Արևային սերվերի առաջին նախատիպը՝ լիցքավորման կարգավորիչով։ Լուսանկարը:
2018 թվականի սեպտեմբերին Low-tech Magazine-ի էնտուզիաստ
Դուք կարող եք գնալ սերվեր
31 թվականի հունվարի 2020-ի լուսաբացից անմիջապես առաջ մարտկոցի 42%-ն էր մնացել։ Լուսաբացը Բարսելոնայում տեղի ժամանակով 8:04-ին, որից հետո հոսանք պետք է հոսի արևային մարտկոցից։
Ինչու?
Տասը տարի առաջ փորձագետներ
ՏՏ ընկերությունները նախաձեռնություններ են սկսել էլեկտրաէներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներին անցնելու համար, սակայն դա այժմ անհնար է: Բոլոր տվյալների կենտրոնները երեք անգամ ավելի շատ էներգիա են սպառում, քան արտադրում են աշխարհի բոլոր արևային և հողմային կայանքները: Նույնիսկ ավելի վատ, արևային մարտկոցների և հողմային տուրբինների արտադրությունն ու կանոնավոր փոխարինումը
Ցածր տեխնոլոգիաների ամսագիր
Երթևեկության ծավալների ավելացում
Եվ, իհարկե, ավելացված ծանրաբեռնվածությունը պայմանավորված է հենց ապրելակերպով. մարդիկ գրեթե ամբողջ ժամանակն անցկացնում են ինտերնետում և մեծապես ապավինում են տարբեր վեբ ծառայություններին: Արդեն դժվար է պատկերացնել ժամանակակից հասարակությունն առանց ամպային ՏՏ ենթակառուցվածքի (սոցիալական ցանցեր, ակնթարթային մեսենջերներ, փոստ և այլն):
Սերվերի և կայքի կազմաձևում
В
Մեկ տախտակային համակարգիչ
Olimex Olinuxino A20 Lime 2
Սկզբում որպես մարտկոց ընտրվել է 6600 մԱ/ժ (մոտ 24 Վտ/ժ) հզորությամբ լիթիում-պոլիմերային մարտկոց, ապա տեղադրվել է կապարաթթվային մարտկոց՝ 84,4 Վտ/ժ հզորությամբ։
Օպերացիոն համակարգը բեռնվում է SD քարտից: Թեև ՕՀ-ն զբաղեցնում է 1 ԳԲ-ից ոչ ավելի, իսկ ստատիկ վեբկայքը՝ մոտ 30 ՄԲ, 10 16 ԳԲ դասի փոքր քարտ գնելը տնտեսական իմաստ չուներ:
Սերվերը միանում է ինտերնետին Բարսելոնայում 100 Մբիթ/վրկ տնային կապի և ստանդարտ սպառողական երթուղիչի միջոցով: Դրա համար վերապահված է ստատիկ IP հասցե: Գրեթե յուրաքանչյուր ոք կարող է ստեղծել նման կայք իր բնակարանում, դուք պետք է մի փոքր փոխեք firewall-ի կարգավորումները՝ նավահանգիստները տեղական IP-ին փոխանցելու համար.
80-ից 80 նավահանգիստ HTTP 443-ից 443 նավահանգիստ՝ HTTPS 22-ից մինչև 22 SSH պորտի համար
Օպերացիոն համակարգ
50 վտ հզորությամբ արևային մարտկոց՝ վեբ սերվերի համար և 10 վտ հզորությամբ արևային մարտկոց՝ հեղինակային բնակարանի հյուրասենյակը լուսավորելու համար։
Համակարգի կողմից ստեղծված ստատիկ կայք
Շատ կարևոր կետը պատկերի սեղմումն է, քանի որ առանց այս օպտիմալացման գրեթե անհնար է վեբ էջեր դարձնել 1 մեգաբայթից փոքր: Օպտիմալացման համար որոշվեց լուսանկարները վերածել կիսատոնային պատկերների: Օրինակ, ահա կին հեռախոսավարների լուսանկարը կոմուտատորի վրա անցյալ դարում.
