Bine aţi venit în Perimetrul Verde!

La departamentul de R&D de la Kaspersky Lab România, mesajul "Bine aţi venit în Perimetrul Verde" are pe lângă cel deja cunoscut, şi alte înţelesuri.

O mare parte din cercetarea pe care o facem se bazează pe informaţiile colectate de către diversele reţele de senzori pe care le-am proiectat şi distribuit în toată lumea. Aceste sisteme colectează informaţii precum e-mailuri de tip spam, atacuri la nivel de reţea şi monitorizează diverse site-uri de web pentru a detecta distribuţia de programe malware.

Trăim într-o perioadă în care încălzirea globală este un subiect extrem de dezbătut. Deşi personal sunt de acord că aceasta există, apreciez în mod deosebit articolul scris de Freeman Dyson pe acestă temă, denumit "HERETICAL THOUGHTS ABOUT SCIENCE AND SOCIETY", pe care îl recomand oricărei persoane interesate de acest subiect: (http://www.edge.org/3rd_culture/dysonf07/dysonf07_index.html).

Însă, nu încălzirea globală este subiectul principal al acestui articol.

După cum spuneam, o mare parte din cercetarea noastră se bazează pe datele colectate de senzori, din Internet. Ce sunt aceşti senzori, mai precis? Senzorii sunt calculatoare obişnuite (despre asta mai târziu) care rulează programe speciale de colectare şi analiză a informaţiilor, precum ar fi de exemplu "mwcollectd" (http://code.mwcollect.org/projects/show/mwcollectd) un program gratuit, distribuit sub licenţa LGPL, dezvoltat şi întreţinut de către colegul nostru din Germania, Georg Wicherski.

Aceste sisteme sunt, evident, online 24/7, monitorizând continuu traficul de pe Internet şi raportând toate datele colectate în servere dedicate pentru centralizare.

Evident, întrucât aceste sisteme rulează continuu, pentru lungi perioade de timp, a apărut evident ideea de a reduce cât mai mult posibil consumul de energie, în felul acesta, contribuind cât mai puţin la fenomenul de încălzire globală şi dând mesajului "Bine aţi venit în Perimetrul Verde" o notă aparte.

În continuare, câteva cuvinte despre aceste sisteme:

Hardware-ul

Întrucât aceste computere au ca scop principal colectarea de informaţii şi nu procesarea lor, viteza nu este un factor esenţial. Din acest motiv, ne-am orientat spre calculatoare de tip "nettop", care sunt mici şi consumă relativ puţină energie.
Varianta exactă de hardware pe care o folosim este (http://aceraspirerevo.com/), care arată cam aşa:

Acer Aspire Revo este bazat pe un procesor Intel Atom N230 la 1.6 Ghz. Varianta standard vine cu 2GB de RAM şi un HDD de 160GB, care sunt perfecte pentru ce avem noi nevoie.

Procesorul Atom 230 este în particular interesant deoarece este unul dintre cele mai eficiente modele de Atom din punct de vedere al consumului. În plus, suportă instrucţiuni de 64 de biţi - deşi folosirea acestora nu se justifică neapărat cu doar 2GB de RAM.

O altă facilitate interesantă a acestui model este un slot SD încorporat. Întrucât vrem să reducem consumul la maxim, am decis ca sistemul de operare şi programele să nu ruleze de pe HDD ci dintr-un card SD.

Desigur, Acer Aspire Revo nu este singurul nettop care s-ar preta în acest scop. Există variante similare şi de la alte firme, cum ar fi de exemplu Asrock ION, MSI Wind, Asus EEEBox.

Software-ul

Deşi Acer Aspire Revo vine cu Windows Vista Home preinstalat, senzorii noştri rulează pe platforme Linux. Distribuţia pe care o folosim este Fedora Core 11. De ce Fedora? Păi de ce nu? În primul rând, Fedora Core este extrem de asemănător cu RHEL, respectiv cu CentOS, pe care îl folosim în serverele de producţie. Astfel, un program dezvoltat pe CentOS va funcţiona fără modificări pe FC11 şi în general, şi invers. Fiind un utilizator de Red Hat Linux de peste 10 ani, m-am obişnuit cu pachetele RPM şi cu structura specifică a sistemului de startup.

Nu în ultimul rând, Linus Torvalds foloseşte Fedora pe computerele sale, sau cel puţin aşa a spus într-un interviu (http://news.oreilly.com/2008/07/linux-torvalds-on-linux-distri.html) din 2008.

