Turing Pi là giải pháp cho các ứng dụng tự lưu trữ được xây dựng dựa trên nguyên tắc giá đỡ trong trung tâm dữ liệu, chỉ trên một bo mạch chủ nhỏ gọn. Giải pháp này tập trung vào việc xây dựng cơ sở hạ tầng địa phương để phát triển và lưu trữ các ứng dụng và dịch vụ tại địa phương. Nói chung, nó giống như AWS EC2 chỉ dành cho Edge.
Chúng tôi là một nhóm nhỏ gồm các nhà phát triển đã quyết định tạo ra một giải pháp xây dựng các cụm kim loại trần ở rìa và gọi là dự án Turing Pi. Sản phẩm bắt đầu “đầu gối”, nhưng hiện tại nó đã được các bộ phận phát triển tại Red Hat, Rancher (SUSE), Toyota Connected, Sony, Electrolux, Facebook đặt hàng để thử nghiệm các ý tưởng của họ và đối tượng nhà phát triển dưới 10 nghìn đang được tuyển dụng .
Nhưng tất cả bắt đầu với phần mở đầu.
Khám phá sản phẩm
Ngày xửa ngày xưa, tôi đã tự mình khám phá ra rằng chúng ta không phát minh ra bất cứ thứ gì. Tất cả những gì tồn tại trên thế giới này, chúng ta đều khám phá. Chúng tôi phát hiện ra rằng một số bộ phận có thể được kết hợp với nhau, thu được các đặc tính mới của sản phẩm hoặc khám phá các quy luật rồi kết hợp lại. Bạn không thể nghĩ ra bất cứ điều gì, nhưng bạn có thể mở nó trong quá trình nghiên cứu. Theo tôi, phát minh là kết quả của sự quan sát, thử nghiệm và tìm kiếm không ngừng + sự kết hợp của kiến thức.
Trong thập kỷ qua, tôi đã chứng kiến phong trào homelab ngày càng phát triển (nguồn ), tự lưu trữ (tài nguyên и ), máy tính bo mạch đơn, vì ngày càng có nhiều người quan tâm đến việc chạy các container trên các máy tính bo mạch đơn như Raspberry Pi, nên phong trào tập hợp các cụm máy tính bo mạch đơn ngày càng tăng. Dần dần, ý tưởng về Kubernetes cũng đạt đến đó. Phiên bản k3s định hướng Edge/IoT nhẹ của nó đã xuất hiện. Chuỗi nhà hàng thức ăn nhanh lớn Chick-fil-A là một trong những chuỗi đầu tiên trên thế giới đặt cụm Kubernetes trong nhà bếp của họ. .
Tôi coi nó như một quả cầu tuyết, khi một công nghệ bao bọc lấy một công nghệ khác, tạo ra một hệ thống phức tạp hơn. Đồng thời, không có sự hỗn loạn, giống như một sự phân dạng từ công nghệ. Vào một trong những thời điểm khá khó khăn trong cuộc đời đối với tôi, tôi đã nhận ra giá trị của các cụm được các nhà phát triển nghiệp dư lắp ráp từ máy tính bảng đơn và bắt đầu nghiên cứu tạo ra bảng cụm.
Ngày nay, bảng cụm của chúng tôi rất đơn giản và chủ yếu hướng đến những người yêu thích công nghệ gốc trên nền tảng đám mây, tìm hiểu những điều mới và thử nghiệm.
Khu nhà
Vậy đâu là giải pháp, đâu là bản chất. Điểm mấu chốt là cung cấp cho nhà thiết kế các khối xây dựng (Building Blocks) từ đó bạn có thể lắp ráp một cơ sở hạ tầng cạnh rẻ hơn trên các máy chủ cổ điển, thiết bị di động mà không cần hộp kim loại cồng kềnh, không yêu cầu các điều kiện vận hành đặc biệt như phòng máy chủ, tiết kiệm năng lượng, tiêu chuẩn hóa về mặt mô-đun và với khả năng mở rộng nhanh chóng lên hàng chục, hàng trăm nút tính toán (bộ xử lý).
bảng cụm
Bo mạch ITX mini kết nối nhiều mô-đun điện toán thông qua mạng tích hợp, cung cấp giao diện ngoại vi và điều khiển các mô-đun
Mô-đun máy tính
Bo mạch ở dạng SO-DIMM chứa bộ xử lý và RAM, bộ nhớ flash tùy chọn để lưu trữ hệ điều hành
Một trong những cấu hình dự kiến của phiên bản Turing V2
Bằng cách kết hợp bảng cụm và mô-đun điện toán, bạn có thể dễ dàng tạo cơ sở hạ tầng cho hơn 20 bộ xử lý (ví dụ bên dưới), hoạt động êm ái và tiêu thụ điện năng thấp. Bản thân bảng cụm làm tăng hiệu quả của khối lượng sử dụng. Cụm ví dụ để so sánh
Dựa trên SBC*
24 CPU
Được đăng bởi Afkham Azeez
Dựa trên Turing Pi
21 CPU
Tác giả
* SBC - Máy tính bảng đơn
Người đồng sáng lập Rancher Labs và tác giả của k3s đã không thờ ơ với cách tiếp cận này.
Đọc thêm về các khối xây dựng.
