Ecologia informatica IT FLOSS 2016

Disertante: Ing. Fernando M. Villares
Rosario – 2016
Ecología y las Tecnologías de InformaciónEcología y las Tecnologías de Información

El panorama hoy día...
• Obsolescencia programada obscenamente tanto en
software como en hardware.
• Procesos de fabricación altamente contaminantes aun
con las mejores prácticas.
• Creación de nuevos productos y servicios a ritmos
cada vez mayores, muchos de ellos totalmente
innecesarios con tal de ganar mas dinero en menor
tiempo.
• Falta de análisis real de las necesidades
computacionales y sus costos en las empresas.
• Desigualdad en las campañas de reciclaje y
salvataje informático en diferentes lugares del mundo.

Mi motivación para cambiar...

Pero si toda la electrónica que compro en mi hogar es
“verde” o de bajo consumo...
¿Ah si? Veamos lo siguiente para una familia tipo...
• Equipamiento de un departamento promedio en 1995:
– 12 lámparas de 40 watts promedio.
– 2 TV CRT 21” , 1 VCR, 1 Centro Musical o
minicomponente, Radio Reloj
– 1 Computadora de escritorio c/monitor CRT e impresora.
– 1 Microondas, lavarropas, heladera, batidora etc.
De estos equipos solo estaban conectados siempre el
microondas, radioreloj, tv, minicomponente y cassetera
con un consumo promedio de 5watts en standby c/u
sumando 30w/h por 24 hs por 30 dias = 21,6Kw perdidos

Pero si toda la electrónica que compro en mi hogar es
“verde” o de bajo consumo...
Ahora en 2016 el mismo departamento:
• 14 lámparas de 15 watts promedio bajo consumo
• 1 TV LED 42”, Decodificador HD, 1 Consola PS4 o similar, 1 Home theatre,
Radio Reloj para ipod, Aire acondicionado con c/remoto
• 1 Computadora de escritorio c/monitor LED, impresora en red, Router WIFI,
almacenamiento NAS, 2 Notebooks, Teléfono Inalámbrico IP, 1 Celular por
cada persona en la casa.
• 1 Microondas, lavarropas, heladera, batidora etc.
La gigantesca mayoría de la gente no apaga completamente ninguno de
estos equipos: Cargadores, TV, Deco, Consola, router, impresoras, monitor
en modo bajo consumo etc. con un consumo promedio de 5watts en
standby c/u sumando 80w/h por 24 hs por 30 dias =57,6Kw perdidos.
– ¿Que significa esto? Que si bien las luces, la heladera y el aire
acondicionado entre otros son mas eficientes, con toda la parafernalia
electrónica sumada y ultraconectada que tenemos se pierde dicha
eficiencia e incluso se consumen muchos mas recursos que antes, y eso
sin contar que cada 3 años podemos cambiar varias veces dichos equipos.

La revolución al alcance de la mano...
Si utilizamos software privativo o ciertos tipos de equipos ya
sabemos cual va a ser su ciclo de vida...
– M$ Windows saca versiones cada 3 años pero con sus
parches mensuales de seguridad, malware etc. cada
mes es un poco mas lento...¿sospechoso no? ¿Alguien
oyó hablar de eficiencia? Ej. Consolas de videojuego.
– Impresoras que cada día imprimen menos y hasta se
descomponen solas al llegar a XXX copias...ver EPSON
– Celulares Android / APPLE iOS / Windows Phone y otros
ya obsoletos con potencias increíbles que nunca tienen
actualizaciones y mueren en el olvido.
– Dispositivos multimedia y appliances o gadgets (Smart
TV / IoT) cuyo desarrollo y upgrade no tiene contrato de
continuidad con el cliente.

La revolución al alcance de la mano, el soft libre
• Tu PC y muchísimos dispositivos viejitos y obsoletos con
GNU/LINUX en sus decenas de sabores pueden funcionar
perfectamente y mucho mejor que con Windows(r). Ejemplo PC
con Ubuntu 16.04 con 2Gb de RAM y 1 núcleo AMD 64 del 2005
con impresora HP DJ690 de 1997, ZIP 100 paralelo de 1996 y
webcam usb creative del 2000 totalmente funcional hoy día.
• Celulares utilizando por ejemplo Cyanogenmod o MIUI ports libre
de Android y siendo actualizados permanentemente. Ejemplo el
Galaxy 5500 Europa que siendo un celular super económico y
obsoleto de gama baja podía upgradearse a Jellybean 4.2.2, o un
Galaxy S3 del 2012 que puede ser actualizado a Android 6.0.1
• Hardware abierto como la micro PC Raspberry PI y derivados o la
Computadora Industrial Abierta Argentina.
• Virtualización libre y eficiente con ProxMox, sistemas de
almacenamiento de alta performance con hard estándar usando
FreeNAS.

