- Inštalácia a optimalizácia Dockeru a Docker Compose na SBC doskách.
- Pokročilá konfigurácia siete pomocou hotspotov a správy DNS/DHCP.
- Implementácia orchestrácie kontajnerov pomocou Docker Swarm.
- Centralizovaná správa klastrov prostredníctvom rozhrania Portainer.
Uvažovali ste niekedy o vlastnom miniatúrnom dátovom centre bez toho, aby ste museli minúť majland na profesionálny hardvér? Vytvorenie klastra s Raspberry Pi a Dockerom je najzábavnejší a najlacnejší spôsob, ako sa dostať do sveta orchestrácie kontajnerov a distribuovaných výpočtov, ideálny na experimentovanie doma s projektmi, ktoré by bežne vyžadovali veľmi drahé servery.
Krása tohto nastavenia spočíva v tom, že môžete použiť malé dosky ako Raspberry Pi alebo dokonca iné jednodoskové počítače (SBC) ako Orange Pi alebo Banana Pi na vytvorenie prostredia, kde aplikácie zdieľajú pracovnú záťaž. Je to perfektný projekt na učenie sa o vysokej dostupnosti a škálovateľnosti bez obáv z poškodenia niečoho kritického, pretože všetko sa deje vo vašej vlastnej lokálnej sieti.
Príprava pôdy a hardvéru
Pre dobrý začiatok je ideálne používať odľahčené verzie operačných systémov, ako napríklad Raspbian Lite alebo Armbian (v prípade Orange Pi), keďže nepotrebujeme grafické rozhranie a chceme venovať každý megabajt RAM na spracovanie. Veľmi užitočným trikom je flashovať obrazy pomocou Etcheru, aby sa predišlo chybám pri zápise na microSD karty.
Ak sa nechcete trápiť s USB monitormi a klávesnicami pre každú základnú dosku, môžete použiť adaptér. USB do sériového portu pripojené k pinom RX a TX. Konfigurácia súboru config.txt v bootovacom oddiele pridaním enable_uart=1Všetko môžete spravovať cez sériovú konzolu pomocou programov ako PuTTY vo Windowse alebo Minicom v Linuxe, čo je oveľa pohodlnejšie než meniť HDMI káble.
Optimalizácia systému a siete
Pred inštaláciou Dockeru je vhodné pripraviť si systém. Je nevyhnutné aktualizovať všetko pomocou sudo apt update y sudo apt upgrade -yPre úsporu zdrojov môžete obmedziť pamäť vyhradenú pre video v konfiguračnom súbore nastavením gpu_mem=16tak necháme väčšina pamäte RAM Používa sa na kontajnery.
Čo sa týka siete, ak chcete, aby váš Raspberry Pi fungoval ako hlavný uzol a spravoval ostatné, môžete nahradiť správcu. dhcpcd podľa NetworkManagerčo je oveľa robustnejšie. Ak chcete vytvoriť vlastnú sieť pre klaster, môžete nainštalovať dnsmasq spravovať DHCP a DNS a hostapd previesť pí na WiFi prístupový bod (hotspot), kde sa pripájajú ostatné uzly.
Inštalácia Dockeru a Docker Compose
Inštalácia Dockeru na Raspberry Pi 4 je hračka, pretože má oficiálnu podporu. Najrýchlejšou metódou je spustiť automatický inštalačný skript pomocou príkazu. curl ktorý stiahne a nakonfiguruje celý Docker engine. Aby ste sa vyhli nutnosti písať sudo v každom príkaze sa odporúča pridať používateľa do skupiny Docker, hoci si musíte dávať pozor na bezpečnosť, pretože to poskytuje zvýšené privilégiá.
Po nainštalovaní motora je nevyhnutné pridať Docker Composečo nám umožňuje definovať viackontajnerové aplikácie pomocou súboru YAML. Dá sa jednoducho nainštalovať prostredníctvom pip, správcu balíkov Pythonu. Ak chcete overiť, či všetko funguje správne, jednoducho spustite obraz hello-world a overte, či kontajner beží správne.
Orchestrácia s Docker Swarm
Keď máte Docker nainštalovaný na všetkých svojich doskách, je čas ich zjednotiť do klastra Docker Swarm . Swarm je natívny nástroj Dockeru na premenu skupiny uzlov na jeden virtuálny zdroj. Stačí spustiť režim Swarm na hlavnom uzle a potom pripojiť pracovné uzly pomocou poskytnutého bezpečnostného tokenu.
Pre vizuálnu správu celého nasadenia bez toho, aby ste sa museli zaoberať terminálom, sa dôrazne odporúča nainštalovať Portainer na správu kontajnerov Docker . Tento nástroj ponúka webové rozhranie, kde si môžete zobraziť stav služieb, aktívnych uzlov a spravovať kontajnery len niekoľkými kliknutiami, vďaka čomu je správa klastra oveľa intuitívnejšia.
Pokročilé triky a pripojenie
Ak sa nachádzate v prostredí so sieťovými obmedzeniami alebo blokmi, môžete na hlavnom uzle nastaviť tunel OpenVPN . To umožní všetkej prevádzke klastra dostať sa na internet cez VPN, čím sa obídu proxy a firewally. Na správu prevádzky medzi sieťami Swarm a vašou lokálnou sieťou pomáhajú nástroje ako Firehol vytvárať pravidlá iptables užívateľsky prívetivejším a jednoduchším spôsobom.
Ďalším kritickým detailom je systémový čas. Keďže Raspberry Pi nemá hodiny reálneho času (RTC), po vypnutí stratí dátum. V ideálnom prípade by ste mali nainštalovať fyzický modul RTC (napríklad DS3231) alebo nakonfigurovať NTP server v lokálnej sieti tak, aby boli všetky uzly synchronizované, čo je nevyhnutné pre správne fungovanie protokolov a bezpečnostných certifikátov.
Vytvorenie ekosystému tohto typu vám umožňuje transformovať niekoľko jednoduchých tabúľ na výkonný vzdelávací nástroj, kde môžete nasadiť všetko od webových serverov až po distribuované výpočtové systémy, integrovať správu siete, zabezpečenie tunelov a orchestráciu kontajnerov v jednom kontrolovanom prostredí.
