Å bygge en Raspberry Pi-klynge er en morsom måte å få en dypere forståelse av databehandling og serversystemer. Men hva er en Raspberry Pi-klynge, hvordan lager du en, og hva kan du bruke den til når byggingen er fullført?
Hva er en Raspberry Pi-klynge?
Å være vert for nettsteder, analysere tette data og gjengi digitale videoopptak er bare noen få eksempler på databehandlingsoppgaver som krever mye prosessorkraft. Og etterspørselen etter denne kraften er alltid økende.
Å skaffe nok ressurser til å møte behovene til oppgaver som disse kan oppnås enten vertikalt eller horisontalt. For vertikal vekst er en enkelt datamaskin optimalisert for å produsere så mye prosessorkraft som mulig. Dette står i kontrast til horisontal vekst, der flere datamaskiner legges til systemet.
Raspberry Pi-dataklynger er et eksempel på horisontal systemoptimalisering. One Raspberry Pi fungerer som en hovedenhet som gir instruksjoner til en samling av node Raspberry Pis som håndterer oppgaver. Raspberry Pi CM4-klyngeoppsett er også kjent som Brambles. I stedet for Compute Module 4s, kan du bruke standard Raspberry Pi 4s (eller andre modeller), men CM4 er mer strømlinjeformet hvis du vil ha en kompakt, effektiv klynge.
Du kan bruke en Raspberry Pi CM4-klynge til å være vert for videospillservere, administrere hjemmeautomatiseringssystemet ditt og mye mer. Men hvorfor vil du bygge en RPi-klynge?
Hvorfor bygge en Raspberry Pi-klynge?
Det er flere viktige grunner til at du kanskje vil bygge en Raspberry Pi-klynge i stedet for å kjøpe en kraftigere datamaskin for å gjøre jobben for deg.
- Stabilitet og pålitelighet: En Raspberry Pi-klynge gir stabilitet og pålitelighet ved å legge til redundans til systemet ditt. Dette betyr at en tavlefeil ikke vil stoppe klyngen din i dets spor, med oppgaver som deles av de funksjonelle RPene. Å spre komplekse dataoppgaver over flere brett kan også tilby større stabilitet enn å kjøre de samme oppgavene på ett.
- Opptreden: Selv om en Raspberry Pi-klynge ikke gir et enkelt bord mer kraft, gjør det det fortsatt mulig å forbedre den generelle ytelsen til systemet ditt. Oppgaver håndteres samtidig på tvers av brettene i klyngen, i stedet for at ett brett må gjøre alle de tunge løftene.
- Skalerbarhet: Dataklynger er generelt lettere å skalere opp og ned enn enkeltmaskiner. Du kan legge til og fjerne RPi-kort for å dekke klyngens nåværende behov, alt uten å kaste bort dyr maskinvare.
- Koste: Raspberry Pis er utrolig rimelige sammenlignet med stasjonære PC-er og bærbare datamaskiner. Du kan få tak i et sett med Raspberry Pis for klyngen din for mindre enn prisen for en enkelt PC, alt uten å gå på akkord med ressurstilgjengeligheten.
- Læring: Å bygge en Raspberry Pi-klynge er en god måte å lære om en rekke forskjellige emner. Du kan lære om serveradministrasjon, databasehåndtering, skylagring og mye mer ved å eksperimentere med din egen klynge.
Hvordan bygge en DIY Raspberry Pi-klynge
Å bygge en Raspberry Pi-dataklynge kan deles inn i to hovedoppgavegrupper; Hardware og software. Begge disse gruppene er påvirket av formålet du har i tankene for klyngen din, noe som gjør det avgjørende å vite hva du skal bruke klyngen til før du bygger den.
Velge dine Raspberry Pi Cluster Boards
Det kan være forvirrende å velge Raspberry Pi-klyngebrettene du vil bruke for klyngen din. Disse to eksemplene bør gi deg en bedre ide om hva du skal se etter, samtidig som de tar for seg omfanget av Raspberry Pi-klynger generelt.
- Hjemmeautomatisering RPi-klynger: Fra lyspærene til låsen på inngangsdøren din, omtrent alt inne i et moderne hjem kan automatiseres. Raspberry Pis lager gode hjerner for hjemmeautomatisering, og å bygge en RPi-klynge er en fin måte å håndtere hver av enhetene du bruker. Mens en Raspberry Pi 4 Model B er fornuftig som hovedtavlen i denne typen oppsett, vil det sannsynligvis være bortkastet å bygge hele klyngen ved å bruke dem. For eksempel kan systemer som Philips Hue-belysning kontrollerbare ved hjelp av kort med lavere strømstyrke. Dette gjør det verdt å velge hver av Raspberry Pis i hjemmeautomatiseringsklyngen din basert på oppgaven de skal utføre.
- Videospillserver RPi-klynger: Å bygge servere for spill som Minecraft er en av de vanligste bruksområdene for en RPi-klynge. Du trenger så mye prosessorkraft du kan få for et program som dette, men du trenger ikke ekstra funksjoner som USB-tilkobling for hvert kort. Dette gjør Raspberry Pi CM4 til et godt valg i denne brukssaken. Compute Module 4 krever et bærebrett for å fungere, siden det ikke har noen innebygd I/O, men du kan finne klyngebærerkort som fungerer bra for spillservere.
