Als kleiner Raspberry Pi – Fan konnte ich schon den einen oder anderen von dem Gerät überzeugen. Es kommt aber immer wieder vor, dass Benutzer darüber klagen, das der Raspberry Pi für einen Dauerbetrieb instabil ist.
Unterschreiben kann ich das nicht. Einen Raspberry Pi nutze ich mit OpenElec als MediaCenter. Dabei ist das Teil sehr nahe am quasi Auslieferungszustand von OpenElec und er läuft eigentlich durchgehend und wird nicht ausgeschaltet. Aber auch für Serverdienste eignet sich der kleine Minirechner. Doch wie sichere ich denn nun die Stabilität des Raspberry Pi? Diese Thematik will ich im Folgenden untersuchen.
Überblick – Was macht den Raspberry Pi stabil:
- Netzteil – Hochwertig, zuverlässig und eben nicht billig
- Kühlkörper – Nicht zwingend, aber dennoch vielfach empfohlen
- Übertakten – Nur in Maßen
- SD-Karte – Lebenszeit verlängern
- Watchdog – Wenn doch mal was schief geht, dann wenigstens Neustart
1. Netzteil – Billig ist eben nicht gut
Wahrscheinlich ist es den vielen billigen USB-Netzteilen für Smartphone und Co. geschuldet, dass viele annehmen, dass es keinen Unterschied macht, ob das Netzteil nun 1,50€ inklusive Versand oder 20,00€ kostet. Der Preis ist dabei vielleicht auch nicht unbedingt das schlagende Argument für die Qualität, aber es ist doch ein Indikator für die zu erwartende Qualität.
Für den Raspberry Pi sollte man nicht das erste No-Name-Netzteil kaufen, sondern gerne ein paar Euro mehr ausgeben. Dabei sollte das Netzteil mindestens 700mA leisten können. Viele Netzteile kommen mit 500mA und sind nicht geeignet. Zuletzt hatte ich als vermeintliches Schnäppchen ein Elfenstall 1000mA (nicht empfehlenswert) Netzteil gekauft und musste feststellen, dass der Raspberry Pi nur sporadisch eine IP-Adresse bekommen hat. Zuerst hatte ich einen Hardwaredefekt angenommen, doch mit einem anderen Netzteil lief der Pi sofort und ohne Fehler.
Also… Lieber genau hinschauen und richtig kaufen.
Empfehlungen für das richtige Netzteil für den Raspberry Pi
Neben einen vernünftigen Netzteil kann auch ein USB-Hub genutzt werden um den Raspberry Pi mit Strom zu versorgen. Je nachdem welche Hardware per USB an den Pi soll kann ein Hub sehr sinnvoll sein. Der Raspberry Pi kann direkt am eigenen USB-Port eben stromhungrige Gerät nur sehr begrenzt versorgen. Ein aktiver Hub hilft.
Für die Auswahl des richtigen Hubs und des richtigen Netzteils kann auch ein Blick in das Wiki vom Raspberry Pi helfen.
Netzteile:
Steckernetzteil Micro USB 1000 mA – ca. 7,00€ (Amazon)
Samsung Original micro-USB Ladegerät 2.000 mA - ca. 6,90€ (Amazon)
Apple Original 12W USB Adapter – ca. 14,00€ (Amazon)
USB-Hub
DeLock USB 2.0 7-Port USB-Hub - ca. 19,00€ (Amazon)
Von diesem Hub habe ich 2 im Einsatz. Bei meinen Geräten kein Backfeeding (was vor allem bei den ersten Revisionen des Pi sehr problematisch war).
Empfehlen würde ich je nach Anwendung aktuell das Samsung-Netzteil oder den DeLock Hub.
2. Kühlkörper – Empfohlen, aber sinnvoll?
Vor allem im Dauereinsatz und bei einer Übertaktung sollen Kühlkörper sinnvoll sein. Sind sie das? Ich denke Ja und Nein. Bei mir ist auch ohne Kühlkörper alles stabil. Trotzdem sorgt Wärmeentwicklung für einen schnelleren Tot eines elektronischen Gerätes. Zumindest in der Theorie. Ein Kühlkörper könnte also die Lebenszeit verlängern. Könnte heißt aber auch wieder nicht, dass es so sein muss.
Wer auf Nummer Sicher gehen möchte, der installiert also lieber Kühlkörper. Passive Kühlung sollte aber wirklich reichen. Eine aktive Kühlung beim Raspberry Pi halte ich für Overkill und das sehen viele andere ähnlich.
Kühlkörper Raspberry Pi - ca. 4,00€
3. Übertakten – So viel wie nötig, so wenig wie möglich
Grundsätzlich kann man den Raspberry Pi übertakten. Durch Kühlkörper bekommt man vielleicht sogar etwas mehr Reserve. Trotzdem berichten viele Benutzer, dass unter HIGH noch alles Stabil und gut läuft, im Turbo-Modus aber oftmals ein stabiler Langzeitbetrieb unmöglich wird.