Hardware súper potente y con muy baja huella de carbono:
– Apple(r) Mac MINI: CPU Core i7 4 Núcleos 16gb ram
2TB de disco de serie, en solo 20cm x 20 x 5 y consumo
máximo de 65w/h es una alternativa increíble para
visualización verde con software libre como PROXMOX.
– Totalmente compatible con GNU/LINUX en diversos
sabores a través del soft de booteo reFindIT.

Micro PC CX Venus y Sirius:
– Pequeñas pc x86 de ultra bajo consumo de ensamblado
nacional.
– Modernas, verdes y potentes, pudiendo venir en diferentes
modelos desde Celeron a Core i5 con 8gb ram y 1Tbyte
– Consumo desde 25 a 65w/h...
– 100% compatibles con GNU/Linux Mint,Ubuntu, Debian,
Fedora, PROXMOX, CentOS etc.
– Ideales para PC de escritorio,
media centers, oficinas, NAS,
firewalls, virtualización etc, etc..

Raspberry PI y Arduino:
– El set de hardware libre de aprendizaje y juego por
excelencia.
– Raspberry PI 3: CPU ARMv8 1.2ghz 4 Core, 1Gb, SDCard, 4
USB, Ethernet, Wifi, Bluetooth, salidas HDMI, RCA y sonido.
– Sólo 1 Watt de consumo y compatible con diversas distros de
GNU/LINUX, Como Raspbian, uElastix, RaspyFI, PIDORA...
– Arduino: daughterboard para implementar proyectos de
electrónica avanzada 100% libre y compatible con Raspberry
Pi u otros dispositivos a través de USB, red, etc.

CubieBoard 5:
– Pequeñas micro PC económicas de arquitectura ARM
similares a las Raspberry pi, ya van por su quinta Gen.
– AllWinner H8 SoC (ARM Cortex A7 @ 2 GHz 8 Core CPU,
GPU PowerVRSGX544 con soporte 4K y HDMI.
– 2GB RAM 8 GB eMMC MicroSD slot, SATA port, Ethernet 2x
USB Host, USB OTG, CIR.
– Extensión de 96 pines para I²C, SPI, LVDS
– Utiliza Debian, Fedora, Android y
varias distros Libres para decenas
de aplicaciones educativas,
empresariales e industriales.

BeagleBone Black (similar a Raspberry PI):
– CPU TI AM335x 1GHz ARM® Cortex-A8 con aceleración 3D
y de FPU NEON con 2 microcontroladores de 32Bits
auxiliares y HDMI.
– 512MB RAM, 4 GB SSD, Ethernet USB Host, USB client.
– Extensión de 2x46 pines para expansión
– Versiones mas costosas llamadas BeagleBoard
– Puede utilizar Ubuntu, Android, Angstrom
Linux y varias distros Libres para
decenas de aplicaciones
educativas,empresariales e
industriales.

Computadora Industrial Abierta Argentina CIAA:
– Pequeñas micro computadoras industriales súper
económicas de arquitectura ARM e Intel similares a las
Raspberry pi desarrolladas por un consorcio de empresas
en el país con un modelo de Hardware y software 100%
libres bajo licencia BSD.
– Varios modelos con CPU ARM o Intel Atom dual core.
– 1GB RAM, 4GB eMMC, Ethernet, RS232, RS485, WiFi .
– Expansiones 1.8V GPIO, SD Card, UART, SPI, I2C, I2S,
USB 2.0,CAN.

Rikomagic V5 :
– Pequeños dongle PC súperper económicas de arquitectura
ARM con conexión HDMI.
– CPU Cortex A17 Quad Core RK3288 1,8ghz
– 2GB RAM, 16 GB SSD, WIFI, BlueTooth HDMI, USB client y
Host, Giga Ethernet, expansión via microSD hasta 128Gb
– Súper pequeños en formato USB stick
– Utiliza Android 4.4 como SO por defecto.

