At bygge en Raspberry Pi-klynge er en sjov måde at få en dybere forståelse af computer- og serversystemer på. Men hvad er en Raspberry Pi-klynge, hvordan opretter du en, og hvad kan du bruge den til, når først opbygningen er færdig?
Hvad er en Raspberry Pi-klynge?
Hosting af websteder, analyse af tætte data og gengivelse af digitale videooptagelser er blot nogle få eksempler på computeropgaver, der kræver meget processorkraft. Og efterspørgslen efter denne kraft vokser altid.
Tilvejebringelse af tilstrækkelige ressourcer til at opfylde behovene for opgaver som disse kan opnås enten vertikalt eller horisontalt. Til vertikal vækst er en enkelt computer optimeret til at producere så meget processorkraft som muligt. Dette står i kontrast til horisontal vækst, hvor yderligere computere er tilføjet systemet.
Raspberry Pi computerklynger er et eksempel på horisontal systemoptimering. One Raspberry Pi fungerer som en hovedenhed, der giver instruktioner til en samling af node Raspberry Pis, der håndterer opgaver. Raspberry Pi CM4-klyngeopsætninger er også kendt som Brambles. I stedet for Compute Module 4s kan du bruge standard Raspberry Pi 4s (eller andre modeller), men CM4 er mere strømlinet, hvis du vil have en kompakt, effektiv klynge.
Du kan bruge en Raspberry Pi CM4-klynge til at hoste videospilservere, administrere dit hjemmeautomatiseringssystem og meget mere. Men hvorfor vil du bygge en RPi-klynge?
Hvorfor bygge en Raspberry Pi-klynge?
Der er flere vigtige grunde til, at du måske ønsker at bygge en Raspberry Pi-klynge i stedet for at købe en mere kraftfuld computer til at gøre jobbet for dig.
- Stabilitet og pålidelighed: En Raspberry Pi-klynge giver stabilitet og pålidelighed ved at tilføje redundans til dit system. Dette betyder, at en boardfejl ikke vil stoppe din klynge i dens spor, med opgaver, der deles af de funktionelle RP'er. Spredning af komplekse computeropgaver på tværs af flere boards kan også tilbyde større stabilitet end at køre de samme opgaver på én.
- Ydeevne: Selvom en Raspberry Pi-klynge ikke giver et enkelt bord mere strøm, gør det det stadig muligt at forbedre dit systems overordnede ydeevne. Opgaver håndteres samtidigt på tværs af brædderne i klyngen, frem for at én bestyrelse skal udføre alle de tunge løft.
- Skalerbarhed: Computerklynger er generelt nemmere at skalere op og ned end enkelte maskiner. Du kan tilføje og fjerne RPi-kort, så de passer til din klynges nuværende behov, alt sammen uden at spilde dyrt hardware.
- Koste: Raspberry Pis er utroligt overkommelige sammenlignet med stationære pc'er og bærbare computere. Du kan få fingrene i et sæt Raspberry Pis til din klynge til mindre end prisen for en enkelt pc, alt sammen uden at gå på kompromis med ressourcetilgængeligheden.
- Læring: At bygge en Raspberry Pi-klynge er en god måde at lære om en række forskellige emner. Du kan lære om serverstyring, databasehåndtering, cloud storage og meget mere ved at eksperimentere med din egen klynge.
Sådan bygger du en DIY Raspberry Pi-klynge
Opbygning af en Raspberry Pi computerklynge kan opdeles i to hovedopgavegrupper; hardware og software. Begge disse grupper er påvirket af det formål, du har i tankerne med din klynge, hvilket gør det afgørende at vide, hvad du vil bruge din klynge til, før du bygger den.
Valg af dine Raspberry Pi Cluster Boards
Det kan være forvirrende at vælge de Raspberry Pi-klyngekort, du vil bruge til din klynge. Disse to eksempler skulle give dig en bedre idé om, hvad du skal kigge efter, samtidig med at de behandler omfanget af Raspberry Pi-klynger i det hele taget.
- Home Automation RPi-klynger: Lige fra dine elpærer til låsen på din hoveddør kan næsten alt i et moderne hjem automatiseres. Raspberry Pis er gode hjerner til hjemmeautomatisering, og at bygge en RPi-klynge er en fantastisk måde at håndtere hver af de enheder, du bruger. Mens en Raspberry Pi 4 Model B giver mening som det vigtigste "hoved" bord i denne slags opsætning, er det sandsynligvis spild at bygge hele klyngen ved hjælp af dem. For eksempel kan systemer som Philips Hue-belysning styres ved hjælp af kort med lavere effekt. Dette gør det værd at vælge hver af Raspberry Pis i din hjemmeautomatiseringsklynge baseret på den opgave, de skal udføre.
- Video Game Server RPi-klynger: At bygge servere til spil som Minecraft er en af de mest almindelige anvendelser for en RPi-klynge. Du har brug for så meget processorkraft, som du kan få for et program som dette, men du behøver ikke ekstra funktioner som USB-tilslutning til hvert kort. Dette gør Raspberry Pi CM4 til et godt valg i dette tilfælde. Compute Module 4 kræver et bærekort for at fungere, da det ikke har nogen indbygget I/O, men du kan finde klyngebærerkort, der fungerer godt til spilservere.
