- Installation og optimering af Docker og Docker Compose på SBC-boards.
- Avanceret netværkskonfiguration ved hjælp af hotspots og DNS/DHCP-administration.
- Implementering af containerorkestrering ved hjælp af Docker Swarm.
- Centraliseret klyngestyring via Portainer-grænsefladen.
Har du nogensinde overvejet at have dit eget miniature-datacenter uden at bruge en formue på professionel hardware? At oprette en klynge med Raspberry Pi og Docker er den sjoveste og billigste måde at komme ind i verdenen af containerorkestrering og distribueret databehandling, ideel til at eksperimentere derhjemme med projekter, der normalt ville kræve meget dyre servere.
Det smukke ved denne opsætning er, at du kan bruge små printkort som Raspberry Pi eller endda andre single-board computere (SBC'er) som Orange Pi eller Banana Pi til at skabe et miljø, hvor applikationer deler arbejdsbyrden. Det er et perfekt projekt til at lære om høj tilgængelighed og skalerbarhed uden frygt for at ødelægge noget kritisk, da alt sker på dit eget lokale netværk.
Forberedelse af jorden og hardwaren
For at komme godt i gang er det ideelt at bruge letvægtsversioner af operativsystemer, såsom Raspbian Lite eller Armbian (i tilfældet med Orange Pi), da vi ikke har brug for en grafisk brugerflade og ønsker at dedikere hver en megabyte RAM til behandling. Et meget nyttigt trick er at flashe billederne ved hjælp af Etcher for at undgå skrivefejl på microSD-kortene.
Hvis du ikke vil have problemer med USB-skærme og tastaturer til hvert bundkort, kan du bruge en adapter. USB til seriel forbundet til RX- og TX-benene. Konfiguration af filen config.txt i bootpartitionen tilføjer enable_uart=1Du kan styre alt via en seriel konsol ved hjælp af programmer som PuTTY på Windows eller Minicom på Linux, hvilket er meget mere behagelig end at skulle skifte HDMI-kabler.
System- og netværksoptimering
Før du installerer Docker, anbefales det at gøre dit system klar. Det er vigtigt at opdatere alt med sudo apt update y sudo apt upgrade -yFor at spare ressourcer kan du begrænse den hukommelse, der er dedikeret til video i konfigurationsfilen, ved at indstille gpu_mem=16så vi lader det meste af RAM'en Det bruges til containere.
Med hensyn til netværket, hvis du vil have din Raspberry Pi til at fungere som masternode og administrere de andre, kan du erstatte manageren. dhcpcd af Netværksmanagerhvilket er meget mere robust. For at oprette dit eget netværk til klyngen kan du installere dnsmasq at administrere DHCP og DNS, og hostapd at omdanne Pi til en WiFi-adgangspunkt (hotspot), hvor de andre noder forbinder sig.
Installation af Docker og Docker Compose
Det er super nemt at installere Docker på en Raspberry Pi 4, fordi den har officiel support. Den hurtigste metode er at køre det automatiske installationsscript ved hjælp af en kommando. curl som downloader og konfigurerer hele Docker-motoren. For at undgå at skulle skrive sudo i hver kommando anbefales det tilføj brugeren til Docker-gruppen, selvom du skal være forsigtig med sikkerheden, da dette giver forhøjede rettigheder.
Når motoren er installeret, er det vigtigt at tilføje Docker komponerehvilket giver os mulighed for at definere multi-container applikationer ved hjælp af en YAML-fil. Det kan nemt installeres via pip, Python-pakkehåndteringen. For at bekræfte, at alt fungerer korrekt, skal du blot starte billedet af hello-world og verificer at containeren kører korrekt.
Orkestrering med Docker Swarm
Når du har Docker installeret på alle dine boards, er det tid til at samle dem i en Docker Swarm-klynge . Swarm er Dockers native værktøj til at omdanne en gruppe noder til en enkelt virtuel ressource. Du skal blot starte Swarm-tilstand på masternoden og derefter tilslutte dig arbejdsnoderne ved hjælp af den medfølgende sikkerhedstoken.
For at administrere hele denne implementering visuelt og uden at sidde fast i terminalen, anbefales det kraftigt at installere Portainer til at administrere dine Docker-containere . Dette værktøj tilbyder en webgrænseflade, hvor du kan se status for tjenester, aktive noder og administrere containere med blot et par klik, hvilket gør klyngeadministration meget mere intuitiv.
Avancerede tricks og tilslutningsmuligheder
Hvis du befinder dig i et miljø med netværksrestriktioner eller blokeringer, kan du oprette en OpenVPN- tunnel på masternoden. Dette giver al klyngetrafik mulighed for at nå internettet via VPN'en og omgå proxyer og firewalls. For at administrere trafik mellem Swarm-netværkene og dit lokale netværk hjælper værktøjer som Firehol med at oprette iptables-regler på en mere brugervenlig og ligetil måde.
En anden vigtig detalje er systemtiden. Da Raspberry Pi'er ikke har et realtidsur (RTC), mister de datoen, når de slukkes. Ideelt set bør du installere et fysisk RTC-modul (f.eks. DS3231) eller konfigurere en NTP-server på det lokale netværk, så alle noder er synkroniserede, hvilket er afgørende for, at logfiler og sikkerhedscertifikater fungerer korrekt.
Opsætning af et økosystem af denne type giver dig mulighed for at omdanne et par simple boards til et kraftfuldt læringsværktøj, hvor du kan implementere alt fra webservere til distribuerede computersystemer, integrere netværksadministration, tunnelsikkerhed og containerorkestrering i et enkelt kontrolleret miljø.
