Salam ka komunitas Habr! Kuring nembe nyerat ngeunaan dewan klaster versi munggaran urang []. Sareng ayeuna kuring badé nyarioskeun ka anjeun kumaha urang damel dina versi mémori aksés acak.
Kami gairah ngeunaan mini server anu tiasa dianggo pikeun pangwangunan lokal sareng hosting lokal. Beda sareng komputer desktop atanapi laptop, server kami dirancang pikeun dianggo 24/7, aranjeunna tiasa gancang dihijikeun, contona, aya 4 prosesor dina klaster, sareng saatos 5 menit aya 16 prosesor (henteu aya alat jaringan tambahan) sareng sadayana ieu. dina faktor formulir kompak jempé sareng éfisién énergi.
Arsitéktur server kami dumasar kana prinsip klaster konstruksi, i.e. urang nyieun papan klaster éta, ngagunakeun jaringan Ethernet on dewan, nyambungkeun sababaraha modul komputasi (prosesor). Pikeun nyederhanakeun, kami henteu acan ngadamel modul komputasi sorangan, tapi nganggo Raspberry Pi Compute Modules sareng kami ngarepkeun modul CM4 énggal. Tapi, sadayana ngalawan rencana kalayan faktor bentuk anyarna sareng kuring pikir seueur anu kuciwa.
Dina potongan kumaha urang angkat ti V1 ka V2 sareng kumaha urang kedah kaluar sareng faktor formulir Raspberry Pi CM4 anyar.
Janten, saatos nyiptakeun klaster pikeun 7 titik, patarosanna - naon salajengna? Kumaha carana ningkatkeun nilai produk? 8, 10 atanapi 16 titik? produsén modul nu? Pamikiran ngeunaan produk sacara gembleng, urang sadar yén hal utama di dieu sanés jumlah titik atanapi saha produsénna, tapi hakekat klaster salaku blok wangunan. Urang kudu néangan blok wangunan minimum éta
kahiji, bakal klaster sarta sakaligus bisa nyambungkeun disk jeung papan ékspansi. Blok kluster kedah janten titik dasar anu mandiri sareng seueur pilihan ékspansi.
kadua, ku kituna blok klaster minimum bisa disambungkeun ka silih ku ngawangun klaster ukuran nu leuwih gede tur jadi efisien dina watesan anggaran jeung speed skala. Laju skala kedah langkung gancang tibatan nyambungkeun komputer biasa ka jaringan sareng langkung mirah tibatan hardware server.
Katilu, Unit klaster minimum kudu cukup kompak, mobile, énergi efisien, ongkos-éféktif jeung teu nungtut dina kaayaan operasi. Ieu mangrupikeun salah sahiji bédana konci tina rak server sareng sadayana anu aya hubunganana sareng aranjeunna.
Urang mimitian ku nangtukeun jumlah titik.
Jumlah titik
Kalawan judgments logis basajan, urang sadar yen 4 titik mangrupa pilihan pangalusna pikeun blok klaster minimum. 1 node sanes klaster, 2 node teu cekap (1 master 1 worker, teu aya kamungkinan skala dina blok, khususna pikeun pilihan hétérogén), 3 node katingalina ok, tapi sanés sababaraha kakuatan 2 sareng skala dina jero. blok a diwatesan, 6 titik datangna dina harga ampir kawas 7 titik (ti pangalaman urang ieu geus harga ongkos badag), 8 pisan, teu pas dina faktor formulir ITX mini jeung solusi PoC malah leuwih mahal.
Opat titik per blok dianggap mean emas:
- kirang bahan per dewan klaster, ku kituna langkung mirah pikeun pabrik
- sababaraha 4, total 4 blok masihan 16 prosesor fisik
- sirkuit stabil 1 master na 3 pagawe
- variasi leuwih hétérogén, umum-itung + gancangan-itung modul
- faktor formulir mini ITX kalawan SSD drive na kartu ékspansi
modul ngitung
Versi kadua dumasar kana CM4, kami ngira yén éta bakal dileupaskeun dina faktor formulir SODIMM. Tapi…
Kami nyandak kaputusan pikeun ngadamel papan putri SODIMM sareng ngumpul CM4 langsung kana modul supados pangguna henteu kedah mikir ngeunaan CM4.