Raspberry Pi CM4 har samme kraft som en RPi 4, men er laget for dypt innebygde systemer og bruk på bærebrett. Pi CM4 mangler den innebygde I/O-en som finnes på motparten, men den kommer vanligvis inn til en lavere pris, noe som gjør den til et godt valg for mange klyngeprosjekter.
Ekstra Raspberry Pi Cluster-maskinvare
Ved siden av datamaskinene du velger for klyngen din, kreves det noe ekstra maskinvare for å komme i gang. Du trenger en nettverkssvitsj for å koble sammen kortene dine, microSD-kort og en ekstern SSD/HDD for lagring, og eventuelle komponenter som er spesifikke for prosjektet ditt.
De som bruker Raspberry Pi CM4 og et klyngebærerkort trenger ikke en nettverkssvitsj eller ekstern strøm for hvert kort, da bærekortet vil ha disse komponentene innebygd.
Velge Raspberry Pi Cluster-programvaren
Å bygge en Raspberry Pi-dataklynge er en morsom og engasjerende prosess, men det er også utfordrende. Å starte enkelt er en god måte å plukke opp det grunnleggende før du prøver mer kompliserte prosjekter. Som sådan anbefales det at du bruker Raspberry Pi OS for hovedkortet ditt og Raspberry Pi OS Lite for nodebrettene dine når du først kommer i gang.
Det er verdt å følge en guide når du først installer Raspberry Pi OS på brettet ditt for å sikre at du ikke går glipp av noen trinn.
Hva kan du bruke en Raspberry Pi-klynge til?
Det er mange forskjellige bruksområder for et Raspberry Pi-klyngebrett, men du er sannsynligvis mest interessert i de du kan bruke hjemme. Det er vel verdt å gjøre litt research selv for å finne måter å få mest mulig ut av Raspberry Pi-klyngen din.
Raspberry Pi CM4 Nettstedshosting
Nettsteder er notorisk utfordrende å være vert for på en enkelt maskin. Mens de fleste nettsteder er lette og kjører raskt når de har en enkelt besøkende, øker arbeidsmengden dramatisk ved å legge til flere besøkende. En Raspberry Pi Compute Module 4-klynge kan dele denne arbeidsmengden mellom hver av dine Pis for å gjøre jobben deres enklere.
WordPress er en god kandidat for denne ideen, og gir deg en gratis CMS-plattform for å bygge nettstedet ditt med. Selvfølgelig kan du også vurdere å bygge din Raspberry Pi-vertsbaserte nettside fra bunnen av.
Raspberry Pi CM4-kort er et godt valg for webhotell, siden du ikke trenger at hvert bord har sine egne I/O-porter for et prosjekt som dette. Å bygge klyngen din på denne måten vil også redusere fotavtrykket.
Raspberry Pi Minecraft Game Server Hosting
Å gi brukere muligheten til å være vert for sine egne servere er en av de viktigste styrkene til spill som Minecraft. Du kan sette dine egne regler og bare la de du vil spille med på serveren din, alt uten å måtte gi penger til en tredjeparts serververtsfirma.
Det er mulig å bygge en Minecraft-server på en Raspberry Pi-klynge ved å bruke Kubernetes og Helm, og du trenger ikke engang de nyeste brettene for å gjøre jobben. Som vist i dette prosjektet på GitHub, kan du bygge en Minecraft-server med så lite som en Raspberry Pi 4 Model B og en håndfull Raspberry Pi 3-er. Jo flere spillere du legger til, jo flere ressurser trenger du, men klyngen din kan enkelt skaleres.
På samme måte kan du også gjør din Raspberry Pi CM4 til en retro spillkonsoll, selv om du ikke trenger en klynge for dette.
Raspberry Pi fildeling og sky
Det har aldri vært enklere å bygge et NAS eller fildelingssystem for hjemmet eller den lille bedriften ved hjelp av en Raspberry Pi-klynge. Verktøy som Samba krever ikke en klynge for å fungere ordentlig, men å ha en klynge på plass vil gjøre deg i stand til å håndtere langt flere dataoverføringer enn det som ville vært mulig på et enkelt RPi-kort.
Du kan bruke alle brett du liker for denne typen prosjekter, selv om Raspberry Pi CM4s og Raspberry Pi 4 Model Bs vil tilby den største båndbredden. Du kan angi ressursbruksgrenser for hver bruker for å sikre at fildelingsklyngen ikke blir fastlåst.
Læring med en Raspberry Pi Compute Cluster
Å bygge din egen Raspberry Pi-dataklynge er en av de beste måtene å lære om serveradministrasjon, superdatamaskiner og en rekke andre emner på. Dette kan hjelpe deg med å forberede deg på en karriere i teknologiverdenen eller til og med bare forbedre DIY-ferdighetene dine, men det vil være verdt innsatsen uansett.