INTEL Compute Stick (2nd. Gen)
– Pequeños dongle PC de arquitectura X86 con conexión
HDMI.
– CPU Intel Core M5 con intel Graphics HD y soporte 4K
– 4GB RAM, 64 GB SSD, WIFI AC, BlueTooth 4.2 HDMI, USB
3.0 expansión via microSD hasta 128Gb
– Súper pequeños en formato USB stick
– Utilizan cualquier SO con soporte x86-64, Ubuntu, Fedora,
Debian...WinChot 10.

Pequeños Clientes Finos Multiplataforma con S.O.
Encore ENTC1000 Thin Client
– Pequeñas micro PC súper económicas de arquitectura ARM
con Linux como SO para arranque de clientes finos
– CPU Cirrus Logic ARM 200Mhz
– 64MB RAM, 16MB Rom, Ethernet, 2 USB, VGA Port. Port de
Sonido 3,5mm
– Sólo Consume 5Watts, pesa 150 gr. y mide menos de 15cm.
– Compatible con RDP Windows(r) y XDCMP (xNIX)

¿El presente de la supercomputación Hogareña?
Iridis-Pi:
– Supercomputadora compuesta de un cluster de 64
Raspberry Pi sobre un Armazón LEGO(r)
– 11Ghz de potencia cruda, 1 TB de almacenamiento con
menos de U$S4000 totales
– Diseñada a fines de 2012 como prueba de concepto y
sistema académico en la
Univ. de Southampton por el
Profesor Simon Cox.
– Corre el framework MPI sobre
la distro Raspbian.

Aprendiendo a calcular y reducir emisiones...
Nomenclatura:
• Watt o vatio: El vatio o watt es la unidad de potencia del
Sistema Internacional de Unidades. Su símbolo es W y se
calcula como Voltios x Amperes
• CO2: Dióxido de carbono, gas presente en la atmósfera terrestre
el cual es emitido entre otras formas por la combustión de
combustibles fósiles y tiene gran incidencia en el efecto
invernadero. 1kWh de energía eléctrica genera +/-700g de CO2
• BTU: British Thermal Unit, equivale aproximadamente a 252
Calorías, la conversión estándar de Watts a BTU es la siguiente
BTU = Volts X Amps X 3.41
• PPW: Performance por watt, calculada asi (PI * Avg Device
Utilization / Watts) * 100, donde PI es la performance del equipo
según alguna herramienta Universal de medición.

Ejemplo PyME (no contamos las máquinas comunes):
• Servidor central telefónica Asterisk. HP ML110G5, 2gb, 2 SATA
500gb Raid1 GNU/LINUX Centos 5.11 32Bits
• Servidor de archivos, email, web. HP ML110 G6 8gb ram, 2
SATA 2Tb Raid1 Windows Server 2008R2 64Bits
• Firewall y proxy control de Contenidos. HP ML110G3 2gb 2
SATA 250Gb Raid1 Pfsense 2.3.2 32Bits

• Consumo por Hora: 1,015kWh
• Tiempo promedio ocioso: >= 50% en el peor de los casos
• Tamaño ocupado: 12U de Rack (1U=48,26Cm x 4,45Cm)
• Capacidad de enfriamiento (Frigorías = BTU*0,252): 1796
• Consumo de enfriamiento (W = frig * 1,163): 2093,4 Wh aprox.
• Generación de CO2: 710,5 + 1465,38 Gr/h
Esto es una simplificación de la realidad, faltan calcular switches,
teléfonos IP, routers, y otros dispositivos pero claramente se
visualiza un uso totalmente ineficiente de recursos y generación
de gases de invernadero...
¿Como podemos mejorar esto?:

Una solución sencilla y al alcance de todos...
La virtualización al ataque:
– Nuestro server mas potente esta con capacidad disponible
mayor al 50% los demás menos del 10% siendo inferiores en
potencia...es decir podemos virtualizar todos en 1 solo
Hardware sin siquiera saturarlo y usar el 2ndo server mas
potente como backup también...
– Podemos recuperar potencia extra de dicho server al migrar
de Windows(r) a una plataforma mas eficiente y robusta para
email, file server y web, por ejemplo Debian 8 o Centos 7.
– Asterisk y Pfsense son perfectamente virtualizables sin
siquiera mover un pelo en las cpu de los servers.
– Vamos a usar como plataforma de Virtualización 100% libre a
PROXMOX, el cual pierde en el HiperVisor aprox. Solo un 5%
de rendimiento total del sistema y entre otras cosas permite
clustering y alta disponibilidad.

