Der 5W PC / LowPower Linux Router

[buyman]

Übersicht

1. Einleitung
2. Das alte System
3. Das neue System
4. Installation des Betriebssystems
5. Probleme bei der Installation/Konfiguration
6. Fazit

Einleitung:

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Ich betreibe seit einiger Zeit einen IPCop (eine Linux Router/Firewall Distribution) auf einem alten Pentium MMX mit 166MHz - problemlos. Nachdem der alte "Klotz" doch hässlich, groß, laut (bedingt durch einen kleinen CPU-Lüfter) und nicht unbedingt sparsam ist (~28W), habe ich mir vorgenommen den Rechner durch etwas kleineres, sparsameres zu ersetzen ohne dabei auf die Funktionen bzw. die Flexibilät meiner bisherigen Lösung zu verzichten. Ein fertiger Router scheidet also aus, wenn man von jenen Routern absieht, die von der OpenSource-Gemeinde mit eigener Firmware versorgt werden (zb. Linksys WRT54G).


Das alte System:

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Betriebssystem: Linux
Distribution: IPCop

Siemens Nixdorf PC mit folgenden Daten:

• Intel Pentium MMX mit 166MHz
• 4x32MB EDO-RAM
• 1GB 3.5" HDD (oder 700MB - muss nachsehen)
• USB PCI Card mit 5 USB-Anschlüssen
• 10/100 MBit PCI Ethernet Card
• 145 W Netzteil
• Modem: Speedtouch 330 USB (das 3. mittlerweile - die gehen leider rel. leicht hops)

Anmerkung: Originalausstattung war eine 2 GB Festplatte (wegen defekt getauscht) & 2x8 MB EDO-RAM

Stromverbrauch: ~28W inkl. Modem

Verwendete Funktionen: DHCP, WOL Plugin, Firewall, VPN

Der Vergleich Alt gegen Neu bei geschlossenem Gehäuse



Das Innenleben des alten PCs und weiterer Größenvergleich - das Alix benötigt weniger Platz als ein CD-Rom Laufwerk

Das neue System:

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Betriebssystem: Linux
Distribution: IPCop

Hardware:

• PC Engines ALIX.2D3
• Gehäuse für ALIX.2x3, schwarz
• 2 GB Kingston CompactFlash-Karte
• Steckernetzteil für WRAP, ALIX.2, ALIX.3

Eckdaten des Mainboards:

• CPU: 500 MHz AMD Geode LX800
• DRAM: 256 MB DDR DRAM
• Storage: CompactFlash socket, 44 pin IDE header
• Power: DC jack or passive POE, min. 7V to max. 20V
• Three front panel LEDs, pushbutton
• Expansion: 1 miniPCI slot, LPC bus
• Connectivity: 3 Ethernet channels (Via VT6105M 10/100)
• I/O: DB9 serial port, dual USB port
• Board size: 6 x 6" (152.4 x 152.4 mm) - same as WRAP.1E
• Firmware: tinyBIOS

Quelle: http://www.pcengines.ch/alix3d3.htm

Verwendete Funktionen: DHCP, WOL Plugin, Firewall, OpenVPN, BOT (Block Outgoing Traffic), NTP-Server

Stromverbrauch: ~6W inkl. Modem (~4,4 - 4,5W ohne Modem)

(Anschlüsse von Links nach Rechts: RS232, 3x LAN, 2x USB, Strom)

Installation des Betriebssystems

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Die Installation des IPCop Distribution geht denkbar einfach von der Hand. Im IPCop-Forum.de werden fertige Images für die CF-Karte angeboten. Diese müssen nur noch auf die CF-Karte kopiert werden. Die Images findet man im Download-Bereich - zu diesem hat man allerdings erst nach der Registrierung im Forum zugang.

Nachdem das Image auf die CF-Karte kopiert worden ist, lässt sich das System ganz einfach starten und über die Serielle-Schnittstelle (38400 bps) ansprechen und per "cfinstaller" konfigurieren wie man es von der "normalen" IPCop-Installationsweise gewohnt ist.

