- Installasjon og optimalisering av Docker og Docker Compose på SBC-kort.
- Avansert nettverkskonfigurasjon ved hjelp av hotspots og DNS/DHCP-administrasjon.
- Implementering av containerorkestrering ved hjelp av Docker Swarm.
- Sentralisert klyngeadministrasjon gjennom Portainer-grensesnittet.
Har du noen gang vurdert å ha ditt eget miniatyrdatasenter uten å bruke en formue på profesjonell maskinvare? Vel, å sette opp en klynge med Raspberry Pi og Docker er den morsomste og billigste måten å komme inn i verdenen av containerorkestrering og distribuert databehandling, ideelt for å eksperimentere hjemme med prosjekter som normalt ville kreve veldig dyre servere.
Det fine med dette oppsettet er at du kan bruke små kort som Raspberry Pi eller til og med andre enkeltkortsdatamaskiner (SBC-er) som Orange Pi eller Banana Pi for å skape et miljø der applikasjoner deler arbeidsmengden. Det er et perfekt prosjekt for å lære om høy tilgjengelighet og skalerbarhet uten frykt for å ødelegge noe kritisk, siden alt skjer på ditt eget lokale nettverk.
Klargjøring av bakken og maskinvaren
For å komme godt i gang er det ideelt å bruke lette operativsystemversjoner, som Raspbian Lite eller Armbian (i tilfellet med Orange Pi), siden vi ikke trenger et grafisk grensesnitt og ønsker å bruke hver megabyte med RAM på prosessering. Et veldig nyttig triks er å flashe bildene ved hjelp av Etcher for å unngå skrivefeil på microSD-kortene.
Hvis du ikke vil slite med USB-skjermer og tastaturer for hvert hovedkort, kan du bruke en adapter. USB til seriell koblet til RX- og TX-pinnene. Konfigurering av filen config.txt i oppstartspartisjonen legger til enable_uart=1Du kan administrere alt via en seriell konsoll ved hjelp av programmer som PuTTY på Windows eller Minicom på Linux, som er mye mer behagelig enn å måtte bytte HDMI-kabler.
System- og nettverksoptimalisering
Før du installerer Docker, anbefales det å gjøre systemet klart. Det er viktig å oppdatere alt med sudo apt update y sudo apt upgrade -yFor å spare ressurser kan du begrense minnet som er dedikert til video i konfigurasjonsfilen ved å angi gpu_mem=16så vi lar mesteparten av RAM-en Den brukes til containere.
Når det gjelder nettverket, hvis du vil at Raspberry Pi-en din skal fungere som hovednode og administrere de andre, kan du erstatte administratoren. dhcpcd av Networksom er mye mer robust. For å opprette ditt eget nettverk for klyngen, kan du installere dnsmasq å administrere DHCP og DNS, og hostapd å konvertere Pi til en WiFi tilgangspunkt (hotspot) der de andre nodene kobler seg til.
Installere Docker og Docker Compose
Det er barnevennlig å installere Docker på en Raspberry Pi 4 fordi den har offisiell støtte. Den raskeste metoden er å kjøre det automatiske installasjonsskriptet ved hjelp av en kommando. curl som laster ned og konfigurerer hele Docker-motoren. For å unngå å måtte skrive sudo i hver kommando anbefales det legg til brukeren til Docker-gruppen, selv om du må være forsiktig med sikkerheten siden dette gir utvidede rettigheter.
Når motoren er installert, er det viktig å legge til Docker komponeresom lar oss definere flercontainerapplikasjoner ved hjelp av en YAML-fil. Den kan enkelt installeres via pip, pakkebehandleren for Python. For å bekrefte at alt fungerer som det skal, bare start avbildningen av hello-world og kontroller at containeren fungerer som den skal.
Orkestrering med Docker Swarm
Når du har installert Docker på alle kortene dine, er det på tide å slå dem sammen til en Docker Swarm-klynge . Swarm er Dockers innebygde verktøy for å gjøre en gruppe noder om til én virtuell ressurs. Du trenger bare å starte Swarm-modus på hovednoden og deretter bli med i arbeidsnodene ved hjelp av den medfølgende sikkerhetstokenen.
For å administrere hele denne utrullingen visuelt og uten å bli for opptatt av terminalen, anbefales det på det sterkeste å installere Portainer for å administrere Docker-containerne dine . Dette verktøyet tilbyr et webgrensesnitt der du kan se statusen til tjenester, aktive noder og administrere containere med bare et par klikk, noe som gjør klyngeadministrasjon mye mer intuitiv.
Avanserte triks og tilkoblingsmuligheter
Hvis du er i et miljø med nettverksbegrensninger eller blokkeringer, kan du sette opp en OpenVPN- tunnel på masternoden. Dette lar all klyngetrafikk nå internett gjennom VPN-et, og omgå proxyer og brannmurer. For å administrere trafikk mellom Swarm-nettverkene og ditt lokale nettverk, hjelper verktøy som Firehol med å lage iptables-regler på en mer brukervennlig og enkel måte.
En annen viktig detalj er systemtiden. Siden Raspberry Pi-er ikke har en sanntidsklokke (RTC), mister de datoen når de slås av. Ideelt sett bør du installere en fysisk RTC-modul (som DS3231) eller konfigurere en NTP-server på det lokale nettverket slik at alle noder er synkronisert, noe som er viktig for at loggene og sikkerhetssertifikatene skal fungere riktig.
Å sette opp et økosystem av denne typen lar deg forvandle noen få enkle brett til et kraftig læringsverktøy der du kan distribuere alt fra webservere til distribuerte datasystemer, integrere nettverksadministrasjon, tunnelsikkerhet og containerorkestrering i et enkelt kontrollert miljø.