Turing Pi Compute Module Ngadukung Raspberry Pi CM4
Sacara umum, pikeun milarian modul, sadayana pasar modul komputasi dibuka tina modul leutik kalayan 128 MB RAM dugi ka 8 GB RAM. Modul sareng 16 GB RAM sareng seueur deui payun. Pikeun aplikasi ujung hosting dumasar kana téhnologi pituin awan, 1 GB RAM geus teu cukup, sarta penampilan panganyarna tina modul pikeun 2, 4 komo 8 GB RAM nyadiakeun rohangan alus pikeun tumuwuh. Aranjeunna malah nganggap pilihan sareng modul FPGA pikeun aplikasi pembelajaran mesin, tapi dukunganna ditunda kusabab ékosistem parangkat lunak henteu dikembangkeun. Nalika diajar pasar modul, urang datang nepi ka pamanggih nyieun panganteur universal pikeun modul, sarta dina V2 urang ngawitan ngahijikeun antarbeungeut modul komputasi. Ieu bakal ngidinan boga versi V2 pikeun nyambungkeun modul ti pabrik sejen tur nyampur aranjeunna keur tugas husus.
V2 ngadukung sadaya jalur Raspberry Pi 4 Compute Module (CM4), kalebet versi Lite sareng modul 8 GB RAM.
Pinggir
Saatos nangtukeun ngajual modul jeung jumlah titik, urang ditilik beus PCI nu périferal lokasina. Beus PCI nyaéta standar pikeun périferal sarta kapanggih dina ampir kabéh modul komputasi. Simkuring gaduh sababaraha titik, sarta ideally, unggal titik kudu bisa babagi alat PCI dina mode pamundut babarengan. Salaku conto, upami éta mangrupikeun disk anu nyambung ka beus, teras éta sayogi pikeun sadaya titik. Urang ngamimitian milarian saklar PCI kalayan dukungan multi-host sareng mendakan yén teu aya anu cocog sareng syarat urang. Sadaya solusi ieu lolobana dugi ka 1 host atanapi multi host, tapi tanpa modus pamundut sakaligus ka titik tungtung. Masalah kadua nyaéta biaya tinggi $ 50 atawa leuwih per chip. Dina V2, urang mutuskeun pikeun nunda percobaan kalawan saklar PCI (urang bakal balik deui ka aranjeunna engké nalika urang ngamekarkeun) jeung indit sapanjang jalur of assigning peran pikeun tiap titik: dua titik kahiji kakeunaan mini PCI express port per titik, titik katilu. kakeunaan 2-portir 6 Gbps SATA controller. Pikeun ngaksés disk tina titik anu sanés, anjeun tiasa nganggo sistem file jaringan dina kluster. Naha henteu?
Sneakpeek
Urang mutuskeun pikeun babagi sababaraha sketsa kumaha blok klaster minimum geus mekar kana waktu ngaliwatan sawala jeung refleksi.
Hasilna, urang sumping ka Unit klaster kalawan 4 260-pin titik, 2 mini PCIe (Gen 2) palabuhan, 2 SATA (Gen 3) palabuhan. Dewan gaduh Lapisan-2 Diurus Switch sareng dukungan VLAN. A port PCIe mini geus dihapus tina titik kahiji, kana nu bisa masang kartu jaringan tur meunangkeun port Ethernet sejen atawa modem 5G sarta nyieun router pikeun jaringan dina klaster jeung palabuhan Ethernet ti titik munggaran.
Kluster beus boga leuwih fitur, kaasup kamampuhan pikeun flash modul langsung ngaliwatan sagala liang sarta tangtu kipas panyambungna dina unggal titik jeung kontrol speed.
aplikasi
Infrastruktur Edge pikeun aplikasi & jasa anu di-host sorangan
Kami ngararancang V2 janten blok wangunan minimum pikeun infrastruktur tepi konsumen / kelas komérsial. Kalayan V2, éta murah pikeun ngamimitian proof-of-concept sareng skala nalika anjeun tumbuh, laun-laun nga-porting aplikasi anu langkung murah sareng praktis pikeun di-host di tepi. Blok klaster bisa disambungkeun babarengan pikeun ngawangun klaster gedé. Ieu bisa dilakukeun laun tanpa loba resiko pikeun ngadegkeun
prosés. Ayeuna parantos aya sajumlah ageung aplikasi pikeun bisnis, .
ARM Workstation
Kalawan nepi ka 32 GB RAM per klaster, titik kahiji bisa dipaké pikeun versi desktop tina OS (contona, Ubuntu Desktop 20.04 LTS) jeung 3 titik sésana pikeun kompilasi, nguji sarta debugging tugas, ngamekarkeun solusi awan pituin pikeun ARM. klaster. Salaku titik pikeun CI / CD on infrastruktur ujung ARM di prod.
Kluster Turing V2 sareng modul CM4 ampir sami sacara arsitéktur (bédana dina versi leutik ARMv8) pikeun klaster dumasar kana instansi AWS Graviton. Prosesor modul CM4 nganggo arsitéktur ARMv8 ku kituna anjeun tiasa ngawangun gambar sareng aplikasi pikeun instansi AWS Graviton 1 sareng 2, anu dipikanyaho langkung mirah tibatan instansi x86.
sumber: www.habr.com