Membina Raspberry Pi Cluster - Bahagian I Perolehan dan Perhimpunan Perkakasan

Kini Linux berjalan hampir apa sahaja. Anda boleh mendapatkan PC murah dan menjadikannya stesen media atau pelayan web atau apa sahaja yang anda mahukan tanpa kos tambahan. Perkakasan juga murah. Dengan kedatangan Pi Raspberry dan papan komputer kecil yang serupa, seseorang boleh mendapatkan PC yang berfungsi sepenuhnya untuk harga yang biasanya anda bayar untuk Sixpack Beer. Dalam siri Linuxconfig ini, kami bukan sahaja akan membina komputer Linux; Kami akan membina seluruh kelompok Linux dengan empat nod dan belajar bagaimana menguruskannya supaya semua nod bertindak balas pada masa yang sama dengan arahan yang sama.

Keperluan Perkakasan:

• 4 x Raspberry Pi 3 B+ Komputer
• 4 x Kad MicroSD
• 5 x kabel Ethernet
• 4 x Kabel USB
• 1 x suis 5-port
• 1 x (pilihan) penghala mudah alih
• 1 x hab kuasa USB yang baik
• 4 x (pilihan) penyejuk raspberry pi
• 4 x (pilihan) Raspberry Pi Tenggelam
• 1 x rak kluster
• 1 x beberapa (pilihan) Spacers tembaga
• 1 x pita saluran
• Skru 2mm dan 3mm

Bina kelompok dari raspberry pi murah dan linux linux di atasnya

Motivasi: Mengapa tidak?

Untuk menampung bahagian motivasi kita dapat menjawab "mengapa" dengan mudah "kerana kita boleh" atau "kerana ia menyeronokkan". Untuk mengambil pendekatan yang lebih praktikal, kluster Raspberry Pi yang berjalan di Linux bukan sahaja murah untuk dibuat berbanding dengan apa yang boleh dilakukan tetapi juga boleh digunakan untuk menjadikan kehidupan seseorang lebih mudah apabila berurusan dengan tugas-tugas yang intensif sumber seperti menyusun, data berterusan menghuraikan dari internet atau hanya belajar bagaimana menguruskan kluster menggunakan perkakasan sebenar dan bukannya menggunakan mesin maya.

---

---

Raspberry

Raspberry Pi adalah komputer papan tunggal yang mengambil dunia perkakasan dengan ribut beberapa tahun yang lalu. Salah satu lelaran terkini ialah Raspberry Pi 3 B+, ​​yang akan kami gunakan dalam tutorial ini. Melangkah kira -kira $ 38 di Amazon, Raspberry Pi 3 B+ mempunyai 1.4GHz 64-bit quad-core Armv8 CPU dengan memori 1GB DDR2 SDRAM. Ia memerlukan kad microsdhc atau microsdxc sekurang -kurangnya 8 GB untuk penyimpanan dan juga boleh menggunakan pemacu cakera keras luaran melalui papan lanjutan yang anda boleh beli secara berasingan yang menghubungkan SCSI ke bahagian papan utama, sekiranya anda memerlukan penyimpanan yang lebih dipercayai dan lebih besar.

Raspberry Pi 3 B+ mempunyai satu port Ethernet 10/100Mbps LAN kelajuan, terbina dalam 4.2 modul Bluetooth dan 802.Modul wayarles 11b/g/n. Papan yang sama mempunyai 4 USB 2.0 port, port HDMI penuh, satu 3.Jack audio 5mm yang juga bertindak sebagai video komposit. Sebagai sumber kuasa, anda boleh menggunakan port microUSB untuk memasukkan 5v/2.Penyesuai DC 5A, gunakan kabel USB yang disambungkan ke komputer anda atau GPIO terbina dalam. Ia juga mempunyai port CSI untuk menyambungkan cam web dan port DSI untuk memasang paparan skrin sentuh. Papan ini hanya menggunakan 5V untuk dijalankan, berat 2.08 auns dan langkah 3.54 inci di lenght. Anda boleh memasukkannya ke tempat di rumah anda seperti yang anda lakukan dengan telefon pintar anda apabila perlu mengecas dan melupakannya selama berbulan -bulan.

Dan sangat bagus untuk membuat cluster linux berskala dengan dana terhad.

Apa yang anda perlukan untuk membina cluster Linux yang murah

Dalam bahagian pertama ini, kami akan melihat apa yang anda perlukan untuk membina cluster Raspberry Pi Linux anda sendiri. Memandangkan hakikat bahawa bilangan nod yang anda boleh gunakan adalah berskala kedua -dua ke atas dan ke bawah kami akan membina empat kluster nod dari empat papan raspberry pi 3 b+. Seseorang kemudian boleh menambah dua, lima, sebelas lagi nod jika diperlukan. Lebih banyak papan raspberry pi 3 b+ yang anda masukkan ke cluster semakin banyak kuasa yang akan anda miliki di hujung jari anda.