Hinweis: Am besten putty zur Kommunikation verwenden. Sollte sich der Login-Screen als tückisch erweisen: Programm schließen und neu öffnen - danach sollte es einwandfrei funktionieren. Sonst wundert man sich wie ich schön lange, warums nicht funktioniert


Und nun lief alles? Nein, natürlich nicht!

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Nun, das ganze wäre ja viel zu einfach gewesen würde jetzt schon alles funktionieren. Nach der endgültigen Konfiguration wollte das USB-Modem nicht so wie ich wollte und blinkte in unregelmäßigen Abständen lustig rot (böse Farbe!) vor sich hin.

1. Vermutung: das Ding bekommt zu wenig Saft - zumindest lies der Schaltplan des Boards die Vermutung zu. Gleich am nächsten Tag einen aktiven USB-Hub besorgt und getestet - wieder Fehlanzeige. Im Internet stieß ich dann über die Meldung von möglicherweise inkompatiblen USB-Hubs die sich nicht ganz Standardkonform verhalten.
Nachdem der 2. ausgeborgte USB-Hub wieder nicht wollte, glaubte ich nicht mehr ganz an einen Fehler des Hubs. Zumal beide an meinem Firmenrechner mit Fedora Core 9 einwandfrei funktionierten.

Die FAQ von http://www.linux-usb.org/ sagt folgendes zu dem Thema:

Q: Why doesn't USB work at all? I get "device not accepting address".

A: This can be one of several problems:

• High speed devices sometimes have problems with cables used to connect them. They're more sensitive to signal quality issues than older usb 1.1 full or low speed devices. If the device works OK at full speed on the same system, after you "rmmod ehci-hcd", this is likely the problem you're seeing. There are a lot of things you can do to change signal quality.
  • Use a different cable. Some are even marketed specifically for use with high speed devices. Most USB 1.1 cables work just fine at high speed, but the one you're using might be an exception (maybe it's been damaged).
  • Switch to a different USB connector on your computer. Back panel connectors are often right on the motherboard, with much care taken to preserve signal quality. A front panel connector probably doesn't use cabling designed with USB in mind; and its cable could be damaged by bending, baking or something else even when it's not routed through the power supply.
  • Use an external high speed hub. Those hubs have signal conditioning circuitry that may cover up certain flaws.
  • Make sure your device is using its own external power supply, or that its battery is fully charged.
    You might be able to get the same device to work at high speed on a different machine.
• You may have some problem with your PCI setup that's preventing your USB host controller from getting hardware interrupts. (Current Linux 2.6 kernels will actually tell you when they notice this problem; see the "dmesg" output.) When Linux submits a request, but never hears back from the controller, this is the diagnostic you'll see. To see if this is the problem, look at /proc/interrupts to see if the interrupt count for your host controller driver ever goes up. If it doesn't, this is the problem: either your BIOS isn't telling the truth to Linux (ACPI sometimes confuses these things, or setting the expected OS to windows in your BIOS), or Linux doesn't understand what it's saying.
• Sometimes a BIOS fix will be available for your motherboard, and in other cases a more recent kernel will have a Linux fix. You may be able to work around this by passing the noapic boot option to your kernel, or (when you're using an add-in PCI card) moving the USB adapter to some other PCI slot. If you're using a current kernel and BIOS, report this problem to the Linux-kernel mailing list, with details about your motherboard and BIOS.
  
  Various users have had success with some specific strategy. I've collectioned their notes here.

Natürlich hat nichts von alledem geholfen

Also blieb eigentlich nur mehr das System übrig. Langer Rede kurzer Sinn: Das Board sollte mit den USB-Treibern EHCI und OHCI klarkommen (UHCI funktioniert von vornherein nicht!) und lädt automatisch den neueren EHCI-Treiber (ist auch moderner und mit "USB 2.0" "kompatibel"). Praktisch zickte dieser Treiber allerdings herum und nur der OHCI funktioniert. Warum das weiß ich bis jetzt nicht - hat mich bisher auch nicht sonderlich interessiert
Ändern kann man die Konfiguration in der /etc/modules.conf - einfach nach "usb" schauen und "ehci-hcd" durch "usb-ohci" ersetzen - dann ist die Änderung dauerhaft gespeichert. Wer den Leidensweg samt Problemlösungsversuchen noch etwas genauer beschrieben haben will, wird im IPCOP-Forum fündig.


