Turing Pi je riešenie pre self-hostované aplikácie postavené na princípe rackových stojanov v dátovom centre, len na kompaktnej základnej doske. Riešenie je zamerané na vybudovanie lokálnej infraštruktúry pre lokálny rozvoj a hosting aplikácií a služieb. Vo všeobecnosti je to ako AWS EC2 len pre edge.
My, malý tím vývojárov, sme sa rozhodli vytvoriť riešenie pre budovanie bare-metal klastrov v edge a nazvali sme projekt Turing Pi. Produkt začal ako stierací projekt, ale teraz si ho na otestovanie svojich konceptov objednali vývojové oddelenia v Red Hat, Rancher (SUSE), Toyota Connected, Sony, Electrolux, Facebook a skupina vývojárov do 10 XNUMX je nábor.
Všetko to však začalo objavom.
Objav produktu
Kedysi dávno som zistil, že nič nevymýšľame. Objavujeme všetky veci, ktoré existujú na tomto svete. Zisťujeme, že niektoré časti je možné kombinovať, čím získavame nové vlastnosti produktov, alebo objavujeme zákonitosti a potom ich opäť kombinujeme. Na nič sa nedá prísť, ale pri výskume to môžete objaviť. Vynález je podľa mňa výsledkom neustáleho pozorovania, experimentovania a hľadania + kombinácia vedomostí.
Počas posledného desaťročia som sledoval, ako amatérske hnutie homelabov naberá na sile (zdroj ), vlastný hostiteľ (zdroje и ), jednodoskové počítače, keďže záujem o prevádzkovanie kontajnerov na jednodoskových počítačoch, ako je Raspberry Pi, rastie, rastie aj hnutie za zostavovanie zhlukov jednodoskových počítačov. Myšlienka Kubernetes sa tam postupne presúva. Objavila sa už aj jeho odľahčená verzia, k3s, zameraná na Edge/IoT. Veľký reťazec rýchleho občerstvenia Chick-fil-A je jedným z prvých na svete, ktorý nasadil klastre Kubernetes vo svojich kuchyniach .
Vnímam to ako snehovú guľu, keď sa jedna technológia nabaľuje okolo druhej a vytvára tak komplexnejší systém. Zároveň tu nie je chaos, skôr fraktál z technológie. V jednom z pre mňa dosť ťažkých momentov v živote som videl hodnotu v klastroch, ktoré amatérski vývojári zostavili z jednodoskových počítačov a začal som pracovať na vytvorení klastrovej dosky.
Dnes je naša klastrová rada veľmi jednoduchá a je primárne zameraná na tých, ktorí milujú cloudové natívne technológie, učia sa nové veci a experimentujú.
Stavebné bloky
Takže, aké je riešenie, aká je podstata. Ide o poskytnutie konštruktora, stavebných blokov (Building Blocks), z ktorých zostavíte okrajovú infraštruktúru lacnejšie ako na klasických serveroch, mobilné bez objemných kovových krabíc, nenáročné na špeciálne prevádzkové podmienky ako serverovne, energeticky úsporné, štandardizované v podmienkach modulov a so schopnosťou rýchleho škálovania naprieč desiatkami a stovkami výpočtových uzlov (procesorov).
Clusterboard
Doska Mini ITX spája viacero výpočtových modulov pomocou palubnej siete, poskytuje periférne rozhrania a kontrolu nad modulmi
Výpočtový modul
Doska vo formáte SO-DIMM obsahujúca procesor a RAM, voliteľne flash pamäť na uloženie operačného systému
Jedna z plánovaných konfigurácií pre Turing V2
Kombináciou klastrovej dosky a výpočtových modulov je ľahké vytvoriť infraštruktúru napríklad pre 20+ procesorov (príklady nižšie), tichú a s nízkou spotrebou energie. Samotná klastrová doska zvyšuje efektivitu použitého objemu. Príklady zhlukov na porovnanie
založené na SBC*
24 CPU
Uverejnil Afkham Azeez
založené na Turing Pi
21 CPU
Autor
* SBC - Single Board Computer
Tento prístup nebol ľahostajný ani spoluzakladateľovi Rancher Labs a autorovi k3s.
Prečítajte si viac o stavebných blokoch nižšie.
