- Εγκατάσταση και βελτιστοποίηση του Docker και του Docker Compose σε πλακέτες SBC.
- Προηγμένη διαμόρφωση δικτύου χρησιμοποιώντας hotspots και διαχείριση DNS/DHCP.
- Υλοποίηση ενορχήστρωσης κοντέινερ χρησιμοποιώντας το Docker Swarm.
- Κεντρική διαχείριση συμπλέγματος μέσω της διεπαφής Portainer.
Έχετε σκεφτεί ποτέ να αποκτήσετε το δικό σας μικροσκοπικό κέντρο δεδομένων χωρίς να ξοδέψετε μια περιουσία σε επαγγελματικό υλικό; Λοιπόν, η δημιουργία ενός cluster με το Raspberry Pi και το Docker είναι ο πιο διασκεδαστικός και φθηνότερος τρόπος για να μπείτε στον κόσμο της ενορχήστρωσης κοντέινερ και της κατανεμημένης πληροφορικής, ιδανικός για πειραματισμό στο σπίτι με έργα που κανονικά θα απαιτούσαν πολύ ακριβούς διακομιστές.
Η ομορφιά αυτής της ρύθμισης έγκειται στο ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μικρές μητρικές πλακέτες όπως το Raspberry Pi ή ακόμα και άλλους υπολογιστές μίας μητρικής πλακέτας (SBC) όπως το Orange Pi ή το Banana Pi για να δημιουργήσετε ένα περιβάλλον όπου οι εφαρμογές μοιράζονται το φόρτο εργασίας. Είναι ένα τέλειο έργο για να μάθετε για την υψηλή διαθεσιμότητα και την επεκτασιμότητα χωρίς φόβο να σπάσετε οτιδήποτε κρίσιμο, αφού όλα συμβαίνουν στο δικό σας τοπικό δίκτυο.
Προετοιμασία του εδάφους και του υλικού
Για να ξεκινήσετε καλά, είναι ιδανικό να χρησιμοποιήσετε ελαφριές εκδόσεις λειτουργικού συστήματος, όπως το Raspbian Lite ή το Armbian (στην περίπτωση του Orange Pi), καθώς δεν χρειαζόμαστε γραφική διεπαφή και θέλουμε να αφιερώσουμε κάθε megabyte μνήμης RAM στην επεξεργασία. Ένα πολύ χρήσιμο κόλπο είναι να αναβαθμίσετε τις εικόνες χρησιμοποιώντας το Etcher για να αποφύγετε σφάλματα εγγραφής στις κάρτες microSD.
Αν δεν θέλετε να δυσκολεύεστε με οθόνες και πληκτρολόγια USB για κάθε μητρική πλακέτα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν προσαρμογέα. USB σε σειριακή σύνδεση συνδεδεμένο στις ακίδες RX και TX. Ρύθμιση παραμέτρων του αρχείου config.txt στο διαμέρισμα εκκίνησης προσθέτοντας enable_uart=1Μπορείτε να διαχειριστείτε τα πάντα μέσω μιας σειριακής κονσόλας χρησιμοποιώντας προγράμματα όπως το PuTTY στα Windows ή το Minicom στο Linux, το οποίο είναι πολύ πιο άνετα από το να χρειάζεται να αλλάξετε καλώδια HDMI.
Βελτιστοποίηση συστήματος και δικτύου
Πριν εγκαταστήσετε το Docker, συνιστάται να προετοιμάσετε το σύστημά σας. Είναι απαραίτητο να ενημερώσετε τα πάντα με sudo apt update y sudo apt upgrade -yΓια να εξοικονομήσετε πόρους, μπορείτε να περιορίσετε τη μνήμη που είναι αφιερωμένη στο βίντεο στο αρχείο διαμόρφωσης ορίζοντας gpu_mem=16οπότε αφήνουμε το μεγαλύτερο μέρος της μνήμης RAM Χρησιμοποιείται για δοχεία.
Όσον αφορά το δίκτυο, αν θέλετε το Raspberry Pi σας να λειτουργεί ως ο κύριος κόμβος και να διαχειρίζεται τους άλλους, μπορείτε να αντικαταστήσετε τον διαχειριστή. dhcpcd με Διαχειριστής δικτύουτο οποίο είναι πολύ πιο ισχυρό. Για να δημιουργήσετε το δικό σας δίκτυο για το σύμπλεγμα, μπορείτε να εγκαταστήσετε dnsmasq για τη διαχείριση DHCP και DNS, και hostapd για να μετατρέψετε το Pi σε Σημείο πρόσβασης WiFi (hotspot) όπου συνδέονται οι άλλοι κόμβοι.
