L'administration du système

Construire un cluster Raspberry Pi - Partie I Acquisition et assemblage matériel

Construire un cluster Raspberry Pi - Partie I Acquisition et assemblage matériel

De nos jours, Linux fonctionne sur presque tout. Vous pouvez obtenir un PC bon marché et le transformer en station de médias ou serveur Web ou tout ce que vous souhaitez sans frais supplémentaires. Le matériel est aussi bon marché. Avec l'avènement du Raspberry Pi et des petites planches informatiques similaires, on peut obtenir un PC entièrement fonctionnel pour le prix que vous paieriez généralement pour un six groupes de bière. Dans cette série LinuxConfig, nous allons non seulement créer un ordinateur Linux; Nous allons construire un cluster Linux entier avec quatre nœuds et apprendre à le gérer afin que tous les nœuds répondent en même temps aux mêmes commandes.

Exigences matérielles:

  • 4 x Raspberry Pi 3 B + Ordinateurs
  • 4 x cartes microSD
  • 5 x câbles Ethernet
  • 4 x câbles USB
  • 1 x un interrupteur à 5 ports
  • 1 x routeur portable (facultatif)
  • 1 x un centre d'alimentation USB décent
  • 4 x (facultatif) Rendatber Pi refroidisseurs
  • 4 X (facultatif) Raspberry Pi Heat therms
  • 1 x un rack de cluster
  • 1 x quelques espaceurs en laiton (facultatifs)
  • 1 x ruban adhésif
  • Vis de 2 mm et 3 mm
Construisez un cluster à partir de Raspberry Pi bon marché et exécutez Linux dessus

Motivation: pourquoi pas?

Pour couvrir la partie de motivation, nous pouvons répondre au «pourquoi» avec un simple «parce que nous pouvons» ou «parce que c'est amusant». Pour adopter une approche plus pratique, un cluster Raspberry Pi fonctionnant sur Linux est non seulement bon marché à faire par rapport à ce qu'il peut faire, mais peut également être utilisé pour faciliter la vie lorsqu'il s'agit de tâches à forte intensité de ressources telles que la compilation et les données continues Analyse d'Internet ou apprenant simplement à gérer un cluster en utilisant du matériel réel au lieu de recourir à des machines virtuelles.

La framboise

Un Raspberry Pi est un ordinateur à carte unique qui a pris d'assaut le monde du matériel il y a quelques années. L'une des dernières itérations est le Raspberry Pi 3 B +, celui que nous utiliserons dans ce tutoriel. En allant pour environ 38 $ sur Amazon, le Raspberry Pi 3 B + possède un 1.CPU quad-core 64 bits 4GHz avec 1 Go de mémoire SDRAM DDR2. Il a besoin d'une carte microsdhc ou microsdxc d'au moins 8 Go pour le stockage et peut également utiliser un lecteur de disque dur externe via des panneaux d'extension que vous pouvez acheter séparément qui connectent SCSI aux pièces de la carte principale, si vous avez besoin de stockage plus fiable et plus important.

Le Raspberry Pi 3 B + a un port Ethernet de la vitesse de LAN 10/100 Mbps, un 4 intégré 4.2 module Bluetooth et un 802.Module sans fil 11b / g / n. Le même conseil avait 4 USB 2.0 ports, un port HDMI complet, un 3.Prise audio de 5 mm qui agit également comme vidéo composite. En tant que source d'alimentation, vous pouvez utiliser le port microUSB pour insérer un 5V / 2.Adaptateur DC 5A, utilisez un câble USB connecté à votre ordinateur ou au GPIO intégré. Il dispose également d'un port CSI pour connecter une webcam et un port DSI pour le montage d'un écran tactile. Cette carte utilise seulement 5 V pour fonctionner, pèse 2.08 onces et mesures 3.54 pouces dans le lenteur. Vous pouvez le brancher quelque part dans votre maison comme vous le feriez avec votre smartphone quand il a besoin de charger et de l'oublier pendant des mois.

Et c'est idéal pour faire un cluster Linux évolutif avec des fonds limités.

Ce dont vous aurez besoin pour créer un cluster Linux bon marché

Dans cette première partie de cette manière, nous verrons ce dont vous avez besoin pour créer votre propre cluster Raspberry Pi Linux. Étant donné que le nombre de nœuds que vous pouvez utiliser est évolutif à la fois vers le haut et vers le bas, nous construisons un groupe de quatre nœuds sur quatre planches Raspberry Pi 3 B +. On peut en ajouter plus tard deux, cinq, onze nœuds supplémentaires si nécessaire. Plus vous incorporez à Raspberry Pi 3 B +.