Výpočtový modul
Ako dôkaz konceptu sme si vybrali Raspberry Pi Compute Module – toto je ideálna konfigurácia na začiatok. RPi komunita je aktívna, so softvérom nie sú žiadne problémy, samotný modul je vo formáte SO-DIMM (6 x 3 cm), je cenovo dostupný, obsahuje na doske 4-jadrový CPU, 1 GB RAM a voliteľnú flash pamäť o 8, 16 alebo 32 GB pre OS a iné systémové potreby. Tento tvarový faktor sa často používa v priemyselných riešeniach internetu vecí.
Výpočtový modul Raspberry Pi 1/3/3+
Ale model CM3 má aj vážne obmedzenia – max. 1 GB RAM a Ethernet cez USB HUB s maximálnou rýchlosťou až 100 Mbps. Preto bude druhá verzia Turing podporovať Raspberry Pi 4 a až 8 GB RAM na modul. Nižšie je uvedený príklad modulov Nvidia Jetson pre úlohy Accelerated Computing. Snáď budú podporované v druhej verzii, ak vyriešime nejaké technické problémy, tak môžeme moduly miešať.
Výpočtové moduly Nvidia Jetson
Moduly obsahujú najdôležitejšiu vlastnosť, ktorá nie je na prvý pohľad zrejmá. Schopnosť vytvárať ďalšie moduly v podobnom tvarovom faktore s inou sadou CPU, RAM a eMMC pre rôzne typy úloh od všeobecných výpočtov až po výpočtové systémy náročné na strojové učenie. Toto je veľmi podobné inštanciám AWS EC2, ale len pre edge. V tomto prípade zostáva klastrová doska nezmenená alebo s malými zmenami.
Clusterboard
Dá sa to nazvať aj základná doska alebo základná doska, pomerne nový smer a dnes nie je veľa výrobcov takýchto riešení a sú stále celkom na základnej úrovni, medzi nimi Pine64, MiniNodes, Clover Pi, Bitscope Blade, PicoCluster (klastre SBC ). Klastrová doska spája moduly so sieťou, poskytuje napájanie a poskytuje zbernicu správy klastra (Cluster Management Bus), aspoň sme sa rozhodli pridať túto zbernicu a zdá sa, že sa udomácnila.
predné
späť
Šírka pásma základnej dosky 12 Gbps
SD sloty pre moduly bez eMMC, napríklad si môžete ponechať niekoľko modulov s SD pre rýchly prístup k údajom uzla
Klastrová doska je založená na prepínacom čipe, ktorý zabezpečuje sieťové pripojenie modulov a prístup k externej sieti. V aktuálnej verzii používame nespravovaný prepínač, pretože Nebol čas vykonávať plnohodnotný výskum a vývoj, ale pre druhú verziu sme zvolili dobre riadený prepínač. Je možné ho nakonfigurovať v režime „hlavný uzol ako smerovač“ na distribúciu siete na dosku; to v prípade, ak je potrebná vyššia úroveň zabezpečenia a izolácia pracovníkov od vonkajšieho prístupu, v takom prípade je tiež potrebné zachovať server DHCP na hlavnom uzle.
Aplikácia
Aktuálna verzia je experimentálna a umiestňujeme ju ako riešenie na základnej úrovni, aby sme sa naučili, čo sú klastre, prácu so softvérom alebo ako testovanie hypotéz v organizáciách, hľadanie nových nápadov, vo všeobecnosti ide o verziu Lite.
Na začiatok odporúčame sériu od úžasného Jeffa Girlinga, ktorý o nás čítal v Y Combinator a je autorom bestselleru Ansible for DevOps. Bol tak inšpirovaný, že urobil 6-dielnu recenziu, počnúc myšlienkou klastrovania vo všeobecnosti až po praktické príklady práce s doskou, štúdium Kubernetes a aký softvér je možné nainštalovať.
Séria o inštalácii k3s na klastri
Vo všeobecnosti odporúčam sledovať od prvého, tam všeobecne o klastrovaní a Kubernetes v dostupnom jazyku. A pár fotiek z komunity
Čo bude ďalej?
V prvom rade dúfam, že to bolo zaujímavé. Toto je absolútne originálny obsah, pokus o nahliadnutie za horizont. Po druhé, plánujem napísať druhú časť o dizajne Turing V2. Ako prebiehalo hľadanie produktu, logické úsudky, hľadanie hlavných vlastností, ktoré sú dôležité. Článok bude obsahovať náčrty produktov od prvých až po finálne. Druhý článok bude zaujímať najmä produktových vedcov, ktorí sú zodpovední za produkty a ich vývoj vo firmách.
A s najväčšou pravdepodobnosťou bude čítanie naozaj dlhé.
Zdroj: hab.com