Raspberry Pi klastri loomine on lõbus viis andmetöötluse ja serverisüsteemide sügavamaks mõistmiseks. Aga mis on Raspberry Pi klaster, kuidas seda luua ja milleks saate seda kasutada, kui ehitamine on lõppenud?
Mis on Raspberry Pi klaster?
Veebisaitide hostimine, tihedate andmete analüüsimine ja digitaalse videomaterjali renderdamine on vaid mõned näited arvutustoimingutest, mis nõuavad palju töötlemisvõimsust. Ja nõudlus selle jõu järele aina kasvab.
Selliste ülesannete vajaduste rahuldamiseks piisavalt ressursse saab saavutada kas vertikaalselt või horisontaalselt. Vertikaalseks kasvuks on üks arvuti optimeeritud tootma võimalikult palju töötlemisvõimsust. See vastandub horisontaalsele kasvule, kus süsteemi lisatakse täiendavaid arvuteid.
Raspberry Pi arvutusklastrid on näide horisontaalsest süsteemi optimeerimisest. Üks Raspberry Pi toimib peaüksusena, mis annab juhiseid ülesandeid haldava sõlme Raspberry Pi kogule. Raspberry Pi CM4 klastri seadistusi tuntakse ka kui Brambles. Compute Module 4s asemel võite kasutada standardseid Raspberry Pi 4-sid (või muid mudeleid), kuid CM4 on sujuvam, kui soovite kompaktset ja tõhusat klastrit.
Raspberry Pi CM4 klastri abil saate majutada videomänguservereid, hallata oma koduautomaatikasüsteemi ja palju muud. Aga miks sa tahaksid ehitada RPi klastri?
Miks ehitada Raspberry Pi klaster?
On mitu peamist põhjust, miks võiksite luua Raspberry Pi klastri, selle asemel et osta võimsam arvuti, et see töö teie eest ära teha.
- Stabiilsus ja töökindlus: Raspberry Pi klaster tagab stabiilsuse ja töökindluse, lisades teie süsteemile liiasuse. See tähendab, et tahvli rike ei peata teie klastrit oma radadel, kuna ülesandeid jagavad funktsionaalsed RP-d. Keeruliste arvutusülesannete jaotamine mitmele tahvlile võib samuti pakkuda suuremat stabiilsust kui samade ülesannete käitamine ühel.
- Esitus: Kuigi Raspberry Pi klaster ei anna ühelegi tahvlile rohkem võimsust, võimaldab see siiski parandada teie süsteemi üldist jõudlust. Ülesandeid käsitletakse üheaegselt klastri laudade lõikes, selle asemel, et üks laud peaks tegema kogu raske tõstmise.
- Skaleeritavus: Arvutiklastreid on üldiselt lihtsam üles ja alla skaleerida kui üksikuid masinaid. Saate lisada ja eemaldada RPi-plaate vastavalt oma klastri praegustele vajadustele, ilma kallist riistvara raiskamata.
- Maksumus: Raspberry Pis on laua- ja sülearvutitega võrreldes uskumatult taskukohased. Saate oma klastri jaoks hankida Raspberry Pis komplekti vähem kui ühe arvuti hinna eest, ilma et see piiraks ressursside kättesaadavust.
- Õppimine: Raspberry Pi klastri loomine on hea viis erinevate teemade tundmaõppimiseks. Oma klastriga katsetades saate õppida serverihalduse, andmebaaside haldamise, pilvesalvestuse ja palju muu kohta.
Kuidas ehitada DIY Raspberry Pi klastrit
Raspberry Pi arvutusklastri loomise saab jagada kaheks peamiseks töörühmaks; riist- ja tarkvara. Mõlemat rühma mõjutab klastri eesmärk, mistõttu on enne klastri loomist oluline teada, milleks te oma klastrit kasutate.
Raspberry Pi klastriplaatide valimine
Klastris kasutatavate Raspberry Pi klastriplaatide valimine võib olla segadusttekitav. Need kaks näidet peaksid andma teile parema ülevaate sellest, mida otsida, käsitledes samal ajal ka Raspberry Pi klastrite ulatust tervikuna.
- Koduautomaatika RPi klastrid: alates lambipirnidest kuni välisukse lukuni – peaaegu kõike kaasaegses kodus saab automatiseerida. Raspberry Pis annab suurepäraseid ajusid kodu automatiseerimiseks ja RPi klastri loomine on suurepärane viis kõigi kasutatavate seadmete haldamiseks. Kuigi Raspberry Pi 4 mudel B on sellise seadistuse puhul mõttekas peamise peaplaadina, on nende abil kogu klastri ehitamine tõenäoliselt raiskamine. Näiteks selliseid süsteeme nagu Philips Hue valgustus saab juhtida väiksema võimsusega tahvlite abil. Seetõttu tasub oma koduautomaatikaklastris valida iga Raspberry Pis selle ülesande põhjal, mida nad täidavad.
- Videomänguserveri RPi klastrid: Serverite loomine sellistele mängudele nagu Minecraft on RPi klastri üks levinumaid kasutusviise. Teil on vaja nii palju töötlemisvõimsust, kui sellise rakenduse jaoks saate, kuid te ei vaja iga plaadi jaoks lisafunktsioone, nagu USB-ühendus. See muudab Raspberry Pi CM4 sellisel juhul heaks valikuks. Arvutusmooduli 4 tööks on vaja kandeplaati, kuna sellel pole sisseehitatud sisend-/väljundit, kuid võite leida klastrikandja plaate, mis töötavad hästi mänguserverite jaoks.