Configuraţia

În slotul SD al Revo-ului instalăm un card SD de 16 sau 32GB. Modelul exact pe care îl folosim variază, însă SanDisk Ultra II Class 4 se comportă excepţional, de fapt cu mult peste rating-ul Class 4. Cam cât de rapid este un astfel de card, pe post de hard disk? Iată un test în Linux la citire:

# hdparm -tT /dev/sdb

/dev/sdb:
Timing cached reads: 604 MB in 2.00 seconds = 301.86 MB/sec
Timing buffered disk reads: 48 MB in 3.01 seconds = 15.94 MB/sec

Aproape 16MB/s la citire nu este rău deloc. Viteza la scriere nu este foarte importantă, însă pur informativ, se situează în jur de 4-6MB/s.

Sistemul de fişiere pe care este instalat Fedora este ext4. Deşi în mod normal îmi place să folosesc XFS, experimental, acesta nu se comportă prea bine pe carduri şi memory stick-uri. După ce am avut două probleme de corupţie cu XFS, am testat ext4 şi nu a mai fost nicio problemă. Este interesant de menţionat că pe discuri hard, nu am văzut niciodată probleme de corupţie cu XFS, deci mă aştept să fie legat de suportul de memorie externă.

Dispozitivele de stocare de tip memory card sau memory stick au o particularitate interesantă, legată de numărul de scrieri. Teoretic, celulele de memorie pot fi rescrise doar de un număr limitat de ori. Cunosc personal cazuri în care nefericiţii posesori au pierdut documente importante, salvate pe un memory stick, care erau rescrise zilnic, de mai multe ori. Tocmai din acest motiv, discurile SSD moderne folosesc algoritmi de balansare, cunoscuţi sub numele de "wear levelling". În teorie, şi cardurile de memorie şi memory stick-uri folosesc astfel de algoritmi, însă nu vrem să riscăm, de aceea am dezactivat jurnalul pentru sistemul de fişiere. Jurnalul sistemului de fişiere reprezintă un punct sensibil, fiind stocat într-o zonă fixă pe disk şi fiind scris aproape pentru orice operaţie în sistemul de fişiere. Din fericire, ultimele versiuni de kernel de Linux conţin suportul de ext4 fără jurnal. Pentru a dezactiva jurnalul, se procedează aşa:

# tune2fs -O ^has_journal /dev/mapper/vg_sd-lv_root

Acest lucru poate fi verificat la boot-are, când următoarele mesaje ar trebui să fie vizibile în log:

EXT4-fs: mounted filesystem dm-0 without journal
EXT4 FS on dm-0, no journal

Fără jurnal, sistemul de fişiere va fi mult mai sensibil la crash-uri, de aceea este bine să avem şi un UPS.

Optimizări specifice

Pentru a reduce cât mai mult accesul la disk, am activat modul "laptop_mode" în kernel precum şi câteva alte mici optimizări de scriere:

echo 3000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
echo 20 > /proc/sys/vm/dirty_ratio
echo 10 > /proc/sys/vm/dirty_background_ratio
echo 5 > /proc/sys/vm/laptop_mode

Extrem de important, sistemul de fişiere este montat cu access time dezactivat şi un commit de 5 minute:

mount -o remount,noatime,nodiratime,commit=300 /

Pentru a reduce şi mai mult consumul, am dezactivat interfaţa bluetooth din sistem precum şi cardul Wireless. Pentru HDD-ul intern am activat power managementul la setarea maximă:

# hdparm -B 1 /dev/sda

/dev/sda:
setting Advanced Power Management level to 0x01 (1)
APM_level = 1

Referitor la frecvenţa de funcţionare a procesorului, aceasta poate fi setată între 200MHz şi 1.6Ghz. În mod normal, configurată la 1GHz totul funcţionează perfect şi mai câştigăm un pic la consum. Pentru aceasta folosim pachetul cpufrequtils, în particular utilitarul cpufreq-set.

Un program foarte util pentru optimizarea consumului este dezvoltat de către Intel. El arată cam aşa:

Se poate observa că, în exemplul de mai sus, PowerTOP recomandă "Enable SATA ALPM link power management" precum şi comanda pentru acest lucru.

Câteva gânduri de final

Vă întrebaţi probabil de ce atâta bătaie de cap pentru a salva câţiva Watti? Ei bine, noi credem în folosirea responsabilă a energiei. Un sistem în configuraţia de mai sus consumă în jur de 30W, ceea ce este de 10 ori mai puţin decât un calculator obişnuit şi poate ajunge chiar de 20 de ori mai puţin decât un server. Cantitatea de energie disipată este şi ea mai mică şi desigur, resursele necesare răcirii sistemului (A/C) sunt şi ele mai mici.

În felul acesta, nu reducem doar costurile la energie dar suntem convinşi că facem un pic mai mult pentru a ne proteja planeta.

Bine aţi venit în Perimetrul Verde (Power Zone)!