Եվ ահա օպտիմիզացված մոխրագույն սանդղակի չափի պատկերը
Halftone լուսանկարներն ընտրվել են ոչ միայն չափը օպտիմալացնելու համար (բավականին կասկածելի որոշում), այլ նաև էսթետիկ նկատառումներով։ Պատկերի մշակման այս հին տեխնիկան ունի որոշակի ոճական առանձնահատկություններ, ուստի կայքն ունի փոքր-ինչ յուրահատուկ դիզայն։
Օպտիմալացումից հետո Low-tech Magazine կայքում 623 նկարազարդումներ 194,2 ՄԲ-ից նվազել են մինչև 21,3 ՄԲ, այսինքն՝ 89%-ով:
Բոլոր հին հոդվածները փոխարկվել են Markdown-ի՝ նոր հոդվածներ գրելու, ինչպես նաև կրկնօրինակման հեշտության համար։
Անգործության դեպքում կազմակերպվել է «օֆլայն ընթերցման» հնարավորություն. տեքստերն ու նկարները արտահանվում են RSS հոսք: 100% բովանդակության քեշավորումը միացված է, ներառյալ HTML-ը:
Մեկ այլ օպտիմիզացում հնարավորություն է տալիս HTTP2 կարգավորումները nginx-ում, ինչը մի փոքր նվազեցնում է տրաֆիկը և նվազեցնում էջի բեռնման ժամանակը HTTP/1.1-ի համեմատ: Աղյուսակը համեմատում է հինգ տարբեր էջերի արդյունքները:
| | FP | ՄԵՆՔ | HS | FW | CW | |----------|-------|-------|-------|-------|-------| -| | HTTP/1.1 | 1.46ս | 1.87ս | 1.54ս | 1.86ս | 1.89ս | | HTTP2 | 1.30-ականներ | 1.49ս | 1.54ս | 1.79ս | 1.55ս | | Պատկերներ | 9 | 21 | 11 | 19 | 23 | | խնայողություններ | 11% | 21% | 0% | 4% | 18% |
Ամբողջական nginx կոնֆիգուրացիա.
root@solarserver:/var/log/nginx# cat /etc/nginx/sites-enabled/solar.lowtechmagazine.com
# Expires map
map $sent_http_content_type $expires {
default off;
text/html 7d;
text/css max;
application/javascript max;
~image/ max;
}
server {
listen 80;
server_name solar.lowtechmagazine.com;
location / {
return 301 https://$server_name$request_uri;
}
}
server{
listen 443 ssl http2;
server_name solar.lowtechmagazine.com;
charset UTF-8; #improve page speed by sending the charset with the first response.
location / {
root /var/www/html/;
index index.html;
autoindex off;
}
#Caching (save html pages for 7 days, rest as long as possible, no caching on frontpage)
expires $expires;
location @index {
add_header Last-Modified $date_gmt;
add_header Cache-Control 'no-cache, no-store';
etag off;
expires off;
}
#error_page 404 /404.html;
# redirect server error pages to the static page /50x.html
#error_page 500 502 503 504 /50x.html;
#location = /50x.html {
# root /var/www/;
#}
#Compression
gzip on;
gzip_disable "msie6";
gzip_vary on;
gzip_comp_level 6;
gzip_buffers 16 8k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
#Caching (save html page for 7 days, rest as long as possible)
expires $expires;
# Logs
access_log /var/log/nginx/solar.lowtechmagazine.com_ssl.access.log;
error_log /var/log/nginx/solar.lowtechmagazine.com_ssl.error.log;
# SSL Settings:
ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/solar.lowtechmagazine.com/fullchain.pem;
ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/solar.lowtechmagazine.com/privkey.pem;
# Improve HTTPS performance with session resumption
ssl_session_cache shared:SSL:10m;
ssl_session_timeout 5m;
# Enable server-side protection against BEAST attacks
ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_ciphers ECDH+AESGCM:ECDH+AES256:ECDH+AES128:DH+3DES:!ADH:!AECDH:!MD5;
# Disable SSLv3
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
# Lower the buffer size to increase TTFB
ssl_buffer_size 4k;
# Diffie-Hellman parameter for DHE ciphersuites
# $ sudo openssl dhparam -out /etc/ssl/certs/dhparam.pem 4096
ssl_dhparam /etc/ssl/certs/dhparam.pem;
# Enable HSTS (https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Security/HTTP_Strict_Transport_Security)
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains";
# Enable OCSP stapling (http://blog.mozilla.org/security/2013/07/29/ocsp-stapling-in-firefox)
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/solar.lowtechmagazine.com/fullchain.pem;
resolver 87.98.175.85 193.183.98.66 valid=300s;
resolver_timeout 5s;
}
15 ամսվա աշխատանքի արդյունքներ
12 թվականի դեկտեմբերի 2018-ից մինչև 28 թվականի նոյեմբերի 2019-ն ընկած ժամանակահատվածում սերվերը ցույց է տվել.