Εγκατάσταση Docker και Docker Compose
Η εγκατάσταση του Docker σε ένα Raspberry Pi 4 είναι παιχνιδάκι επειδή έχει επίσημη υποστήριξη. Η πιο γρήγορη μέθοδος είναι να εκτελέσετε το αυτόματο σενάριο εγκατάστασης χρησιμοποιώντας μια εντολή. curl το οποίο κατεβάζει και ρυθμίζει ολόκληρη τη μηχανή Docker. Για να αποφύγετε την ανάγκη εγγραφής sudo σε κάθε εντολή, συνιστάται προσθήκη του χρήστη στην ομάδα Docker, αν και πρέπει να είστε προσεκτικοί με την ασφάλεια, καθώς αυτό δίνει αυξημένα προνόμια.
Μόλις εγκατασταθεί ο κινητήρας, είναι απαραίτητο να προσθέσετε Docker Composeτο οποίο μας επιτρέπει να ορίζουμε εφαρμογές πολλαπλών κοντέινερ χρησιμοποιώντας ένα αρχείο YAML. Μπορεί εύκολα να εγκατασταθεί μέσω pip, ο διαχειριστής πακέτων Python. Για να επαληθεύσετε ότι όλα λειτουργούν σωστά, απλώς εκκινήστε την εικόνα του hello-world και βεβαιωθείτε ότι το κοντέινερ λειτουργεί σωστά.
Ενορχήστρωση με το Docker Swarm
Μόλις εγκαταστήσετε το Docker σε όλες τις μητρικές σας πλακέτες, ήρθε η ώρα να τις ενώσετε σε ένα σύμπλεγμα Docker Swarm . Το Swarm είναι το εγγενές εργαλείο του Docker για τη μετατροπή μιας ομάδας κόμβων σε έναν μόνο εικονικό πόρο. Απλώς πρέπει να ξεκινήσετε τη λειτουργία Swarm στον κύριο κόμβο και στη συνέχεια να ενώσετε τους κόμβους εργασίας χρησιμοποιώντας το παρεχόμενο διακριτικό ασφαλείας.
Για να διαχειριστείτε ολόκληρη αυτήν την ανάπτυξη οπτικά και χωρίς να κολλήσετε στο τερματικό, συνιστάται ιδιαίτερα να εγκαταστήσετε το Portainer για να διαχειριστείτε τα κοντέινερ Docker . Αυτό το εργαλείο προσφέρει μια διεπαφή ιστού όπου μπορείτε να δείτε την κατάσταση των υπηρεσιών, των ενεργών κόμβων και να διαχειριστείτε κοντέινερ με μερικά μόνο κλικ, καθιστώντας τη διαχείριση συμπλεγμάτων πολύ πιο διαισθητική.
Προηγμένα κόλπα και συνδεσιμότητα
Εάν βρίσκεστε σε ένα περιβάλλον με περιορισμούς ή αποκλεισμούς δικτύου, μπορείτε να ρυθμίσετε μια σήραγγα OpenVPN στον κύριο κόμβο. Αυτό επιτρέπει σε όλη την κίνηση του συμπλέγματος να φτάνει στο διαδίκτυο μέσω του VPN, παρακάμπτοντας τους διακομιστές μεσολάβησης και τα τείχη προστασίας. Για να διαχειριστείτε την κίνηση μεταξύ των δικτύων Swarm και του τοπικού σας δικτύου, εργαλεία όπως το Firehol βοηθούν στη δημιουργία κανόνων iptables με πιο φιλικό προς το χρήστη και απλό τρόπο.
Μια άλλη κρίσιμη λεπτομέρεια είναι η ώρα συστήματος. Δεδομένου ότι τα Raspberry Pi δεν διαθέτουν ρολόι πραγματικού χρόνου (RTC), χάνουν την ημερομηνία όταν απενεργοποιούνται. Ιδανικά, θα πρέπει να εγκαταστήσετε μια φυσική μονάδα RTC (όπως το DS3231) ή να διαμορφώσετε έναν διακομιστή NTP στο τοπικό δίκτυο, έτσι ώστε όλοι οι κόμβοι να είναι συγχρονισμένοι, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για τη σωστή λειτουργία των αρχείων καταγραφής και των πιστοποιητικών ασφαλείας.
Η δημιουργία ενός οικοσυστήματος αυτού του τύπου σάς επιτρέπει να μετατρέψετε μερικές απλές πλακέτες σε ένα ισχυρό εργαλείο μάθησης όπου μπορείτε να αναπτύξετε τα πάντα, από διακομιστές ιστού έως κατανεμημένα υπολογιστικά συστήματα, ενσωματώνοντας τη διαχείριση δικτύου, την ασφάλεια σηράγγων και την ενορχήστρωση κοντέινερ σε ένα ενιαίο ελεγχόμενο περιβάλλον.