Raspberry Pi CM4 pakker den samme kraft som en RPi 4, men er lavet til dybt indlejrede systemer og brug på carrier boards. Pi CM4 mangler den indbyggede I/O, der findes på sin modpart, men den kommer normalt til en lavere pris, hvilket gør den til et godt valg til mange klyngeprojekter.
Yderligere Raspberry Pi Cluster Hardware
Ud over de computere, du vælger til din klynge, kræves der noget ekstra hardware for at komme i gang. Du skal bruge en netværksswitch til at forbinde dine boards sammen, microSD-kort og en ekstern SSD/HDD til opbevaring og eventuelle komponenter, der er specifikke for dit projekt.
Dem, der bruger Raspberry Pi CM4 og et klyngebærerkort, behøver ikke en netværksswitch eller ekstern strøm til hvert kort, da bærekortet vil have disse komponenter indbygget.
Valg af din Raspberry Pi Cluster Software
At bygge en Raspberry Pi computerklynge er en sjov og engagerende proces, men det er også udfordrende. At starte simpelt er en god måde at samle det grundlæggende op, før du prøver mere komplicerede projekter. Som sådan anbefales det, at du bruger Raspberry Pi OS til dit hovedplade og Raspberry Pi OS Lite til dine nodeboards, når du først går i gang.
Det er værd at følge en guide, når du først Installer Raspberry Pi OS på dit bord for at sikre, at du ikke går glip af nogen trin.
Hvad kan du bruge en Raspberry Pi-klynge til?
Der er masser af forskellige anvendelsesmuligheder til et Raspberry Pi-klyngekort, men du er nok mest interesseret i dem, du kan bruge derhjemme. Det er værd at gøre noget research for dig selv for at finde måder at få mest muligt ud af din Raspberry Pi-klynge.
Raspberry Pi CM4 Webstedshosting
Websites er notorisk udfordrende at hoste på en enkelt maskine. Mens de fleste websteder er lette og kører hurtigt, når de har en enkelt besøgende, øger tilføjelse af flere besøgende arbejdsbyrden dramatisk. En Raspberry Pi Compute Module 4-klynge kan opdele denne arbejdsbyrde mellem hver af dine Pis for at gøre deres arbejde lettere.
WordPress er en god kandidat til denne idé, og giver dig en gratis CMS-platform til at bygge din hjemmeside med. Du kan selvfølgelig også overveje at bygge dit Raspberry Pi-hostede websted fra bunden.
Raspberry Pi CM4 boards er et godt valg til webstedshosting, da du ikke behøver at hvert board har sine egne I/O-porte til et projekt som dette. At bygge din klynge på denne måde vil også reducere dens fodaftryk.
Raspberry Pi Minecraft Game Server Hosting
At give brugerne muligheden for at hoste deres egne servere er en af de vigtigste styrker ved spil som Minecraft. Du kan indstille dine egne regler og kun tillade de personer, du vil spille med, på din server, alt sammen uden at skulle give penge til et tredjeparts serverhostingfirma.
Det er muligt at bygge en Minecraft-server på en Raspberry Pi-klynge ved hjælp af Kubernetes og Helm, og du behøver ikke engang de nyeste boards for at udføre jobbet. Som vist i dette projekt på GitHub, kan du bygge en Minecraft-server med så lidt som en Raspberry Pi 4 Model B og en håndfuld Raspberry Pi 3s. Jo flere spillere du tilføjer, jo flere ressourcer har du brug for, men din klynge kan nemt skaleres.
På samme måde kan du også forvandl din Raspberry Pi CM4 til en retro-spilkonsol, selvom du ikke behøver en klynge til dette.
Raspberry Pi fildeling og sky
Det har aldrig været nemmere at bygge en NAS eller et fildelingssystem til dit hjem eller din lille virksomhed ved hjælp af en Raspberry Pi-klynge. Værktøjer som Samba kræver ikke en klynge for at fungere korrekt, men at have en klynge på plads vil gøre dig i stand til at håndtere langt flere dataoverførsler, end det ville være muligt på et enkelt RPi-kort.
Du kan bruge alle boards, du kan lide, til denne type projekt, selvom Raspberry Pi CM4s og Raspberry Pi 4 Model Bs vil tilbyde den største båndbredde. Du kan angive ressourceforbrugsgrænser til hver bruger for at sikre, at din fildelingsklynge ikke hænger fast.
Lær med en Raspberry Pi Compute Cluster
At bygge din egen Raspberry Pi computerklynge er en af de bedste måder at lære om serverstyring, supercomputere og en række andre emner på. Dette kan hjælpe med at forberede dig til en karriere i teknologiens verden eller endda bare forbedre dine gør-det-selv-færdigheder, men det vil være besværet værd på begge måder.