Membangun Raspberry Pi Cluster - Akuisisi dan Perakitan Perangkat Keras Bagian I

Saat ini Linux berjalan di hampir semua hal. Anda bisa mendapatkan PC murah dan mengubahnya menjadi stasiun media atau server web atau apa pun yang Anda inginkan tanpa biaya tambahan. Perangkat keras juga murah. Dengan munculnya Raspberry Pi dan papan komputer kecil yang serupa, seseorang bisa mendapatkan PC yang berfungsi penuh dengan harga yang biasanya Anda bayar untuk set-pack bir. Dalam seri LinuxConfig ini kita tidak hanya akan membangun komputer Linux; Kami akan membangun seluruh cluster Linux dengan empat node dan belajar cara mengelolanya sehingga semua node merespons pada saat yang sama dengan perintah yang sama.

Persyaratan Perangkat Keras:

• 4 x Raspberry Pi 3 B+ Komputer
• 4 x kartu microSD
• 5 x Kabel Ethernet
• 4 x kabel USB
• 1 x A 5-port sakelar
• 1 x (opsional) Router portabel
• 1 x hub daya usb yang layak
• 4 x (opsional) Raspberry Pi Coolers
• 4 x (opsional) raspberry pi heat sink
• 1 x rak klaster
• 1 x Beberapa spacer kuningan (opsional)
• 1 x lakban
• Sekrup 2mm dan 3mm

Bangun gugus dari Raspberry Pi yang murah dan jalankan Linux di atasnya

Motivasi: Mengapa tidak?

Untuk menutupi bagian motivasi kita dapat menjawab "mengapa" dengan "karena kita bisa" atau "karena itu menyenangkan". Untuk mengambil pendekatan yang lebih praktis, raspberry pi cluster yang berjalan di Linux tidak hanya murah untuk dibuat dibandingkan dengan apa yang dapat dilakukan tetapi juga dapat digunakan untuk membuat hidup seseorang lebih mudah ketika berhadapan dengan tugas-tugas yang intensif sumber daya seperti menyusun, data berkelanjutan yang berkelanjutan Parsing dari internet atau hanya belajar bagaimana mengelola cluster menggunakan perangkat keras nyata alih -alih menggunakan mesin virtual.

---

---

Raspberry

A Raspberry Pi adalah komputer papan tunggal yang mengambil dunia perangkat keras dengan badai beberapa tahun yang lalu. Salah satu iterasi terbaru adalah Raspberry Pi 3 B+, ​​yang akan kami gunakan dalam tutorial ini. Pergi sekitar $ 38 di Amazon, Raspberry Pi 3 B+ menawarkan 1.4GHz 64-bit quad-core ARMV8 CPU dengan 1GB memori SDRAM DDR2. Perlu kartu microSDHC atau microSDXC setidaknya 8 GB untuk penyimpanan dan juga dapat memanfaatkan drive hard disk eksternal melalui papan ekstensi yang dapat Anda beli secara terpisah yang menghubungkan SCSI ke bagian papan utama, jika Anda memerlukan penyimpanan yang lebih andal dan lebih besar yang lebih besar dan lebih besar lebih besar dan lebih besar yang lebih besar dan lebih besar dan lebih besar yang lebih besar dan lebih besar yang lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar yang lebih andal dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar dan lebih besar.

Raspberry Pi 3 B+ memiliki satu port Ethernet 10/100mbps LAN Speed, a built-in 4.2 Modul Bluetooth dan 802.Modul nirkabel 11b/g/n. Papan yang sama memiliki 4 USB 2.0 port, port HDMI lengkap, satu 3.Jack audio 5mm yang juga bertindak sebagai video komposit. Sebagai sumber daya, Anda dapat menggunakan port MicroUSB untuk memasukkan 5V/2.Adaptor 5A DC, gunakan kabel USB yang terhubung ke komputer Anda atau GPIO bawaan. Ini juga memiliki port CSI untuk menghubungkan cam web dan port DSI untuk memasang layar layar sentuh. Papan ini hanya menggunakan 5V untuk dijalankan, berat 2.08 ons dan ukuran 3.54 inci di Lenght. Anda dapat mencolokkannya di suatu tempat di rumah Anda seperti yang akan Anda lakukan dengan ponsel cerdas saat membutuhkan pengisian daya dan melupakannya selama berbulan -bulan.

Dan itu bagus untuk membuat cluster Linux yang dapat diskalakan dengan dana terbatas.

