Salam kanggo komunitas Habr! Aku bubar nulis babagan papan kluster versi pisanan []. Lan dina iki aku arep pitutur marang kowe carane kita makarya ing versi memori akses acak.
Kita seneng karo server mini sing bisa digunakake kanggo pangembangan lokal lan hosting lokal. Ora kaya komputer desktop utawa laptop, server kita dirancang kanggo bisa digunakake 24/7, bisa digabungake kanthi cepet, contone, ana 4 prosesor ing kluster, lan sawise 5 menit ana 16 prosesor (ora ana peralatan jaringan tambahan) lan kabeh iki. ing faktor wangun kompak bisu lan energi efisien.
Arsitèktur server kita adhedhasar prinsip kluster konstruksi, i.e. kita nggawe Papan kluster sing, nggunakake jaringan ethernet ing Papan, nyambung sawetara modul komputerisasi (prosesor). Kanggo nyederhanakake, kita durung nggawe modul komputasi dhewe, nanging nggunakake Modul Komputasi Raspberry Pi lan kita ngarep-arep modul CM4 anyar. Nanging, kabeh nglawan rencana kanthi faktor wujud anyar lan aku mikir akeh sing kuciwa.
Ing potongan kasebut, kepiye kita lunga saka V1 nganti V2 lan kepiye kudu metu karo faktor wujud Raspberry Pi CM4 anyar.
Dadi, sawise nggawe kluster kanggo 7 simpul, pitakonan - apa sabanjure? Kepiye carane nambah nilai produk? 8, 10 utawa 16 simpul? Produsèn modul kang? Mikir babagan produk kanthi wutuh, kita nyadari yen sing utama ing kene dudu jumlah kelenjar utawa sapa pabrikan, nanging inti saka kluster minangka blok bangunan. Kita kudu nggoleki blok bangunan minimal sing
Pisanan, bakal kluster lan ing wektu sing padha bisa nyambung disk lan Papan expansion. Blok kluster kudu dadi simpul dhasar sing mandhiri lan kanthi macem-macem opsi ekspansi.
Kapindho, supaya blok kluster minimal bisa disambungake siji liyane kanthi mbangun kluster kanthi ukuran sing luwih gedhe lan supaya efisien ing babagan anggaran lan kacepetan skala. Kacepetan skala kudu luwih cepet tinimbang nyambungake komputer biasa menyang jaringan lan luwih murah tinimbang hardware server.
Katelu, Unit kluster minimal kudu cukup kompak, mobile, energi efisien, biaya-efektif lan ora nuntut ing kahanan operasi. Iki minangka salah sawijining prabédan utama saka rak server lan kabeh sing ana gandhengane.
Kita miwiti kanthi nemtokake jumlah node.
Jumlah node
Kanthi pangadilan logis prasaja, kita temen maujud sing 4 kelenjar iku pilihan sing paling apik kanggo pemblokiran kluster minimal. 1 simpul dudu kluster, 2 simpul ora cukup (1 master 1 buruh, ora ana kemungkinan skala ing blok, utamane kanggo pilihan heterogen), 3 simpul katon ok, nanging ora sawetara kekuwatan 2 lan skala ing njero. pemblokiran diwatesi, 6 kelenjar teka ing rega meh kaya 7 kelenjar (saka pengalaman kita iki wis rega biaya amba), 8 iku akeh, ora pas ing faktor wangun mini ITX lan solusi PoC malah luwih larang.
Sekawan simpul saben blok dianggep minangka rata-rata emas:
- kurang bahan saben papan kluster, mula luwih murah kanggo diproduksi
- kaping 4, total 4 pamblokiran menehi 16 pemroses fisik
- sirkuit stabil 1 master lan 3 buruh
- variasi sing luwih heterogen, modul komputasi umum + komputasi cepet
- faktor wangun mini ITX karo drive SSD lan kertu expansion
Modul komputasi
Versi kapindho adhedhasar CM4, kita panginten sing bakal dirilis ing faktor wangun SODIMM. Nanging…
Kita nggawe keputusan kanggo nggawe papan putri SODIMM lan ngumpulake CM4 langsung menyang modul supaya pangguna ora kudu mikir babagan CM4.
