Bygg ett superkluster: Högpresterande databehandling med ZimaBoard

I hemmaserver-labb och klusterberäkning finns det entusiaster som älskar att utforska möjligheterna och tänja på gränserna för vad som kan uppnås med kompakta enheter. Renée, en passionerad tekniknörd och ZimaBoard-entusiast, gav sig in i ett superklusterprojekt som visade kraften och mångsidigheten hos dessa enkortsdatorer.

I den här artikeln pratar vi med Renée och fördjupar oss i hennes resa, från målen och utmaningarna i projektet till lärdomarna och framtidsplanerna för detta imponerande ZimaBoard-kluster.
Nedan följer de superprojekten:

Avsnitt 1: Att lära känna

Intervjuad: Renée

1. Kan du berätta lite om dig själv och din bakgrund?

Renée: Hej världen, jag heter Renée. Att kalla mig en nörd är en underdrift. Jag älskar science fiction och att titta på saker och försöka förstå hur de fungerar. Jag har alltid varit typen som mekar och utforskar vad som fungerar och vad som inte gör det. Jag plockar isär och bygger om för att se om jag kan göra förbättringar.

2. Hur kom du först i kontakt med ZimaBoard och dess community?

Renée: Jag ville fördjupa mig i klusterberäkning. När jag såg ‘Raid Owl’ bygga ett hyperkonvergerat kluster blev jag genast förälskad. Det var PRECIS vad jag letade efter – det uppfyllde mina behov och de flesta av mina önskemål.

3. Vad inspirerade dig att börja arbeta med enkortsdator-servrar?

Renée: Om vi går långt tillbaka i min bakgrund älskade jag att titta på USS Enterprise NCC-1701-D och dyka ner i den tekniska manualen, särskilt hur datasystemet fungerade. De hade något som kallades Isolinear-chips, som var enkortsdatorer i en klusteruppsättning, löst beskrivet på 1980-talet. En av mina första erfarenheter var med en Raspberry Pi Zero, som följde med gratis i ett nummer av Raspi Magazine. Jag arbetar med dedikerade programmerbara logikkontroller för industriellt bruk och var skeptisk till en början. Men jag blev förvånad över kapaciteten hos Raspberry Pi Zero och insåg att detta lilla steg kunde växa till något mycket större.

Avsnitt 2: ZimaBoard Superklusterprojektet

Intervjuad: Renée

1. Kan du ge oss en översikt över ditt superklusterprojekt? Vad var ditt huvudmål?

Renée: Min nuvarande uppsättning består av 6 ZimaBoards (5 som master-noder, 1 som lastbalanserare) och 20 Raspberry Pis som agentnoder. Jag gillar att arbeta med K3S och Rancher, men är öppen för att prova annan mjukvarustyrning. Jag ville skapa en rackmonterad lösning med gott om lagring och energieffektivitet.

För att uppnå detta installerade jag en Meanwell-strömförsörjning och använde en tom rackmonterad hylla med egna modifieringar. Med denna uppsättning ville jag få praktisk erfarenhet av nätverksinfrastruktur och cybersäkerhet, samtidigt som jag säkerställde en stabil produktionsserver för min 3-2-1-backupstruktur.

2. Varför valde du ZimaBoard för detta projekt?

Renée: Jag beställde initialt 5 ZimaBoards 832 med specifika mål i åtanke. Jag ville ha energieffektivitet, låg kostnad, inbyggt lagringsminne, minst 2 nätverksportar, USB 3.0, enkel återställningsmöjlighet, virtualiseringstrådar, x86-arkitektur och SSD- eller NVMe-utbyggnad. ZimaBoards uppfyllde alla dessa kriterier och var dessutom kostnadseffektiva för mitt hemmlabb.

3. Kan du beskriva processen för att sätta upp superklustret? Vilka var huvudstegen och utmaningarna?

Renée: Att sätta upp superklustret innebar infrastrukturuppsättning, inklusive en lastbalanserare och en NTP-server. Det var avgörande att ha dedikerade klusternätverk för att säkerställa smidig kommunikation mellan noderna. Utmaningarna inkluderade att hantera nätverkssaturation med flera noder, konfigurera separata switchar för kontroll-, kommunikations- och lagringsnätverk samt hantera resilveringsprocessen i Ceph eller Longhorn.

Jag använde 2,5G expansionskort för dedikerad lagringsnätverk och följde en systematisk process för att installera virtualiseringsplattformen, klustra servernoderna och distribuera agentnoder.

Avsnitt 3: Projektets påverkan och fördelar

Intervjuad: Renée

1. Vilka är de viktigaste fördelarna du upplevt med att använda ZimaBoards för ditt superkluster?

Renée: ZimaBoards erbjuder en förvånansvärt stor kapacitet för sin storlek och kostnad. De ger energieffektivitet, låg strömförbrukning och kan hantera olika arbetsbelastningar. Det inbyggda lagringsminnet och möjligheten till SSD- eller NVMe-utbyggnad säkerställer tillräcklig lagring för mitt klusterbehov. ZimaBoards har också bättre nätverksmöjligheter jämfört med liknande alternativ i denna prisklass.

2. Hur har detta superklusterprojekt påverkat din lärande och kompetensutveckling?

Renée: Projektet har varit en enorm lärorik erfarenhet. Jag har fått praktisk erfarenhet av klusterlagring, nätverkssaturation och lastbalansering. Processen att sätta upp och underhålla superklustret har låtit mig utveckla mina färdigheter inom nätverksinfrastruktur, cybersäkerhet och klusterhantering. Det har breddat min kunskap och förståelse för distribuerade datorsystem.

Avsnitt 4: Framtidsplaner och råd

Intervjuad: Renée

1. Vad är dina planer för framtiden för ditt superklusterprojekt?

Renée: Mina omedelbara planer är att stabilisera den nuvarande uppsättningen och integrera den i min produktionsmiljö. Jag vill optimera klustrets prestanda och utöka dess kapacitet, till exempel genom att utforska möjligheterna med containerbaserad distribution. På lång sikt siktar jag på att använda detta kluster som en plattform för forskning och experiment inom olika områden, inklusive artificiell intelligens och dataanalys.

2. Vilket råd skulle du ge till andra som är intresserade av att bygga egna superkluster med ZimaBoards?

Renée: Var inte rädd för att prova olika konfigurationer och uppsättningar. Håll din produktionsmiljö separat från din testmiljö för att undvika störningar. Omfamna lärandeprocessen och var öppen för kontinuerlig förbättring. ZimaBoards är mer kapabla än de kan verka på papper, så underskatta inte deras potential. Slutligen, utforska möjligheterna med containerisering för att dra nytta av modulär distribution.

Slutsats:

Renées resa med att bygga ett superkluster med ZimaBoards visar potentialen och mångsidigheten hos dessa enkortsdatorer. Projektet understryker vikten av experimenterande, kontinuerligt lärande och att tänja på gränserna för vad dessa kompakta enheter kan åstadkomma.

Renées insikter och råd ger värdefull inspiration till ZimaBoard-communityn och uppmuntrar andra att utforska möjligheterna med klusterberäkning med dessa kostnadseffektiva och kapabla kort.

Gå med i IceWhale-communityn på Discord för att lära dig mer om Geekers och deras superprojekt. Du kan också hitta Renée på https://kessen.tech