Obtenez d'abord quatre planches Raspberry Pi 3 B +. Il serait conseillé de les obtenir tous en même temps ou au moins du même vendeur dans une courte période que de s'assurer qu'ils ont le même numéro de série de construction, ce qui signifie qu'ils proviennent de la même ligne de production. Cela garantirait une expérience similaire avec chaque conseil d'administration, car chacun se comportera exactement de la même manière. Une framboise Pi du même modèle acheté à partir d'une autre période de fabrication peut devenir un peu plus chaude ou fonctionner un peu plus lentement que les autres planches de la même marque.

Vous avez besoin de quelque chose sur lequel installer Sofware, quelque chose qui agira comme un référentiel de données pour votre logiciel. Les cartes microSD sont bon marché et vous aurez besoin d'au moins quatre cartes MicroSDHC 16 Go, une pour chaque carte. Une fois Linux installé, il vous reste environ 11 Go d'espace utilisateur gratuit - suffisamment pour que vous puissiez expérimenter et déposer des fichiers plus petits. Si vous avez besoin de stockage plus grand, vous pouvez obtenir des cartes MicrosdHC ou microsdxc plus grandes; Assurez-vous simplement qu'ils sont tous similaires - même taille, même marque.

Vous aurez besoin de quatre cartes microSD, au moins 16 Go de taille

Pour la conénitivité, étant donné que chaque framboise PI 3 B + a un port Ethernet, vous pouvez acheter cinq câbles Ethernet Cat6, au moins un pied de long (30 cm). Un pour chaque nœud de cluster et un pour connecter l'ensemble du cluster à votre réseau. Il est préférable d'utiliser différents câbles de couleur. De cette façon, vous saurez visuellement quel câble appartient à quel nœud après les brancher.

Pour la puissance, vous devez utiliser des câbles de microESB de qualité, des tresses en nylon et codées par la couleur si possible. Parfois, vous voudrez peut-être alimenter manuellement un nœud et vous devrez ensuite savoir quel câble d'alimentation appartient au niveau du cluster. Différentes couleurs facilitent l'identification que le suivi de la ligne avec vos doigts.

Essayez d'obtenir des câbles Ethernet codés par des couleurs si vous le pouvez, au moins 30 centimètres à Lenght

Vous avez également besoin de quelque chose pour faire en sorte que les nœuds de cluster se parlent. Pour cela, vous pouvez utiliser un interrupteur à 5 ports bon marché comme celui-ci. C'est presque la même taille que les planches Raspberry Pi 3 B + et, avec quelques ajustements, il s'adapte bien au premier niveau du cluster de quatre nœuds. Si vous avez un routeur à la maison, vous pouvez l'utiliser pour connecter votre nouveau commutateur au reste du monde. Sinon, vous pouvez obtenir un petit routeur portable avec des fonctions AP et 3G qui - par coïncidence - ont exactement la même hauteur et la même couleur que l'interrupteur à 5 ports.

Ce commutateur s'adapte presque parfaitement dans le rack et possède 5 ports Ethernet

Si vous donnez au cluster des tâches à forte intensité de ressources, les processeurs Raspberry Pi ARM deviendront brûlants après environ une heure, même à température ambiante. La compilation avec GCC pendant 90 minutes fera que chaque processeur atteindra 70-71 degrés Celsius (158-160 Farhenheit), vous devrez donc réduire cette chaleur d'une manière ou d'une autre. Vous pouvez soit obtenir un rack de cluster qui a déjà des refroidisseurs 5V installés ou vous pouvez obtenir des refroidisseurs, environ 4 ou 5 cm de diamètre et les installer vous-même à l'aide de vis. Une glacière empêchera la température du processeur de s'élever au-dessus de 50 degrés Celsius (122 Fahrenheit). Si vous obtenez également des dissipateurs de chaleur bon marché conçus pour le Raspberry Pi 3 B +, vous pouvez faire chuter la température 4 ou 5 degrés Celsius (environ 40 degrés Fahrenheit).