Apa yang Anda perlukan untuk membangun cluster Linux yang murah

Di bagian pertama How-to ini kita akan melihat apa yang perlu Anda dapatkan untuk membangun cluster raspberry pi linux Anda sendiri. Mengingat fakta bahwa jumlah node yang dapat Anda gunakan dapat diskalakan baik ke atas dan ke bawah, kami akan membangun empat node cluster dari empat papan Raspberry Pi 3 B+. Satu kemudian dapat menambahkan dua, lima, sebelas node lagi jika diperlukan. Semakin banyak papan Raspberry Pi 3 B+ yang Anda masukkan ke kluster semakin banyak daya yang akan Anda miliki di ujung jari Anda.

Pertama dapatkan empat papan Raspberry Pi 3 B+. Akan disarankan untuk mendapatkan semuanya sekaligus atau setidaknya dari penjual yang sama dalam rentang waktu singkat untuk memastikan mereka memiliki nomor seri build yang sama, yang berarti mereka berasal dari jalur produksi yang sama. Ini akan memastikan pengalaman serupa dengan masing -masing papan karena masing -masing akan berperilaku persis sama. Pi raspberry dari model yang sama yang dibeli dari periode waktu manufaktur lain mungkin menjadi sedikit lebih panas atau berjalan sedikit lebih lambat dari papan lain dari merek yang sama.

Anda memerlukan sesuatu untuk menginstal sofware, sesuatu yang akan bertindak sebagai repositori data untuk perangkat lunak Anda. Kartu microSD murah dan Anda akan membutuhkan setidaknya empat kartu microSDHC 16GB, satu untuk setiap papan. Setelah Linux diinstal, Anda akan dibiarkan dengan sekitar 11GB ruang pengguna gratis - cukup untuk Anda bereksperimen dan setor file yang lebih kecil. Jika Anda memerlukan penyimpanan yang lebih besar, Anda bisa mendapatkan kartu microSDHC atau microSDXC yang lebih besar; Pastikan mereka semua sama - ukuran yang sama, merek yang sama.

Anda akan membutuhkan empat kartu microSD, setidaknya 16GB

---

---

Untuk konektivitas, mengingat masing -masing raspberry pi 3 b+ memiliki port Ethernet, Anda dapat membeli lima kabel Ethernet Cat6, setidaknya satu kaki (30cm). Satu untuk setiap node cluster dan satu untuk menghubungkan seluruh cluster ke LAN atau WAN Anda. Yang terbaik adalah menggunakan kabel warna yang berbeda. Dengan cara ini Anda akan secara visual tahu kabel mana yang menjadi milik simpul mana setelah Anda mencolokkannya.

Untuk daya Anda harus menggunakan kabel microUSB berkualitas, nilon dikepang dan kode warna jika memungkinkan. Kadang -kadang Anda mungkin ingin menurunkan node secara manual dan kemudian Anda harus tahu kabel daya mana yang termasuk dalam level cluster mana. Warna yang berbeda membuat identifikasi lebih mudah daripada mengikuti garis dengan jari Anda.

Cobalah untuk mendapatkan kabel Ethernet berkode warna jika Anda bisa, setidaknya 30 sentimeter di Lenght

Anda juga membutuhkan sesuatu untuk membuat node cluster berbicara satu sama lain. Untuk ini Anda dapat menggunakan sakelar 5-port murah seperti ini. Ukurannya hampir sama dengan papan Raspberry Pi 3 B+ dan, dengan beberapa penyesuaian, cocok dengan baik pada tingkat pertama dari empat node cluster. Jika Anda memiliki router di rumah, Anda dapat menggunakannya untuk menghubungkan sakelar baru Anda dengan seluruh dunia. Jika tidak, Anda bisa mendapatkan router portabel kecil dengan fungsi AP dan 3G yang - secara bersamaan - memiliki tinggi dan warna yang sama persis dengan sakelar 5 -port.

Sakelar ini sangat pas di rak dan memiliki 5 port Ethernet

---

---

Jika Anda memberikan tugas intensif sumber daya cluster, cpus lengan raspberry pi akan menjadi panas setelah sekitar satu jam atau lebih, bahkan pada suhu kamar. Kompilasi dengan GCC selama 90 menit akan membuat setiap CPU mencapai 70-71 derajat Celcius (158-160 Farhenheit) jadi Anda harus mengurangi panas itu entah bagaimana. Anda bisa mendapatkan rak cluster yang sudah memasang pendingin 5V atau Anda bisa mendapatkan pendingin sendiri, berdiameter sekitar 4 atau 5cm dan pasang sendiri dengan bantuan sekrup. Pendingin akan menjaga suhu CPU dari naik di atas 50 derajat Celcius (122 Fahrenheit). Jika Anda juga mendapatkan heat sink murah yang dirancang untuk Raspberry Pi 3 B+, ​​Anda dapat membuat suhu turun 4 atau 5 derajat Celcius (sekitar 40 derajat Fahrenheit).