Բայց եթե հաշվի չառնեք վերջին երկու ամիսները, ապա գործարկման ժամանակը կազմել է 98,2%, իսկ անգործությունը՝ ընդամենը 152 ժամ, գրում են մշակողները։ Վերջին երկու ամսում աշխատաժամանակը նվազել է մինչև 80%, երբ էներգիայի սպառումն ավելացել է ծրագրային ապահովման թարմացման պատճառով: Ամեն գիշեր կայքը մի քանի ժամով խափանում էր:
Վիճակագրության համաձայն՝ տարվա համար (3թ. դեկտեմբերի 2018-ից մինչև 24թ. նոյեմբերի 2019-ը) սերվերի էլեկտրաէներգիայի սպառումը կազմել է 9,53 կՎտ/ժ։ Լարման փոխակերպման և մարտկոցի լիցքաթափման հետևանքով ֆոտովոլտային համակարգում զգալի կորուստներ են գրանցվել։ Արևային կարգավորիչը ցույց է տվել տարեկան 18,10 կՎտժ սպառում, ինչը նշանակում է, որ համակարգի արդյունավետությունը մոտ 50% է:
Պարզեցված դիագրամ. Այն չի ցուցադրում լարման փոխարկիչ 12-ից 5 վոլտ և մարտկոցի ամպերժամաչափ
Ուսումնասիրության ընթացքում կայք է այցելել 865 եզակի այցելու։ Արևային կայանքում էներգիայի բոլոր կորուստները ներառյալ՝ մեկ եզակի այցելուի էներգիայի սպառումը կազմել է 000 Վտ/ժ: Այսպիսով, արտադրված մեկ կիլովատ/ժամ արևային էներգիան բավարար է գրեթե 0,021 հազար եզակի այցելուների սպասարկելու համար։
Փորձի ընթացքում փորձարկվել են տարբեր չափերի արևային մարտկոցներ։ Աղյուսակը ցույց է տալիս հաշվարկներ, թե որքան ժամանակ կպահանջվի տարբեր հզորությունների մարտկոցներ լիցքավորելու համար, երբ օգտագործվում են տարբեր չափերի արևային մարտկոցներ:
Առաջին տարվա ընթացքում վեբ սերվերի էներգիայի միջին սպառումը, ներառյալ էներգիայի բոլոր կորուստները, կազմել է 1,97 Վտ: Հաշվարկը ցույց է տալիս, որ տարվա ամենակարճ գիշերը (8 ժամ 50 րոպե, հունիսի 21) վեբ կայքի գործարկումը պահանջում է 17,40 վտ/ժամ հզորություն, իսկ ամենաերկար գիշերը (14 ժամ 49 րոպե, դեկտեմբերի 21)՝ 29,19: .XNUMX Ուտ.