Le refroidissement est important non seulement pour protéger vos processeurs, mais aussi pour vous assurer que les nœuds de cluster traitent les tâches à une vitesse décente. Si vous avez acheté vos propres refroidisseurs et que votre rack de cluster n'en a pas, vous aurez également besoin d'un tas de vis de 3 mm, 4 cm dans le long. Pour construire le rack et régler les planches Raspberry Pi à l'intérieur afin qu'elles ne bougent pas, vous aurez également besoin de vis de 2 mm, d'environ 1 cm dans le long, quatre pièces pour chacune des quatre planches, 16 au total.

Refroidir votre cluster Linux Raspberry Pi est très important

Pour alimenter le cluster, vous devez utiliser un Power USB Hub. Obtenez également du ruban adhésif, car vous en aurez probablement besoin.

AVERTISSEMENT
Assurez-vous d'obtenir un bon centre USB de puissance qui est capable de livrer les 2,5 ampères nécessaires à chaque nœud de cluster. Il doit avoir une prise pour que vous puissiez le brancher directement dans une prise d'alimentation. Ceux que vous voyez annoncés comme étant capables de fournir de l'énergie directement à partir d'un port USB ne fera pas l'affaire, car les PI refuseront de démarrer ou de signaler la sous-tension.

Enfin et surtout, achetez un rack de cluster décent pour les Raspberry Pi. Comme indiqué ci-dessus, vous pouvez en obtenir un qui a déjà des refroidisseurs installés ou un sans glacières et vous pouvez ensuite décider comment et où les installer. Soyez avisé, si vous choisissez ce dernier, vous aurez probablement besoin d'espaceurs en laiton plus longs, exactement 4 centimètres de hauteur, car c'est l'espace idéal qu'un refroidisseur de cluster a besoin à les deux pour refroidir Dowd un processeur et avoir suffisamment d'espace au-dessus pour saisir être à la recherche de. Le rack est modulaire et vous pouvez y ajouter des niveaux supplémentaires, mais pour l'instant nous n'aurons besoin que de cinq: «rez-de-chaussée» pour l'interrupteur et le reste pour chacun des Raspberry Pi's.

Si vous décidez de monter vos propres glacières, assurez-vous de leur laisser suffisamment d'espace pour prendre de l'air frais de L'interrupteur peut être bien installé sur l'étagère inférieure du rack

Assemblée

La partie de l'assemblage est plutôt explicite. Vous devez prendre chaque plaque de rack et monter une planche Raspberry Pi 3 B + dessus à l'aide des vis de 2 mm. Construisez chaque niveau, mettez le rack avec l'aide des entretoises en laiton, installez les refroidisseurs juste au-dessus des CPU si votre rack n'a pas en forant des trous dans chaque plaque de rack acrylique et en utilisant les vis de 4 cm de long, 3 mm de diamètre pour que les refroidisseurs soient proches aux processeurs.

Insérez les câbles d'alimentation, connectez chacun des câbles Ethernet à un port LAN sur l'interrupteur et insérez les cartes microSD dans leurs machines à sous respectives. Utilisez le ruban adhésif pour garder les câbles d'alimentation Ethernet et USB bien regroupés afin qu'ils ne vous gênent pas.

Une fois assemblé, votre futur cluster Linux devrait ressembler à quelque chose comme ça

Conclusion

Dans la deuxième partie de cette série, nous commencerons à installer Linux sur le cluster et à consulter la configuration du système d'exploitation et l'installation de logiciels utile, alors restez à l'écoute.

Building Raspberry Pi Series:

  • Construire un cluster Raspberry Pi - Partie I: acquisition et assemblage matériel
  • Construire un cluster Raspberry Pi - Partie II: Installation du système d'exploitation
  • Construire un cluster Raspberry Pi - Partie III: Gestion simultanée de nœuds
  • Construire un cluster Raspberry Pi - Partie IV: Surveillance

Tutoriels Linux connexes:

  • Choses à installer sur Ubuntu 20.04
  • Choses à faire après l'installation d'Ubuntu 20.04 Focal Fossa Linux
  • Une introduction à l'automatisation Linux, des outils et des techniques
  • Comment créer un cluster Kubernetes
  • Comment installer Kubernetes sur Ubuntu 20.04 Focal Fossa Linux
  • Comment installer Kubernetes sur Ubuntu 22.04 Jammy Jellyfish…
  • Choses à faire après l'installation d'Ubuntu 22.04 Jammy Jellyfish…
  • Comment doubler Kali Linux et Windows 10
  • Téléchargement Linux
  • Ubuntu 20.04 Guide