Turing Pi Compute Modul Mendukung Raspberry Pi CM4
Umumé, kanggo nggoleki modul, kabeh pasar modul komputasi dibukak saka modul cilik karo 128 MB RAM nganti 8 GB RAM. Modul karo 16 GB RAM lan liyane ahead. Kanggo hosting aplikasi pinggiran adhedhasar teknologi native maya, 1 GB RAM wis ora cukup, lan tampilan anyar saka modul kanggo 2, 4 lan malah 8 GB RAM menehi kamar apik kanggo wutah. Dheweke malah nganggep opsi karo modul FPGA kanggo aplikasi pembelajaran mesin, nanging dhukungane wis telat amarga ekosistem piranti lunak ora dikembangake. Nalika sinau pasar modul, kita teka munggah karo idea kanggo nggawe antarmuka universal kanggo modul, lan ing V2 kita miwiti kanggo nyawiji antarmuka saka modul komputerisasi. Iki bakal ngidini pamilik versi V2 kanggo nyambungake modul saka manufaktur liyane lan nyampur kanggo tugas tartamtu.
V2 ndhukung kabeh baris Raspberry Pi 4 Compute Module (CM4), kalebu versi Lite lan modul RAM 8 GB
pinggiran
Sawise nemtokake vendor modul lan jumlah kelenjar, kita nyedhaki bis PCI sing peripheral dumunung. Bus PCI minangka standar kanggo peripheral lan ditemokake ing meh kabeh modul komputasi. Kita duwe sawetara kelenjar, lan saenipun, saben simpul kudu bisa nuduhake piranti PCI ing mode request bebarengan. Contone, yen disk disambungake menyang bis, banjur kasedhiya kanggo kabeh kelenjar. Kita miwiti nggoleki ngalih PCI kanthi dhukungan multi-host lan ora ana sing cocog karo syarat kita. Kabeh solusi iki biasane winates kanggo 1 host utawa multi host, nanging tanpa mode panjalukan bebarengan kanggo endpoints. Masalah kapindho yaiku biaya dhuwur $ 50 utawa luwih saben chip. Ing V2, kita mutusaké kanggo nundha nyobi karo ngalih PCI (kita bakal bali menyang wong-wong mau mengko nalika kita berkembang) lan tindak bebarengan path nemtokake peran kanggo saben simpul: loro simpul pisanan kapapar mini PCI Express port saben simpul, simpul katelu kapapar 2-port 6 Gbps SATA controller. Kanggo ngakses disk saka simpul liyane, sampeyan bisa nggunakake sistem file jaringan ing kluster. Ngapa ora?
Sneakpeek
Kita mutusake kanggo nuduhake sawetara sketsa babagan carane blok kluster minimal wis berkembang liwat wektu liwat diskusi lan refleksi.
Akibaté, kita teka menyang unit kluster karo 4 simpul 260-pin, 2 port mini PCIe (Gen 2), 2 port SATA (Gen 3). Papan kasebut nduweni Layer-2 Managed Switch kanthi dhukungan VLAN. Port PCIe mini wis dibusak saka simpul pisanan, ing ngendi sampeyan bisa nginstal kertu jaringan lan entuk port Ethernet liyane utawa modem 5G lan nggawe router kanggo jaringan ing kluster lan port Ethernet saka simpul pisanan.
Bus kluster nduweni fitur liyane, kalebu kemampuan kanggo lampu kilat modul langsung liwat kabeh slot lan mesthi konektor FAN ing saben simpul karo kontrol kacepetan.
Aplikasi
Infrastruktur Edge kanggo aplikasi & layanan sing di-host dhewe
Kita ngrancang V2 dadi blok bangunan minimal kanggo infrastruktur pinggiran konsumen / kelas komersial. Kanthi V2, iku murah kanggo miwiti bukti-konsep lan skala nalika sampeyan tuwuh, mboko sithik porting aplikasi sing luwih larang regane lan praktis kanggo host ing pinggiran. Blok kluster bisa disambungake bebarengan kanggo mbangun kluster sing luwih gedhe. Iki bisa ditindakake kanthi bertahap tanpa akeh risiko
pangolahan. Saiki, ana akeh aplikasi kanggo bisnis, .
ARM Workstation
Kanthi nganti 32 GB RAM saben kluster, simpul pisanan bisa digunakake kanggo versi desktop OS (contone, Ubuntu Desktop 20.04 LTS) lan 3 node sing isih ana kanggo tugas kompilasi, testing lan debugging, ngembangake solusi asli awan kanggo ARM. kluster. Minangka simpul kanggo CI / CD ing infrastruktur pinggiran ARM ing prod.
Kluster Turing V2 kanthi modul CM4 meh padha kanthi arsitektur (prabédan ing versi cilik ARMv8) kanggo kluster adhedhasar conto AWS Graviton. Prosesor modul CM4 nggunakake arsitektur ARMv8 supaya sampeyan bisa mbangun gambar lan aplikasi kanggo AWS Graviton 1 lan 2, sing dikenal luwih murah tinimbang x86.
Source: www.habr.com