Deshalb auch der Rat an dieser Stelle: “So viel wie nötig, so wenig wie möglich”. Im Zweifel müsste halt jeder Testen, wie sich das eigene Modell verhält. Auch hier ist meiner Meinung nach ein stabiles Netzteil durchaus einer der größten Erfolgsfaktoren für einen Dauerbetrieb mit Übertaktung.
4. SD-Karte – Die richtige Karte, die richtige Lebenszeit
Die Hersteller werben mit Langzeitgarantie oder Garantie auf Lebenszeit. Bei Sandisk haben normale Karten 5 Jahre Garantie und ab Ultra sind es 10 Jahre. Ob die Karte im Dauereinsatz wirklich so lange halten wird ist fraglich. Wer ein stabilen Langzeitbetrieb erreichen will, dem bringt auch keine Garantie etwas. Man könnte nun also versuchen die Lebensdauer einer SD-Karte durch unterschiedliche Maßnahmen zu verlängern. Dabei gilt eigentlich: Je weniger Schreibzugriffe, desto länger die Lebenszeit.
Schreibzugriffe des Raspberry Pi auf die SD-Karte verringern
Benutzt man den Pi um auch Bilder von einer Webcam zu sichern oder Wetterdaten zu protokollieren, so könnte man genau diese Daten auslagern. So könnte man entsprechende Daten zum NAS schicken, im Hauptspeicher des Raspberry Pi zwischenspeichern oder auf einen USB-Speicher sichern. Linux selbst schreibt aber auch ständig auf die SD-Karte.
So könnte man /var/log und /var/run auslagern. Möchte man den Arbeitsspeicher nutzen, so könnte man das wie folgt tun:
nano /etc/fstab
Und hier dann folgende Einträge hinzufügen:
none /var/run tmpfs size=5M,noatime 00
none /var/log tmpfs size=5M,noatime 00
Dateien im Hauptspeicher sind natürlich bei einem Neustart oder gar einem Stromausfall verloren. Deshalb lagert man hier idealerweise nur solche Daten aus, die nach der Laufzeit keine Relevanz mehr haben. Das Log könnte bei einem unerwarteten Neustart allerdings schon Aufschluss über die Gründe des Neustarts liefern, wenn dieses eben nicht aus dem RAM verschwunden ist.
Gerade für die Log-Dateien könnte sich auch die Auslagerung auf ein NAS eignen. Viele Netzwerkspeicher bieten die Funktionalität eines syslog-Servers. Dann müsste der Netzwerkspeicher allerdings auch permanent laufen.
Ein weiterer Punkt ist der SWAP-Speicher. Brauchen Anwendungen mehr Speicher als physikalisch als Hauptspeicher vorhanden, so werden solche Daten in den SWAP geschrieben. Innerhalb vieler Anwendungsszenarien des Raspberry Pi ist das aber unnötig. So könnte man diesen Auslagerungsmechanismus ausschalten.
sudo dphys-swapfile swapoff
sudo dphys-swapfile uninstall
sudo update-rc.d dphys-swapfile remove
Denkbar ist auch das System komplett per NFS auf einen Netzwerkspeicher auszulagern. Im Dauerbetrieb habe ich damit bisher allerdings keine Erfahrungen.
5. Watchdog als Rettungsanker
Der Prozessor von Broadcom im Raspberry Pi verfügt über einen Hardware-Watchdog. Dieser Wachhund kann das System neustarten, wenn ein Problem auftritt. Idealerweise hoffen wir zwar, dass nie ein Problem auftreten wird, aber wenn es denn doch passiert, dann sollte der Raspberry Pi automatisch neu starten. Aus der Ferne würde man sonst Schwierigkeiten haben einen Neustart zu provozieren.
Um den Watchdog zu nutzen müssen wir entsprechende Kernelmodule laden und den Watchdog installieren:
sudo modprobe bcm2708_wdog
echo “bcm2708_wdog” | sudo tee -a /etc/modules
sudo apt-get install watchdog
Danach noch die Konfiguration des Watchdogs durchführen:
sudo nano /etc/watchdog.conf
Und hier innerhalb der folgenden Einträge das führende “#” entfernen.
watchdog-device = /dev/watchdog
max-load-1 = 24
Nun noch den Watchdog neustarten und wir sind fertig:
sudo /etc/init.d/watchdog restart
Um den Watchdog zu testen nutzen wir eine Fork Bomb und geben folgendes auf der Shell ein:
){
:& };:
){ 
:& };:Nach wenigen Sekunden sollte der Pi nun abstürzen und automatisch neu starten. Ohne Watchdog bliebe er einfach hängen und würde in dem Zustand verharren.