Mô-đun máy tính
Để chứng minh khái niệm, chúng tôi đã chọn Mô-đun điện toán Raspberry Pi, đây là cấu hình hoàn hảo để bắt đầu. Cộng đồng RPi đang hoạt động, không có vấn đề gì với phần mềm, bản thân mô-đun này có định dạng SO-DIMM (6 x 3 cm), giá cả phải chăng, chứa CPU 4 nhân, RAM 1 GB và 8, 16 hoặc 32 GB tùy chọn bộ nhớ flash cho hệ điều hành và các nhu cầu hệ thống khác. Yếu tố hình thức này thường được sử dụng trong các giải pháp IoT công nghiệp.
Mô-đun tính toán Raspberry Pi 1/3/3+
Nhưng mô hình CM3 cũng có những hạn chế nghiêm trọng - tối đa. RAM 1 GB và Ethernet qua USB HUB với tốc độ tối đa lên tới 100 Mbps. Do đó, phiên bản thứ hai của Turing sẽ hỗ trợ Raspberry Pi 4 và RAM tối đa 8 GB cho mỗi mô-đun. Dưới đây là ví dụ về mô-đun Nvidia Jetson cho các tác vụ Điện toán tăng tốc. Có lẽ chúng sẽ được hỗ trợ trong phiên bản thứ hai, nếu chúng tôi giải quyết được một số vấn đề kỹ thuật thì chúng tôi có thể kết hợp các mô-đun.
Mô-đun điện toán Nvidia Jetson
Trong các mô-đun có tính năng quan trọng nhất, thoạt nhìn không rõ ràng. Khả năng tạo các mô-đun khác có hệ số dạng tương tự với bộ CPU, RAM và eMMC khác, dành cho các loại tác vụ khác nhau từ điện toán thông thường đến tính toán chuyên sâu về máy học. Điều này rất giống với các phiên bản AWS EC2, nhưng chỉ dành cho Edge. Đồng thời, phí cụm không thay đổi hoặc có những thay đổi nhỏ.
bảng cụm
Nó cũng có thể được gọi là bo mạch chủ hoặc bo mạch chủ, một hướng đi khá mới và ngày nay không có nhiều nhà sản xuất các giải pháp như vậy và chúng vẫn còn khá ở mức ban đầu, trong số đó có Pine64, MiniNodes, Clover Pi, Bitscope Blade, PicoCluster ( cụm SBC). Cluster board kết nối các mô-đun với mạng, cung cấp năng lượng và cung cấp bus quản lý cụm (Cluster Management Bus), ít nhất chúng tôi đã quyết định thêm bus này và có vẻ như nó đã root.
Mặt trận
Quay lại
Băng thông bảng nối đa năng 12 Gbps
Khe cắm SD cho các mô-đun không có eMMC, ví dụ: bạn có thể giữ một vài mô-đun có SD để truy cập nhanh vào dữ liệu nút
Bảng cụm dựa trên chip chuyển mạch để cung cấp kết nối mạng của các mô-đun và truy cập vào mạng bên ngoài. Trong phiên bản hiện tại, chúng tôi sử dụng công tắc không được quản lý vì không có thời gian để tiến hành R&D chính thức, nhưng đối với phiên bản thứ hai, chúng tôi đã chọn một công tắc được quản lý tốt. Có thể định cấu hình ở chế độ 'nút chính làm bộ định tuyến' để phân phối mạng đến bảng, điều này là nếu cần có mức độ bảo mật cao hơn và cách ly nhân viên khỏi quyền truy cập bên ngoài, trong trường hợp đó, nút chính cũng phải có một máy chủ DHCP.
ứng dụng
Phiên bản hiện tại là phiên bản thử nghiệm và chúng tôi định vị nó như một giải pháp cấp độ đầu vào để nghiên cứu cụm là gì, làm việc với phần mềm hoặc kiểm tra giả thuyết trong các tổ chức, tìm kiếm ý tưởng mới, nói chung, chẳng hạn như phiên bản Lite.
Để bắt đầu, chúng tôi giới thiệu một loạt bài của Jeff Girling tuyệt vời, người đã đọc về chúng tôi trên Y Combinator, anh ấy là tác giả sách bán chạy nhất của Ansible for DevOps. Anh ấy được truyền cảm hứng đến mức đã thực hiện một bài đánh giá dài 6 tập, từ ý tưởng phân cụm nói chung đến các ví dụ thực tế khi làm việc với bảng, tìm hiểu về Kubernetes và những phần mềm nào có thể cài đặt
Chuỗi bài về cài đặt k3s trên cluster
Nói chung, tôi khuyên bạn nên xem xét từ đầu, nói chung là về phân cụm và Kubernetes bằng một ngôn ngữ dễ tiếp cận. Và một số hình ảnh từ cộng đồng
Cái gì tiếp theo?
Đầu tiên, tôi thực sự hy vọng rằng nó thú vị. Đây hoàn toàn là nội dung của tác giả, một nỗ lực để nhìn xa hơn chân trời. Thứ hai, tôi dự định viết phần thứ hai về thiết kế của Turing V2. Quá trình tìm kiếm sản phẩm diễn ra như thế nào, các phán đoán hợp lý, việc tìm kiếm các thuộc tính chính quan trọng. Bài viết sẽ bao gồm các bản phác thảo sản phẩm từ sớm nhất đến cuối cùng. Bài viết thứ hai sẽ được các chuyên gia sản phẩm chịu trách nhiệm về sản phẩm và sự phát triển của chúng trong các công ty đặc biệt quan tâm.
Và rất có thể sẽ có những bài đọc thực sự dài.
Nguồn: www.habr.com