Քանի որ կապարաթթվային մարտկոցները չպետք է լիցքաթափվեն կես հզորությունից ցածր, սերվերը պահանջում է 60 Վտժ մարտկոց՝ ամենաերկար գիշերը ցերեկային օպտիմալ լույսով (2x29,19 Վտժ) գոյատևելու համար: Տարվա մեծ մասը համակարգն աշխատել է 86,4 Վտ/ժ հզորությամբ մարտկոցով և 50 վտ հզորությամբ արևային մարտկոցով, այնուհետև ձեռք է բերվել վերոհիշյալ 95-98% աշխատաժամանակը:
Գործողության ժամկետը 100%
100% աշխատաժամանակի համար անհրաժեշտ է ավելացնել մարտկոցի հզորությունը: Շատ վատ եղանակի մեկ օրվա փոխհատուցման համար (առանց էական էներգիայի արտադրության), անհրաժեշտ է 47,28 վտ/ժամ (24 ժամ × 1,97 վտ) պահեստ:
1 թվականի դեկտեմբերի 2019-ից մինչև 12 թվականի հունվարի 2020-ը համակարգում տեղադրվել է 168 վտ հզորությամբ մարտկոց, որն ունի 84 վտ/ժ պրակտիկ պահեստային հզորություն։ Սա բավարար պահեստ է, որպեսզի կայքը աշխատի երկու գիշեր և մեկ օր: Կազմաձևը փորձարկվել է տարվա ամենամութ ժամանակահատվածում, բայց եղանակը համեմատաբար լավ էր, և նշված ժամանակահատվածում գործարկման ժամանակը 100% էր:
Բայց մի քանի տարի 100% գործարկման ժամանակ երաշխավորելու համար դուք պետք է նախատեսեք ամենավատ սցենարը, երբ վատ եղանակը պահպանվում է մի քանի օր: Հաշվարկը ցույց է տալիս, որ վեբկայքը չորս օր առցանց պահելու համար՝ էներգիայի ցածր կամ առանց էներգիայի արտադրությամբ, ձեզ անհրաժեշտ կլինի կապարաթթվային մարտկոց՝ 440 վտ/ժամ հզորությամբ, որը մեքենայի մարտկոցի չափ է:
Գործնականում, լավ եղանակային պայմաններում, 48 Վտ/ժ կապարաթթվային մարտկոցը կպահի սերվերի աշխատանքը ողջ գիշեր մարտից սեպտեմբեր: 24 Վտժ մարտկոցը սերվերին կծառայի առավելագույնը 6 ժամ, ինչը նշանակում է, որ այն կփակվի ամեն գիշեր, թեև տարբեր ժամանակներում՝ կախված ամսից:
Մեծ հաշվով, որոշ կայքեր գիշերային ժամերին աշխատելու կարիք չունեն, երբ այցելուների թիվը նվազագույն է, ասում են Low-tech Magazine-ի տղաները։ Օրինակ, եթե սա տարածաշրջանային քաղաքային հրատարակություն է, որտեղ ժամային այլ գոտիներից այցելուներ չեն գալիս, այլ միայն տեղի բնակիչներ։
Այսինքն՝ տարբեր տրաֆիկներով և տարբեր գործունակությամբ կայքերի համար անհրաժեշտ են տարբեր հզորությունների մարտկոցներ և տարբեր չափերի արևային մարտկոցներ։
Հեղինակը ներկայացնում է հաշվարկ, թե որքան էներգիա է պահանջվում արտադրություն արևային մարտկոցներն իրենք են (մարմնավորված էներգիան) և որքան է ստացվում, եթե այս գումարը բաժանես 10 տարվա սպասվող ծառայության ժամկետի վրա:
Այս կերպ հնարավոր է հաշվարկել հանածո վառելիքի համարժեքը, որոնք սպառվում են վահանակների արտադրության և շահագործման ընթացքում: Low-tech Magazine-ը պարզել է, որ շահագործման առաջին տարում իրենց համակարգը (50 Վտ վահանակ, 86,4 Վտ/ժ մարտկոց) «առաջացրել է» մոտավորապես 9 կգ արտանետումներ, կամ համարժեք 3 լիտր բենզին այրելուն՝ մոտավորապես նույնը, ինչ 50-ը։ տարեկան մարդատար մեքենա կմ ճանապարհորդություն.
Եթե սերվերը սնուցվում է ոչ թե արևային մարտկոցներից, այլ ընդհանուր էլեկտրացանցից, ապա համարժեք արտանետումները կարծես թե վեց անգամ ավելի ցածր են՝ 1,54 կգ (իսպանական էներգետիկ ոլորտն ունի այլընտրանքային էներգիայի և ատոմակայանների մեծ մասնաբաժին)։ Բայց սա լիովին ճիշտ համեմատություն չէ, գրում է հեղինակը, քանի որ այն հաշվի է առնում արևային ենթակառուցվածքի մարմնավորված էներգիան, բայց հաշվի չի առնում այս ցուցանիշը ընդհանուր էներգետիկ ցանցի համար, այսինքն՝ դրա կառուցման և աջակցության ծախսերը։ .
