Um Raspberry Pi é uma placa de minicomputador à qual você pode conectar um monitor, mouse e teclado e instalar um sistema operacional baseado em Linux com uma GUI. Ou você pode usá-lo no modo “headless” sem GUI e executar, por exemplo, um servidor de banco de dados. Existem   que você pode dar a um Raspberry Pi - desde a construção de um servidor Minecraft até espelhos inteligentes, as possibilidades são infinitas.  muitos usos  Desde que comecei a descobrir o MariaDB e aprendi sobre clusters de banco de dados,   e   , a ideia de construir um cluster Raspberry Pi estava na minha cabeça. Um cluster como esse é uma ótima maneira de experimentar sistemas distribuídos. SQL distribuído Xpand  Neste artigo, mostrarei como criar um cluster Raspberry Pi com:  8 nós  32 núcleos  64GB de RAM  2 TB de armazenamento  O que você precisa  Se você deseja construir seu próprio cluster, não precisa comprar 8 dispositivos Raspberry Pi. Mesmo um dispositivo é suficiente para aprender coisas. As instruções neste artigo são úteis mesmo se você planeja configurar apenas um   Meu conselho, no entanto, é ter pelo menos três dispositivos para construir seu cluster se você realmente deseja aumentar suas habilidades em administração   ,   ,   ,   ,   de dados… o que você quiser!  Raspberry Pi. Linux Ansible Docker Kubernetes clusters de banco  Com isso em mente, substitua 8 por qualquer que seja o seu número. Faça o mesmo com as especificações dos dispositivos Raspberry Pi se você tiver modelos diferentes com menos ou mais RAM ou armazenamento. Aqui está o que eu usei:  8 x   (8 GB RAM) Raspberry Pi 4 Modelo B  1 x   (10 portas) carregador de mesa Anker 60W  8 x   (5A, 40W, 23cm) Cabo USB tipo C curto  8 x   (256 GB) cartão MicroSD  2 x   (4 camadas com ventilador de refrigeração) caixa de cluster Raspberry Pi  Adapte as quantidades à sua configuração. Você pode obter uma ou mais   se tiver poucos dispositivos (digamos, 1 ou 2) ou um carregador multi-USB. Se você for com um carregador multi-USB, certifique-se de que cada porta pode fornecer pelo menos 2,4 am (5 V). Escolha cartões microSD que atendam às suas metas e orçamento também. Eu recomendo usar cartões SD de pelo menos 32 GB. fontes de alimentação Raspberry Pi  No lado dos cabos e do gabinete, escolha qualquer coisa que acomode sua configuração. Você não precisa necessariamente de ventiladores de resfriamento, mas eu os recomendo se planeja deixar seus dispositivos ligados por períodos prolongados.  Também recomendo obter todos os ingredientes antes de começar a “cozinhar”, especialmente se você quiser usar vários dispositivos Raspberry Pi.  Instalando o Raspberry Pi OS (sem cabeça)  O sistema operacional (SO) que usaremos é   , um sistema operacional baseado em Debian otimizado para placas Raspberry Pi. O Raspberry Pi OS é instalado nos cartões microSD usando seu computador. Mais tarde, você conecta esses cartões microSD aos seus dispositivos Raspberry Pi e os inicializa. o Raspberry Pi OS  Obtenha todos os cartões microSD e caixas Raspberry Pi em sua mesa. Você precisará de um adaptador de cartão SD (eles geralmente vêm com cartões microSD) ou um leitor USB de cartão SD se o seu computador de trabalho não tiver um slot para cartões SD. Traga um Sharpie também.  Baixe o aplicativo   e instale-o em seu computador. Pegue um cartão microSD e conecte-o ao seu computador. Abra o aplicativo Raspberry Pi Imager e clique em   . Na lista, clique em   e selecione   se seus dispositivos Raspberry Pi forem de 64 bits ou   , caso contrário:  Raspberry Pi Imager ESCOLHER SO Raspberry Pi OS (outros) Raspberry Pi OS Lite (64 bits) Raspberry Pi OS Lite (32 bits)  Clique em   e selecione o cartão microSD. Verifique novamente se você selecionou a unidade correta e clique no ícone de “engrenagem” (opções avançadas). Para o nome do host, use   ou algo semelhante. Você estará nomeando os dispositivos como   ,   ,   , etc. ESCOLHER ARMAZENAMENTO rpi01 rpi01 rp02 rp03  Marque as opções   e   . Defina um nome de usuário (deixarei o   padrão) e defina uma senha segura. Ativar SSH Usar autenticação de senha pi  Marque a opção   e digite o nome e a senha da sua conexão WiFi. Defina suas configurações de