Damned Small Off Grid Network

by

Dit is een draft, het is werk in uitvoering…

Het doel is het bouwen van een klein netwerk, volledig mobiel, met een dataserver in een werkstation – op basis van Linux met virtuele machines voor andere besturingssystemen. Er zijn altijd redenen te bedenken om het complexer en mooier te maken maar dat ondermijnt ook robuustheid. Bovendien: Mijn Linux-kennis is enerzijds beperkt en anderzijds wil ik het proces goed onder de knie hebben. Ik ga dus voor “basic” en “bewezen” of, met andere woorden, “KISS”.

Hardware

Energieverbruik

Los van maatschappelijke aspecten is energieverbruik kritisch als we onderweg, “in the middle of nowhere”, in de bus werken.

Er is 6 kWh beschikbaar aan stroom.

De LFP-cellen (LiFePO4) worden opgeladen door de zon (810 Wp), de motor (800 W) en eventueel walstroom (700 W). Wat is het verbruik per dag? Een grove indicatie:

  • De grote incidentele verbruikers zijn de keuken (koffie, thee en koken,…). Keuken: ~600 Wh.
  • Een groot deel wordt sneaky weggeslurpt door 24/7 apparaten koelkast, ventilatie, laders, verlichting enzovoorts. Etc home: ~740 Wh.
  • Computers zullen bij intensief gebruik ook grote verbruikers zijn. De desktop, samen met de grote monitor, is uiteindelijk de grootste verbruiker. Daar is ook de grote winst te pakken. Interessant gegeven is dat de desktop op Linux stationair slechts 11 W verbruikt en als er een Windows virtuele machine (VM) gestart wordt, dan is het totaal slechts 21 W. Veel meer dan 5 a 15 W extra komt daar niet bij. Inclusief zuinige monitor is een verbruik van 70 W heel realistisch. 8 uur gebruik… Werkstation: ~560 Wh.
  • De ThinkPad is overigens verbazend zuinig. Gedurende 10 uur, Laptop: ~260 Wh.
  • De kleine 24/7-slurpertjes zijn de permanente switch, AP, inverter. Etc ICT: ~460 Wh.

Het totaal: =600+740+560+260+460, 2620 Wh, 44% van de capaciteit

De panelen van 810 Wp leveren gemiddeld ~1600 Wh per dag op, op zonnige dagen aanzienlijk meer. Een rit van een uur levert 800 Wh op. Enige zuinigheid betrachten door niet gebruikte stroomverbruikers strikt en tijdig uit te zetten is voldoende om dagelijks voldoende stroom te hebben zonder afhankelijkheid van walstroom

Een lang verhaal kort, de componenten zijn met veel zorg gekozen om hun lage energieverbruik en er is een heel redelijke werkomgeving ontstaan.

Apparaten

Het netwerk bestaat uit twee computers:

Hierna volgt een overzicht:

  • Werkstation 1
    • De kleine Asrock DeskMini X300, snelle Ryzen met 32 GB RAM, aangevuld met:
      • M.2 Samsung 970 Pro voor reeds aanwezige OS en aanvullend…
      • M.2 WD Black SN850X 4 TB voor data-pool.
      • SSD Samsung 870 QVO 8TB voor Rsnapshot.
      • M.2 Aanvulling netwerk: De standaard leverbare wifi-kit van AsRock is een optie maar gekozen is voor kabels:
      • LFP-voeding van 19V:
      • Rationale:
        • Een werkstation als server inzetten heeft nadelen maar in dit geval is het voor de hand liggend. Het extra nadeel is nu dat data pas beschikbaar is voor de laptop als het werkstation draait. Echter, geen dedicated server betekent ook geen 24/7-energieverbruik.
        • Twee schijven voor resp. data en backup levert min of meer mirroring op, er is redundantie. Zeg maar RAID DB (delayed backup). Dat plus Rsync op laptop plus aanvullende losse schijven levert een zeer acceptabele risicobeperking op, aangaande dataverlies door een kapotte schijf, malware, diefstal, brand en blikseminslag.
    • De monitor is een grote verbruiker maar is ook makkelijk uit te schakelen. Zuinige 4K-modellen van ~32″ zitten rond 35 Watt. Dat maakt de keuze beperkt.
  • Werkstation 2

    • De Lenovo ThinkPad P16s gen1, gewijzigd:
      • M.2 WD Black SN850X 4 TB voor OS en Rsync van data-pool
      • Rationale:
        • Voor hapsnap-werk en als werkstation prima geschikt met 16″, 400 nits, 100% sRGB en 32 GB RAM.
        • Superzuinig!
        • Cron plus Rsync betekent altijd een actuele backup.
  • Switch
    • Edimax ES-5800G V3
      • Simpel, niet “managed” en zeer zuinig (3 Watt max).
      • Power supply can eenvoudig via LFP met step-down naar 5V (of 12V?) en elders met USB.
      • Rationale: Extreem laag verbruik en toch Gigabit.
  • AP
    • MikroTik RBmAP2n
      • 5 Watt maximaal, 5 V en kan dus via step-down draaien op LFP.
      • Rationale: Extreem laag verbruik en basale wifi.

Netwerkconfiguratie

De server is dus in de basis een Xubuntu-werkstation. Installatie is hier beschreven…

Overwegingen…

Hoewel het verleidelijk is om ZFS te gebruiken is toch gekozen voor EXT4 als file-system.

NFS heeft de voorkeur boven Samba. Om de dingen simpel te houden zijn statische adressen handig voor NFS tussen werkstation-server en laptop – en eventuele extra computers. Daarnaast zijn er printers waarbij statische adressen ook voorkeur heeft.

DHCP-server kan statische adressen binnen de range bevatten waarmee NFS en printers afgedekt zijn.

Internettoegang is afgedekt via wifi. Voor een bekabelde oplossing, bij niet mobiel gebruik en veel verkeer, kan een extra USB-RJ45-adapter ingezet worden, werkstation-server heeft maar één RJ45-poort. Alternatief, maar dan niet Frankenstein-uitvoering, is ook interessant.

Leave a comment