Հետագա բարելավումներ
Անցած ժամանակաշրջանում իրականացվել են մի շարք օպտիմալացումներ, որոնք նվազեցրել են սերվերի էներգիայի սպառումը: Օրինակ, մի պահ մշակողը նկատեց, որ ընդհանուր 6,63 ՏԲ տրաֆիկից 11,15 ՏԲ-ն առաջացել է RSS հոսքի մեկ սխալ ներդրման արդյունքում, որը բովանդակություն է քաշում ամեն մի քանի րոպեն մեկ: Այս սխալը շտկելուց հետո սերվերի էներգիայի սպառումը (առանց էներգիայի կորուստների) նվազել է 1,14 Վտ-ից մինչև մոտավորապես 0,95 Վտ: Հզորությունը կարող է փոքր թվալ, բայց 0,19 Վտ տարբերությունը նշանակում է օրական 4,56 վտ/ժամ, ինչը համապատասխանում է սերվերի համար մարտկոցի ավելի քան 2,5 ժամ աշխատանքին:
Առաջին տարվա ընթացքում արդյունավետությունը կազմել է ընդամենը 50%: Կորուստներ են նկատվել մարտկոցը լիցքավորելիս և լիցքաթափելիս (22%), ինչպես նաև լարումը 12 Վ-ից (արևային ՖՎ համակարգ) 5 Վ-ի (USB) փոխարկելիս, որտեղ կորուստները կազմել են մինչև 28%։ Մշակողը խոստովանում է, որ ունի ոչ օպտիմալ լարման փոխարկիչ (կարգավորիչ առանց ներկառուցված USB-ի), այնպես որ կարող եք օպտիմալացնել այս կետը կամ անցնել 5V արևային տեղադրման:
Էներգիայի պահպանման արդյունավետությունը բարելավելու համար կապարաթթվային մարտկոցները կարող են փոխարինվել ավելի թանկ լիթիում-իոնային մարտկոցներով, որոնք ունեն ավելի ցածր լիցքավորման/լիցքաթափման կորուստներ (<10%): Այժմ դիզայները դիտարկում է կոմպակտ
Կոմպակտ սեղմված օդի էներգիայի կուտակիչ,
Դիտարկվում է լրացուցիչ հողմատուրբինի տեղադրումը (կարող է լինել
Համակարգի արդյունավետությունը բարձրացնելու մեկ այլ միջոց է դրա մասշտաբը: Բարձրացրեք ավելի շատ կայքեր սերվերի վրա և գործարկեք ավելի շատ սերվերներ: Այնուհետև մեկ տեղամասում էներգիայի սպառումը կնվազի:
Արևային հոսթինգ ընկերություն. Նկարազարդում՝ Դիեգո Մարմոլեխո
Եթե ձեր ամբողջ բնակարանի պատշգամբը ծածկեք արևային մարտկոցներով և բացեք արևային վեբ հոսթինգ ընկերություն, մեկ հաճախորդի արժեքը զգալիորեն ցածր կլինի, քան մեկ կայքի համար՝ մասշտաբի տնտեսություն:
Ընդհանուր առմամբ, այս փորձը ցույց է տալիս, որ հաշվի առնելով որոշակի սահմանափակումներ, համակարգչային ենթակառուցվածքի համար լիովին հնարավոր է աշխատել վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների վրա:
Տեսականորեն, նման սերվերը կարող է նույնիսկ առանց մարտկոցի աշխատել, եթե արտացոլվի աշխարհի այլ մասերում: Օրինակ, տեղադրեք հայելիներ Նոր Զելանդիայում և Չիլիում: Այնտեղ արևային մարտկոցները կաշխատեն, երբ Բարսելոնայում գիշեր լինի։
Source: www.habr.com