Mula -mula dapatkan empat papan raspberry pi 3 b+. Adalah dinasihatkan untuk mendapatkan mereka sekaligus atau sekurang -kurangnya dari penjual yang sama dalam jangka masa yang singkat untuk memastikan mereka mempunyai nombor siri membina yang sama, yang bermaksud mereka datang dari barisan pengeluaran yang sama. Ini akan memastikan pengalaman yang sama dengan setiap papan kerana masing -masing akan berkelakuan dengan cara yang sama. Pi raspberry dari model yang sama yang dibeli dari tempoh masa pembuatan yang lain mungkin sedikit lebih panas atau berjalan sedikit lebih perlahan daripada papan lain dari jenama yang sama.

Anda memerlukan sesuatu untuk memasang sofware, sesuatu yang akan bertindak sebagai repositori data untuk perisian anda. Kad mikro murah dan anda memerlukan sekurang -kurangnya empat kad microsdhc 16GB, satu untuk setiap papan. Sebaik sahaja Linux dipasang, anda akan ditinggalkan dengan kira -kira 11GB ruang pengguna percuma - cukup untuk anda mencuba dan mendepositkan fail yang lebih kecil. Sekiranya anda memerlukan storan yang lebih besar, anda boleh mendapatkan kad microsdhc atau microsdxc yang lebih besar; Pastikan mereka semua sama - saiz yang sama, jenama yang sama.

Anda memerlukan empat kad microSD, sekurang -kurangnya 16GB

---

---

Untuk konektiviti, memandangkan setiap Raspberry Pi 3 B+ mempunyai port Ethernet, anda boleh membeli lima kabel Ethernet Cat6, sekurang -kurangnya satu kaki panjang (30cm). Satu untuk setiap nod cluster dan satu untuk menyambungkan keseluruhan kluster ke LAN atau WAN anda. Lebih baik menggunakan kabel warna yang berbeza. Dengan cara ini anda akan mengetahui secara visual kabel mana yang dimiliki oleh nod mana selepas anda memasukkannya.

Untuk kuasa, anda mesti menggunakan kabel microUSB yang berkualiti, nilon braided dan berkod warna jika boleh. Kadang -kadang anda mungkin mahu menggerakkan nod secara manual dan kemudian anda perlu mengetahui kabel kuasa mana yang dimiliki oleh tahap kelompok. Warna yang berbeza menjadikan pengenalan lebih mudah daripada mengikuti garis dengan jari anda.

Cuba dapatkan kabel Ethernet berkod warna jika anda boleh, sekurang-kurangnya 30 sentimeter di Lenght

Anda juga memerlukan sesuatu untuk membuat nod cluster bercakap antara satu sama lain. Untuk ini anda boleh menggunakan suis 5-port murah seperti ini. Hampir sama saiznya dengan papan raspberry pi 3 b+. Sekiranya anda mempunyai penghala di rumah, anda boleh menggunakannya untuk menyambungkan suis baru anda dengan seluruh dunia. Jika tidak, anda boleh mendapatkan penghala mudah alih kecil dengan fungsi AP dan 3G yang - bertepatan - mempunyai ketinggian dan warna yang sama seperti suis 5 -port.

Suis ini hampir sempurna di rak dan mempunyai 5 port Ethernet

---

---

Sekiranya anda memberikan tugas-tugas intensif sumber cluster, cpus lengan raspberry pi akan terbakar panas selepas satu jam atau lebih, walaupun pada suhu bilik. Menyusun dengan GCC selama 90 minit akan menjadikan setiap CPU mencapai 70-71 darjah Celsius (158-160 Farhenheit) sehingga anda perlu mengurangkan haba itu entah bagaimana. Anda boleh mendapatkan rak kluster yang sudah dipasang penyejuk 5V atau anda boleh mendapatkan penyejuk anda sendiri, kira -kira 4 atau 5cm diameter dan memasangnya sendiri dengan bantuan skru. Lebih sejuk akan mengekalkan suhu CPU daripada meningkat melebihi 50 darjah Celsius (122 Fahrenheit). Jika anda juga mendapat beberapa sinki haba murah yang direka untuk raspberry pi 3 b+ anda boleh membuat suhu jatuh lebih lanjut 4 atau 5 darjah Celsius (kira -kira 40 darjah Fahrenheit).

