- تثبيت وتحسين Docker و Docker Compose على لوحات SBC.
- تكوين الشبكة المتقدم باستخدام نقاط الاتصال اللاسلكية وإدارة DNS/DHCP.
- تنفيذ تنسيق الحاويات باستخدام Docker Swarm.
- إدارة مركزية للمجموعات من خلال واجهة Portainer.
هل فكرت يومًا في امتلاك مركز بيانات مصغر خاص بك دون إنفاق ثروة على أجهزة احترافية؟ حسنًا، يعد إنشاء مجموعة باستخدام Raspberry Pi وDocker الطريقة الأكثر متعة والأرخص للدخول إلى عالم تنسيق الحاويات والحوسبة الموزعة، وهو مثالي للتجربة في المنزل مع المشاريع التي تتطلب عادةً خوادم باهظة الثمن.
تكمن روعة هذا الإعداد في إمكانية استخدام لوحات صغيرة مثل Raspberry Pi أو حتى حواسيب أحادية اللوحة أخرى مثل Orange Pi أو Banana Pi لإنشاء بيئة تتشارك فيها التطبيقات عبء العمل. إنه مشروع مثالي لتعلم مبادئ التوافر العالي وقابلية التوسع دون الخوف من تعطيل أي شيء بالغ الأهمية، لأن كل شيء يتم على شبكتك المحلية.
تجهيز الأرض والمعدات
للبدء بشكل صحيح، يُفضّل استخدام إصدارات خفيفة من أنظمة التشغيل، مثل Raspbian Lite أو Armbian (في حالة Orange Pi)، لأننا لا نحتاج إلى واجهة رسومية ونريد تخصيص كل ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي للمعالجة. ومن الحيل المفيدة جدًا تثبيت الصور باستخدام Etcher لتجنب أخطاء الكتابة على بطاقات microSD.
إذا كنت لا ترغب في مواجهة صعوبة في استخدام شاشات ولوحات مفاتيح USB لكل لوحة أم، فيمكنك استخدام محول. محول USB إلى منفذ تسلسلي متصل بدبابيس RX و TX. تهيئة الملف config.txt إضافة قسم التمهيد enable_uart=1يمكنك إدارة كل شيء من خلال وحدة تحكم تسلسلية باستخدام برامج مثل PuTTY على نظام التشغيل Windows أو Minicom على نظام التشغيل Linux، وهو أكثر راحة بدلاً من الاضطرار إلى تغيير كابلات HDMI.
تحسين النظام والشبكة
قبل تثبيت Docker، يُنصح بتجهيز نظامك. من الضروري تحديث كل شيء باستخدام sudo apt update y sudo apt upgrade -yلتوفير الموارد، يمكنك تحديد الذاكرة المخصصة للفيديو في ملف التكوين عن طريق ضبط gpu_mem=16لذلك سمحنا معظم ذاكرة الوصول العشوائي يُستخدم في صناعة الحاويات.
فيما يتعلق بالشبكة، إذا كنت تريد أن يعمل جهاز Raspberry Pi الخاص بك كعقدة رئيسية ويدير العقد الأخرى، فيمكنك استبدال المدير. dhcpcd بواسطة مدير الشبكةوهو أكثر قوة بكثير. لإنشاء شبكتك الخاصة للمجموعة، يمكنك تثبيت dnsmasq لإدارة بروتوكول DHCP ونظام أسماء النطاقات (DNS)، و hostapd لتحويل باي إلى نقطة وصول WiFi (نقطة اتصال) حيث تتصل العقد الأخرى.
تثبيت Docker و Docker Compose
يُعد تثبيت Docker على Raspberry Pi 4 أمرًا في غاية السهولة بفضل الدعم الرسمي. وأسرع طريقة هي تشغيل برنامج التثبيت التلقائي باستخدام سطر الأوامر. curl والذي يقوم بتنزيل وتكوين محرك Docker بالكامل. لتجنب الحاجة إلى كتابة sudo يوصى باستخدامه في كل أمر أضف المستخدم إلى مجموعة Docker، على الرغم من أنه يجب عليك توخي الحذر فيما يتعلق بالأمان لأن هذا يمنح امتيازات مرتفعة.
بمجرد تركيب المحرك، من الضروري إضافة دوكر يؤلفمما يسمح لنا بتعريف تطبيقات متعددة الحاويات باستخدام ملف YAML. ويمكن تثبيته بسهولة عبر pipمدير حزم بايثون. للتحقق من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح، ما عليك سوى تشغيل صورة hello-world وتحقق من أن الحاوية تعمل بشكل صحيح.
التنسيق باستخدام Docker Swarm
بعد تثبيت Docker على جميع لوحاتك، حان الوقت لدمجها في مجموعة Docker Swarm . Swarm هي أداة Docker الأصلية لتحويل مجموعة من العُقد إلى مورد افتراضي واحد. ما عليك سوى تشغيل وضع Swarm على العقدة الرئيسية، ثم ضم عُقد العمل باستخدام رمز الأمان المُقدّم.
لإدارة عملية النشر هذه بالكامل بشكل مرئي ودون الحاجة إلى التعامل مع سطر الأوامر، يُنصح بشدة بتثبيت Portainer لإدارة حاويات Docker . توفر هذه الأداة واجهة ويب يمكنك من خلالها عرض حالة الخدمات والعُقد النشطة وإدارة الحاويات ببضع نقرات فقط، مما يجعل إدارة المجموعة أكثر سهولة وبديهية.
حيل متقدمة واتصال متطور
إذا كنت تعمل في بيئة ذات قيود أو حظر على الشبكة، يمكنك إعداد نفق OpenVPN على العقدة الرئيسية. يسمح هذا لجميع بيانات المجموعة بالوصول إلى الإنترنت عبر VPN، متجاوزًا الخوادم الوكيلة وجدران الحماية. لإدارة حركة البيانات بين شبكات Swarm وشبكتك المحلية، تساعد أدوات مثل Firehol في إنشاء قواعد iptables بطريقة أكثر سهولة ووضوحًا.
من التفاصيل المهمة الأخرى وقت النظام. بما أن أجهزة Raspberry Pi لا تحتوي على ساعة توقيت حقيقية (RTC)، فإنها تفقد التاريخ عند إيقاف تشغيلها. يُنصح بتثبيت وحدة RTC فعلية (مثل DS3231) أو إعداد خادم NTP على الشبكة المحلية لضمان مزامنة جميع الأجهزة، وهو أمر بالغ الأهمية لعمل السجلات وشهادات الأمان بشكل صحيح.
إن إنشاء نظام بيئي من هذا النوع يسمح لك بتحويل عدد قليل من اللوحات البسيطة إلى أداة تعليمية قوية حيث يمكنك نشر كل شيء بدءًا من خوادم الويب وحتى أنظمة الحوسبة الموزعة، ودمج إدارة الشبكة وأمن الأنفاق وتنسيق الحاويات في بيئة واحدة خاضعة للتحكم.