Fazit:

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Der Austausch des alten PCs hat sich auf jeden Fall gelohnt und ging abgesehen von dem USB-Problem einfach von der Hand. Die Leistung des Geode in Verbindung mit den 256MB RAM sollte für meine Zwecke in Zukunft ausreichen. Ob es auch für einen sinnvollen (transparenten) Proxy reicht habe ich nicht ausprobiert - ist bei einer CF-Karte als Speicher allerdings auch nicht wirklich zu empfehlen

[KaiZen]

Den IPCop hatte ich auch mal. Lief sehr gut wenn er auch damals umständlich zu konfigurieren war. Bin dann irgentwann auf den oben erwähnten Linksys umgestiegen. Trotzdem finde ich deine Lösung sehr interessant. Was hat denn das neue System gekostet?

[buyman]

Bezahlt habe ich inkl. Versand ~160€ bei Tronico.

Ich habe allerdings das ganze nochmal zusammengestellt und bin auf 145€ inkl. Versand gekommen bzw. knappe 150€ mit der RTC-Batterie (die ich leider nicht mitbestellt habe).


Eventuell werde ich nochmal ein ähnliches System bestellen für einen Printserver bzw. andere, kleinere Aufgaben, oder aber auf eine andere OpenSource Lösung zurückgreifen (dazu kommt aber vielleicht später ein eigener Thread - erstmal muss ich alle Informationen zusammen tragen).

[KaiZen]

Ist ntürlich um einiges mehr als ein Linksys.

[buyman]

Zitat von KaiZen

Ist ntürlich um einiges mehr als ein Linksys.

Ja, Faktor 2-3 teurer. Mir wars egal da ich den IPCop und die Flexibilität davon gewohnt bin und auch in Zukunft auf anderen Rechnern noch nutzen kann.

Das Board ist allerdings auch um ein vielfaches leistungsfähiger (200 vs. 500MHz bei der CPU, 256MB vs. 16/32MB Ram, und beim Speicher brauchen wir gar nicht erst anfangen) und kann für andere Zwecke "missbraucht" werden

[KaiZen]

Da hast du natürlich Recht. Ich nutze zwar nur einen Bruchtteil von dem was der Linksys mit der neuen FW kann aber die Möglichkeit einen Printserver oder NAS einzurichten vermisse ich schon und dürfte bei dir kein Problem sein. Ich habe meinen ja auch wie gesagt nur aufgegeben, weil er mir zu groß, stromhungrig und laut war. Der IP Cop an sich ist top und mit deiner Hardware auf jeden Fall eine super Alternative.

[buyman]

Zitat von KaiZen

Da hast du natürlich Recht. Ich nutze zwar nur einen Bruchtteil von dem was der Linksys mit der neuen FW kann aber die Möglichkeit einen Printserver oder NAS einzurichten vermisse ich schon und dürfte bei dir kein Problem sein.

Darauf gibts von mir ein klares "Jein". Problem von der Leistungsfähigkeit her nicht - allerdings bin ich der Meinung, das solche Sachen auf auf einer Firewall nichts zu suchen haben. Ich werde also nicht Samba installieren, nur weil ich jetzt einen Printserver brauche.

Für diesen Zweck werde ich noch weitere Hardware anschaffen wie beispielsweise den ASUS WL-500g in Verbindung mit der Oleg-Firmware (bzw. DD-WRT oder ähnliche). Dazu später mehr, wenn ich genaueres weiß - außer, du/ihr habt jetzt schon Interesse daran, dann werde ich meine Überlegungen schon vorab veröffentlichen. Dann sollte aber keiner enttäuscht sein, wenn sich das ganze noch etwas hinzieht.