Penyejukan adalah penting bukan sahaja untuk melindungi CPU anda tetapi juga untuk memastikan tugas -tugas proses nod kluster pada kelajuan yang baik. Sekiranya anda membeli penyejuk anda sendiri dan rak kluster anda tidak ada, anda juga memerlukan sekumpulan skru 3mm, 4cm di lenght. Untuk membina rak dan menetapkan papan Raspberry Pi di dalamnya supaya mereka tidak akan bergerak, anda juga memerlukan skru 2mm, kira -kira 1cm di lenght, empat keping untuk setiap empat papan, 16 secara keseluruhan.

Menyejukkan kelompok Pi Raspberry Pi Linux anda sangat penting

Untuk menggerakkan kelompok, anda mesti menggunakan Hub USB Power. Juga dapatkan beberapa pita saluran, kerana anda mungkin memerlukannya.

Amaran
Pastikan anda mendapat hab USB kuasa yang baik yang mampu menyampaikan 2,5 amps yang diperlukan oleh setiap nod cluster. Ia mesti mempunyai soket supaya anda dapat memasukkannya terus ke soket kuasa. Yang anda lihat diiklankan sebagai dapat memberikan kuasa terus dari port USB tidak akan dilakukan, kerana PI akan menolak untuk boot atau melaporkan undervoltage.

---

---

Terakhir tetapi tidak kurang, beli rak kluster yang baik untuk raspberry pi. Seperti yang dinyatakan di atas, anda boleh mendapatkan satu yang sudah dipasang penyejuk atau satu tanpa penyejuk dan kemudian anda boleh memutuskan bagaimana dan di mana untuk memasangnya. Dinasihatkan, sekiranya anda memilih yang terakhir, anda mungkin memerlukan spacer tembaga yang lebih panjang, tepat 4 sentimeter tinggi, kerana ini adalah ruang yang ideal yang lebih sejuk kluster perlu kedua -duanya dapat menyejukkan dowd cpu dan mempunyai ruang yang cukup di atasnya untuk ambil udara dari. Rak adalah modular dan anda boleh menambah tahap tambahan kepadanya, tetapi buat masa ini kita hanya memerlukan lima: "lantai bawah" untuk suis dan selebihnya untuk setiap raspberry pi.

Sekiranya anda membuat keputusan untuk memasang penyejuk anda sendiri pastikan anda meninggalkan ruang yang cukup untuk merampas udara sejuk dari Suis boleh dipasang dengan baik di rak bawah rak

perhimpunan

Bahagian perhimpunan agak jelas. Anda perlu mengambil setiap plat rak dan memasang papan raspberry pi 3 b+ di atasnya dengan bantuan skru 2mm. Bina setiap peringkat, letakkan rak bersama -sama dengan bantuan spacer tembaga, pasang penyejuk tepat di atas CPU jika rak anda tidak mempunyai lubang penggerudian di setiap plat rak akrilik dan menggunakan skru diameter 3mm panjang 4cm supaya penyejuk dekat kepada pemproses.

Masukkan kabel kuasa, sambungkan setiap kabel Ethernet ke satu port LAN pada suis dan masukkan kad microSD di slot masing -masing. Gunakan pita saluran untuk memastikan kabel kuasa Ethernet dan USB dikelompokkan dengan baik supaya mereka tidak akan membebankan anda.

Setelah dipasang, kelompok Linux masa depan anda harus kelihatan seperti ini

Kesimpulan

Di bahagian kedua siri ini, kami akan mula memasang Linux pada kluster dan masuk ke konfigurasi sistem operasi dan pemasangan perisian yang berguna, jadi tunggu.

Membina Raspberry Pi Series:

• Membina Raspberry Pi Cluster - Bahagian I: Pengambilalihan dan Perhimpunan Perkakasan
• Membina Raspberry Pi Cluster - Bahagian II: Pemasangan Sistem Operasi
• Membina Kluster Raspberry Pi - Bahagian III: Pengurusan Nod Serentak
• Membina Kluster Raspberry Pi - Bahagian IV: Pemantauan

Tutorial Linux Berkaitan:

• Perkara yang hendak dipasang di Ubuntu 20.04
• Perkara yang perlu dilakukan setelah memasang ubuntu 20.04 Focal Fossa Linux
• Pengenalan kepada Automasi, Alat dan Teknik Linux
• Cara Membuat Kluster Kubernet
• Cara memasang kubernet di ubuntu 20.04 Focal Fossa Linux
• Cara memasang Kubernet di Ubuntu 22.04 Jur -ubur Jammy ..
• Perkara yang perlu dilakukan setelah memasang Ubuntu 22.04 Jur -ubur Jammy ..
• Cara Dual Boot Kali Linux dan Windows 10
• Muat turun linux
• Ubuntu 20.04 Panduan