localidade também. Configurar LAN sem fio  Como temos que fazer isso uma vez com cada cartão microSD, certifique-se de definir o campo Opções de   para:   . Assim as configurações serão salvas, e o processo será mais fácil para os próximos cartões:  personalização de imagem sempre usar  Agora, você pode clicar em   e depois   para iniciar o processo. Depois de concluído, ejete o cartão e conecte-o a um dos dispositivos Raspberry Pi, coloque-o de volta em sua caixa e marque a caixa com o número   . Repita este processo para todos os dispositivos. SALVAR ESCREVER 01  Montando o Cluster  Dependendo do tipo de caso de cluster que você possui, o processo de montagem pode variar. Siga as instruções que acompanham o seu estojo ou procure fotos online para ter uma ideia clara de como os dispositivos devem ser colocados nas camadas.   Eu recomendo olhar para frente para decidir quais peças montar primeiro. Por exemplo, com o gabinete que escolhi, tive que instalar os ventiladores de resfriamento antes de montar os dispositivos Raspberry Pi nas camadas.  Depois de montar um Raspberry Pi, use um Sharpie para escrever seu número na camada. Isso o ajudará no futuro se você precisar retirar um cartão microSD para reconfiguração ou qualquer outra tarefa administrativa que envolva tocar no hardware.   Depois de montar todos os dispositivos, conecte os cabos USB aos dispositivos Raspberry Pi e ao carregador multi-USB. Você pode opcionalmente usar   e um   em vez do carregador USB, se preferir, mas deixarei isso para você explorar; definitivamente vale a pena conferir. Power over Ethernet switch de rede  Você pode ter o carregador (ou comutador de rede, se quiser) ao lado do rack Raspberry Pi ou conectado a ele. Usei elásticos para manter o carregador preso na lateral do estojo. Funcionou bem.  Com os cabos USB conectados, você está pronto para iniciar todos os minicomputadores! Conecte o carregador e ligue-o. Dependendo dos modelos de Raspberry Pi que você usa, eles podem levar algum tempo para inicializar, então seja paciente. Enquanto isso, aproveite os LEDs piscando e os ventiladores ligando.   Conexão via SSH  Se tudo correr bem, você poderá acessar os dispositivos Raspberry Pi por meio do SSH. Experimente executando o seguinte no seu computador:   ssh pi@rpi01.local  Apresente sua senha e responda   para adicionar o dispositivo à lista de hosts conhecidos. Parabéns! Seu cluster está ativo agora.  sim  Você pode querer executar comandos para verificar as informações de hardware. Por exemplo:    : Informações sobre a arquitetura da CPU lscpu    : Uso do espaço em disco do sistema de arquivos df -H    : informações de partição sudo fdisk -l    : Quantidade de RAM usada, livre e total free -m    : informações do kernel do Linux cat /proc/version  Configuração manual com raspi-config  Se você tiver um Raspberry Pi, poderá se conectar a ele por meio de SSH conforme descrito acima e usar o programa utilitário   para definir várias configurações. Você pode modificar a conexão WiFi (   ), alterar o nome do host (   ) e a senha do usuário (   ) e expandir o sistema de arquivos (   ), entre muitas outras coisas.  raspi-config S1 S4 S3 A1  Configuração automatizada com Ansible  Se você tiver mais de um Raspberry Pi em seu cluster, convém automatizar o processo de configuração usando uma ferramenta como   . Com o Ansible, você pode executar um comando em várias máquinas sem precisar realizar tarefas repetitivas. Por exemplo, digamos que queremos expandir o sistema de arquivos em cada Raspberry Pi. Isso pode ser feito a partir da linha de comando da seguinte maneira: Ansible   sudo raspi-config --expand-rootfs  Sem a automação, você teria que fazer SSH para   , executar o comando acima e encerrar a sessão SSH. Você teria que repetir todas essas etapas para   ,   ,   e assim por diante. Em vez disso, você pode simplesmente dizer ao Ansible para executar o comando para você em todas as máquinas. Vamos ver como fazer isso. rpi01.local rpi02.local pr03.local rp04.local  Você precisa instalar o Ansible em um   conectado à sua rede local. Pode ser um dos dispositivos Raspberry Pi, seu laptop de trabalho ou qualquer outra máquina, desde que