Pendinginan adalah penting tidak hanya untuk melindungi CPU Anda tetapi juga untuk memastikan node cluster memproses tugas dengan kecepatan yang layak. Jika Anda membeli pendingin sendiri dan rak cluster Anda tidak ada, Anda juga akan membutuhkan sekelompok sekrup 3mm, 4cm di Lenght. Untuk membangun rak dan mengatur papan raspberry pi di dalamnya sehingga mereka tidak akan bergerak Anda juga akan membutuhkan sekrup 2mm, sekitar 1cm di Lenght, empat bagian untuk masing -masing dari empat papan, total 16.

Mendinginkan cluster pi raspberry linux Anda sangat penting

Untuk menyalakan cluster, Anda harus menggunakan hub USB daya. Juga dapatkan beberapa lakban, karena Anda mungkin akan membutuhkannya.

PERINGATAN
Pastikan Anda mendapatkan hub USB daya yang baik yang mampu memberikan 2,5 amp yang dibutuhkan oleh setiap node cluster. Itu harus memiliki soket sehingga Anda dapat mencolokkannya langsung ke soket daya. Yang Anda lihat diiklankan dapat mengirimkan daya langsung dari port USB tidak akan melakukannya, karena PI akan menolak untuk mem -boot atau melaporkan undervoltage.

---

---

Terakhir, beli rak kluster yang layak untuk Raspberry Pi. Seperti yang dinyatakan di atas, Anda bisa mendapatkan satu yang sudah menginstal pendingin atau satu tanpa pendingin dan nanti Anda dapat memutuskan bagaimana dan di mana menginstalnya. Dianjurkan, jika Anda memilih yang terakhir, Anda mungkin akan membutuhkan spacer yang lebih lama, tepatnya 4 sentimeter, karena ini adalah ruang ideal yang dibutuhkan cluster yang dibutuhkan untuk keduanya dapat mendinginkan Dowd CPU dan memiliki ruang yang cukup di atasnya untuk meraih udara dari. Rak ini modular dan Anda dapat menambahkan level tambahan ke dalamnya, tetapi untuk sekarang kita hanya perlu lima: "lantai dasar" untuk sakelar dan sisanya untuk masing -masing raspberry pi.

Jika Anda memutuskan untuk memasang pendingin sendiri, pastikan Anda meninggalkan ruang yang cukup untuk mengambil udara dingin dari Sakelar dapat dipasang dengan baik di rak bawah rak

Perakitan

Bagian perakitan agak jelas. Anda perlu mengambil setiap pelat rak dan memasang papan raspberry pi 3 b+ di atasnya dengan bantuan sekrup 2mm. Bangun setiap level, masukkan rak bersama dengan bantuan spacer kuningan, pasang pendingin tepat di atas CPU jika rak Anda tidak ada dengan mengebor lubang di setiap pelat rak akrilik dan menggunakan sekrup berdiameter 3cm panjangnya, sehingga pendinginnya dekat ke prosesor.

Masukkan kabel daya, sambungkan masing -masing kabel Ethernet ke satu port LAN pada sakelar dan masukkan kartu microSD ke dalam slot masing -masing. Gunakan lakban untuk menjaga kabel Ethernet dan USB Power dikelompokkan bersama sehingga mereka tidak akan membebani Anda.

Setelah dirakit, cluster Linux masa depan Anda harus terlihat seperti ini

Kesimpulan

Di bagian kedua dari seri ini, kami akan mulai menginstal Linux pada cluster dan masuk ke konfigurasi sistem operasi dan instalasi perangkat lunak yang bermanfaat, jadi tetaplah disini.

Building Raspberry Pi Series:

• Membangun Raspberry Pi Cluster - Bagian I: Akuisisi dan Perakitan Perangkat Keras
• Membangun Raspberry Pi Cluster - Bagian II: Instalasi Sistem Operasi
• Membangun Raspberry Pi Cluster - Bagian III: Manajemen Node Simultan
• Membangun Raspberry Pi Cluster - Bagian IV: Pemantauan

Tutorial Linux Terkait:

• Hal -hal yang harus diinstal pada ubuntu 20.04
• Hal -hal yang harus dilakukan setelah menginstal ubuntu 20.04 FOSSA FOSSA Linux
• Pengantar Otomatisasi Linux, Alat dan Teknik
• Cara membuat cluster kubernetes
• Cara menginstal kubernet di ubuntu 20.04 FOSSA FOSSA Linux
• Cara menginstal kubernet di ubuntu 22.04 Jammy Jellyfish…
• Hal -hal yang harus dilakukan setelah menginstal ubuntu 22.04 Jammy Jellyfish…
• Cara Dual Boot Kali Linux dan Windows 10
• Unduh Linux
• Ubuntu 20.04 Panduan