Raspberry Pi CM4 on sama võimsusega kui RPi 4, kuid see on loodud sügavalt manustatud süsteemide jaoks ja kasutamiseks kandeplaatidel. Pi CM4-l puudub selle analoogil leiduv sisend/väljund, kuid see on tavaliselt madalama hinnaga, mistõttu on see hea valik paljude klastriprojektide jaoks.
Täiendav Raspberry Pi klastri riistvara
Lisaks klastri jaoks valitud arvutitele on alustamiseks vaja täiendavat riistvara. Plaatide ühendamiseks vajate võrgulülitit, salvestamiseks microSD-kaarte ja välist SSD-d/HDD-d ning kõiki teie projektile omaseid komponente.
Need, kes kasutavad Raspberry Pi CM4 ja klastrikandja plaati, ei vaja iga plaadi jaoks võrgulülitit ega välist toiteallikat, kuna kandeplaadil on need komponendid sisse ehitatud.
Raspberry Pi klastri tarkvara valimine
Raspberry Pi arvutusklastri loomine on lõbus ja kaasahaarav protsess, kuid samas ka väljakutseid pakkuv. Lihtsa alustamine on hea viis põhitõdede selgeks saamiseks enne keerulisemate projektide proovimist. Seetõttu on esmakordsel alustamisel soovitatav kasutada peapaneeli jaoks Raspberry Pi OS-i ja sõlmeplaatide jaoks Raspberry Pi OS Lite'i.
Esialgu tasub järgida juhendit installige Raspberry Pi OS tahvlil, et te ei jätaks ühtegi sammu vahele.
Milleks saate Raspberry Pi klastrit kasutada?
Raspberry Pi klastriplaadi jaoks on palju erinevaid kasutusjuhtumeid, kuid tõenäoliselt huvitavad teid kõige rohkem need, mida saate kodus kasutada. Tasub enda jaoks veidi uurida, et leida viise, kuidas oma Raspberry Pi klastrist maksimumi võtta.
Raspberry Pi CM4 veebisaidi hostimine
Veebisaitide hostimine ühes masinas on kurikuulsalt keeruline. Kuigi enamik veebisaite on kerged ja töötavad kiiresti, kui neil on üks külastaja, suurendab külastajate arvu lisamine töökoormust märkimisväärselt. Raspberry Pi Compute Module 4 klaster võib jagada selle töökoormuse iga teie pisi vahel, et nende tööd lihtsamaks muuta.
WordPress on selle idee jaoks suurepärane kandidaat, pakkudes teile veebisaidi loomiseks tasuta CMS-i platvormi. Muidugi võiksite kaaluda ka oma Raspberry Pi hostitud veebisaidi nullist ülesehitamist.
Raspberry Pi CM4 plaadid on hea valik veebisaitide majutamiseks, kuna sellise projekti jaoks ei pea igal plaadil olema oma I/O-pordid. Niimoodi klastri ehitamine vähendab ka selle jalajälge.
Raspberry Pi Minecrafti mänguserveri hostimine
Kasutajatele oma serverite hostimise võimaluse andmine on selliste mängude nagu Minecraft üks peamisi tugevusi. Saate määrata oma reeglid ja lubada oma serverisse ainult need inimesed, kellega soovite mängida, ilma et peaksite kolmanda osapoole serverimajutusettevõttele raha andma.
Kubernetese ja Helmi abil on võimalik ehitada Minecrafti server Raspberry Pi klastris ning selle töö tegemiseks pole vaja isegi uusimaid tahvleid. Nagu näidatud see projekt GitHubis, saate Minecrafti serveri ehitada nii vähese kui Raspberry Pi 4 mudeli B ja peotäie Raspberry Pi 3-ga. Mida rohkem mängijaid lisate, seda rohkem ressursse vajate, kuid teie klastrit saab hõlpsasti skaleerida.
Sarnasel viisil saate ka muuda oma Raspberry Pi CM4 retromängukonsooliks, kuigi selleks pole klastrit vaja.
Raspberry Pi failijagamine ja pilv
NAS-i või failijagamissüsteemi loomine kodu või väikeettevõtte jaoks pole Raspberry Pi klastri abil kunagi olnud lihtsam. Sellised tööriistad nagu Samba ei vaja korralikult töötamiseks klastrit, kuid klastri olemasolu võimaldab teil hallata palju rohkem andmeedastusi, kui oleks võimalik ühel RPi-plaadil.
Seda tüüpi projektide jaoks saate kasutada mis tahes plaate, mis teile meeldivad, kuigi Raspberry Pi CM4s ja Raspberry Pi 4 Model Bs pakuvad suurimat ribalaiust. Saate määrata igale kasutajale ressursikasutuse piirangud, et teie failijagamisklaster ei takerduks.
Raspberry Pi arvutusklastri abil õppimine
Oma Raspberry Pi arvutusklastri loomine on üks parimaid viise serverihalduse, superarvutite ja paljude muude teemade tundmaõppimiseks. See võib aidata teid ette valmistada karjääriks tehnikamaailmas või isegi lihtsalt parandada oma isetegemisoskusi, kuid see on igal juhul pingutust väärt.