Pasos tomados:
• Mejoramos el RAID 1 del server ML 110G6 agregando 1 Disco
de 2TB mas creando un nuevo Raid 5 de 4TB.
• Instalamos ProxMox 4.2 en el Server y creamos las nuevas VM:
– 2 Núcleos, 6Gb y 3Tb para el nuevo server Centos 7 con
zimbra como email server, apache como webserver y Samba
como server de archivos CIFS/SMB.
– 1 Núcleo 1Gb, 12Gb para el server PFSense de firewall y
control de contenidos.
– 1 Núcleo 1Gb, 256gb para el server PBX Asterisk.
– Capacidad ociosa de Disco de 750Gb aprox. para futuros
proyectos o expansión de File Systems y además posibilidad
de subir la RAM a 32gb máximos que podrían ser usado
para servidor de Clientes Finos por ejemplo.

Mejoras subsiguientes:
• Con 3 servers en 1 solo equipo la admin de los mismos es mucho mas
simple, los backups de los mismos son mucho mas sencillos ya que
podemos clonar la maquina completa y no solo la información.
• Optimizamos el uso de recursos a mas del 50% de carga en dicho server
pero aún con 50% de crecimiento posible ante posibles nuevas
exigencias.
• Compramos un upgrade de memoria de 8Gb y 2 discos de 2 teras extras
para reemplazar los existentes en el server con el CPU Xeon
(simplificando un RAID 0 para mas velocidad e igual capacidad que el
primario) y ya tenemos un sistema donde podemos clonar todo el server
primario creando un cluster ProxMox. O sea de no tener backups
pasamos a tener todo duplicado y quitamos de servicio el viejo server G3.
• Por supuesto que no optimizaríamos tanta energía teniendo los servers
Primario y backup siempre encendidos por lo cual podríamos establecer
una rutina de sincronización manual a intervalos regulares de los equipos

Resultados Finales del ejemplo:
• Se reduce el consumo eléctrico a solo 0,3 kWh y solo durante las horas
de trabajo, al retirarse de la empresa se hace un apagado programado de
los servers
• Los días viernes se enciende el 2ndo. server todo el día así se sincroniza
el cluster, se llega a este esquema ya que se establece que el ahorro
subsiguiente es mucho mas valioso a largo plazo que un máximo de 4
días de perdida de documentos y mas todavía sabiendo que antes no
había respaldo.
• El aire acondicionado del datacenter que antes estaba casi siempre
encendido ahora permanece mas del 70% del tiempo apagado.

Conclusiones Finales
• El uso eficiente y sustentable de las TI requiere que seamos cada día mas
permeables a soluciones imaginativas y basadas en hardware y software libre,
las cuales nos permiten tener libertad de elección entre múltiples soluciones
sumamente eficaces. Por ej: la súper computadora Iridis PI
• Las soluciones de hardware tradicional mas económicas NO SUELEN SER las
mas eficientes y pueden llegar a hacernos erogar mas de 300% de su precio en
su vida útil, en energía y emisiones de carbono.
• El uso de software libre como ProxMox, servers basados en GNU/Linux o
aplicaciones como Apache, Zimbra, Zarafa, SAMBA, CUPS nos permiten
exceder la obsolescencia programada por los fabricantes en varios años,
sacando el jugo hasta el último Mhz de las CPU actuales y el ultimo BIT de ram
en los sistemas.
• El uso de soluciones embebidas en Hard Libre como Arduino, Raspberry Pi,
etc. permite crear soluciones de todo tipo de largo plazo, sustentables, robustas
y eficientes, como por ejemplos tomacorrientes IP con apagado de ports
programables, medición de amperajes y temperatura etc, control de
ventiladores o aires acondicionados inteligentes, sensores de humedad,
controles de acceso.
•

Bibliografía Consultada
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►► Encore ENTC 1000 Thin client - http://www.encore-usa.com/us/product/ENTC-1000Encore ENTC 1000 Thin client - http://www.encore-usa.com/us/product/ENTC-1000
►► ProxMox Open Virtual Environment -ProxMox Open Virtual Environment - http://www.proxmox.org/http://www.proxmox.org/
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►► CO2 Prices webpage for emissions trade -CO2 Prices webpage for emissions trade - http://co2prices.eu/http://co2prices.eu/

LICENCIA DE LA CHARLA
Autor: Ing. Fernando M. Villares Terán 09/2016Autor: Ing. Fernando M. Villares Terán 09/2016
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