ως εξής.

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

Αυτός ο αριθμός είναι αριθμητική, όχι μέτρηση του κουτιού σας, και το τιμολόγιο με το οποίο τον πολλαπλασιάζετε μετακινεί την απάντηση περισσότερο από μερικά βατ. Ο υπολογισμός χρησιμεύει στη σύγκριση δύο σχεδίων: μια πύλη σε αδράνεια στα 6 W έναντι μιας στα 15 W είναι απόφαση που μπορείτε να κοστολογήσετε. Η ονομαστική ισχύς ενός επεξεργαστή δεν είναι αυτός ο αριθμός, γιατί περιγράφει ένα πακέτο υπό φόρτο και όχι ένα σύστημα σε ηρεμία. Χρησιμοποιήστε τον μέσο όρο του μετρητή τοίχου με το τοπικό τιμολόγιο και χαρακτηρίστε το αποτέλεσμα ως εκτίμηση.

Αποφασίστε αν επιτρέπεται η αναστολή

Η αναστολή εξοικονομεί την περισσότερη ενέργεια και ανατρέπει τις περισσότερες υποθέσεις. Ένας κεντρικός υπολογιστής σε αναστολή δεν μπορεί να δεχτεί την εισερχόμενη σύνδεση που θα τον ξυπνούσε, και ένα keepalive πελάτη δεν το αλλάζει αυτό· μόνο μια συσκευή που είναι πάντα ενεργή στο ίδιο LAN μπορεί να στείλει πακέτο wake-on-LAN.

Αν η σήραγγα πρέπει να είναι προσβάσιμη οποιαδήποτε ώρα, θεωρήστε την αναστολή απενεργοποιημένη από πολιτική και γράψτε το στις σημειώσεις κατασκευής. Το μασκάρισμα των στόχων είναι ωμό, αλλά είναι ρητό και αντέχει στις αναβαθμίσεις πακέτων καλύτερα από μια συνήθεια.

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

Το Wake-on-LAN αξίζει τη δική του γραμμή σε αυτές τις σημειώσεις, γιατί αποτυγχάνει σιωπηλά. Η λειτουργία πρέπει να ενεργοποιηθεί στο υλικολογισμικό, λειτουργεί μόνο σε ορισμένες διεπαφές και χρειάζεται μια συσκευή που είναι ήδη ξύπνια για να στείλει το πακέτο. Δοκιμάστε το πριν βασιστείτε σε αυτό, όχι μετά από ένα ταξίδι.

Αποδείξτε το υπό τον φόρτο που θα δει πραγματικά

Ο τελευταίος έλεγχος είναι αυτός που οι άνθρωποι παραλείπουν: τρέξτε τον προβλεπόμενο φόρτο και παρακολουθήστε το κουτί για μία ώρα. Μια απομακρυσμένη μεταφορά, ένα αντίγραφο ασφαλείας και μια ανακατασκευή ευρετηρίου ταυτόχρονα θα δείξουν αν η ψύξη, ο σύνδεσμος και ο χώρος αποθήκευσης μπορούν να σηκώσουν τον συνδυασμό ρόλων που επιλέξατε.

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

Παρακολουθήστε και τον σύνδεσμο πρόσβασης στο ίδιο παράθυρο, γιατί το εύρος ζώνης ανόδου συνήθως περιορίζει την απομακρυσμένη απόδοση πολύ πριν το κάνει ο επεξεργαστής. Αν η σήραγγα κορεστεί σε ένα κλάσμα από αυτό που θα μπορούσε να κρυπτογραφήσει η CPU, ένα ταχύτερο τσιπ δεν αγοράζει απολύτως τίποτα.