execute um sistema operacional baseado em Unix, como Linux ou macOS. nó de controle  Acontece que tenho um laptop antigo que   conectado à minha rede, então usei-o como nó de controle (mostrei como instalar um banco de dados com replicação nos dispositivos Raspberry Pi em um artigo futuro). reaproveitei como um banco de dados dedicado  Não vou passar pelas instruções de instalação do Ansible, pois o processo é diferente em diferentes sistemas operacionais. Verifique a   e instale-a em seu laptop ou em qualquer dispositivo que você deseja atribuir como nó de controle. documentação oficial  Antes de começar, recomendo gerar um arquivo de configuração de exemplo que você pode ajustar posteriormente como desejar:   sudo su ansible-config init --disabled -t all > /etc/ansible/ansible.cfg exit  Nesse arquivo, desative a verificação da chave do host para simplificar o processo. Não faça isso em ambientes de produção! Altere a seguinte linha:   ;host_key_checking=True  para isso:   host_key_checking=False  Em seguida, você precisa definir um inventário. Esta é uma lista de máquinas que você deseja controlar com o Ansible. O inventário é definido no arquivo   . Por exemplo, você pode adicionar as seguintes máquinas ao inventário usando seus endereços IP ou nomes de host: /etc/ansible/hosts   [mymachines] foo.example.com bar.example.com 192.0.2.50 192.0.2.51  Se as máquinas tiverem algum tipo de padrão em seus endereços IP ou nomes de host, você pode usar intervalos como alternativa. Isso é o que você pode fazer com seus dispositivos Raspberry Pi. Edite o arquivo   adicionando o seguinte ao final: /etc/ansible/hosts   [rpis] rpi[01-08].local  Altere o padrão para corresponder aos seus nomes de host e números. Isso é equivalente a:   [rpis] rpi01.local rpi02.local rpi03.local rpi04.local rpi05.local rpi06.local rpi07.local rpi08.local  Neste inventário,   é um nome arbitrário que você pode usar para se referir a todos os dispositivos Raspberry Pi ao executar comandos neles usando o Ansible. rpis  Você precisa configurar o nome de usuário SSH que o Ansible usará ao se conectar às máquinas. Adicione o seguinte ao arquivo   : /etc/ansible/hosts   [rpis:vars] ansible_user=pi  Hora de controlar as máquinas. Um bom começo é   -los: pingá   ansible rpis -m ping --ask-pass  Digite a senha SSH. Você deve ver na saída como o “ping” é respondido por um “pong” para cada máquina (estou mostrando apenas uma aqui):   rpi01.local | SUCCESS => {  "ansible_facts": {    "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python3"  },  "changed": false,  "ping": "pong" }  Vamos voltar para a expansão do sistema de arquivos (embora eu ache que hoje em dia isso não seja mais necessário, deixe-me saber nos comentários se você puder confirmar isso). Para executar esta ação em todas as máquinas, execute:   ansible rpis -m shell -a "raspi-config --expand-rootfs" --become --ask-pass  E simples assim, todos os seus dispositivos Raspberry Pi possuem um sistema de arquivos expandido. Este é um bom momento para atualizar o sistema em todas as máquinas:   ansible rpis -m shell -a "apt update -y" --become --ask-pass ansible rpis -m shell -a "apt upgrade -y" --become --ask-pass  Você pode reiniciar todos os dispositivos da seguinte maneira:   ansible rpis -m shell -a "reboot" --become --ask-pass  E quando terminar e quiser desligar todas as máquinas com segurança, basta executar:   ansible rpis -m shell -a "poweroff" --become --ask-pass  Qual é o próximo?  Este é apenas o começo. Agora você tem um cluster de pequenos computadores prontos para serem controlados pelo Ansible. Você pode tentar configurar qualquer tipo de software de servidor, incluindo servidores web ou bancos de dados (   ). Também há muito mais sobre o Ansible. veja este exemplo  Eu apenas arranhei a superfície aqui usando   , mas você pode, por exemplo, criar   que contenham o estado em que deseja que seu cluster esteja. Explore a   e divirta-se! comandos ad-hoc playbooks documentação   Também publicado  aqui

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Como construir um cluster Raspberry Pi de 32 núcleos a partir do zero

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