Aventia - Raspberry Pi Cluster

Ich bin im Web auf diesen Artikel gestossen, wo ein ein Student einen Cluster aus 32 Raspberry Pi gebaut hat. Dies hat mich dazu gebracht, selbst auch einen zu bauen. Da aber mehrere Raspberrys doch etwas kosten, habe ich mich auf 12 beschränkt.

Als ich mir Gedanken um den Aufbau machte, ergaben sich 2 Probleme.

  1. Wie befestige ich die Boards stabil?
  2. Wie sichere ich die Stromversorgung?

Aufbau

Der Student im Artikel hat einen Chip mit Überspannungsschutz gebaut und die Raspis so seriell am Strom angeschlossen. Da ich so etwas nicht gerade entwickeln/bauen möchte, habe ich mich mit dem USB-Anschluss begnügt, was aber viel mehr Kabel und Platz braucht. Ausserdem musste ich sicherstellen, dass jeder Raspberry genug Spannung (5V) hat. Darum habe ich industrielle USB-Hubs eingesetzt, welche diese Leistung erbringen.

Für das befestigen der Boards habe ich mir 2 Plexiglas platten zugeschnitten, welche mit 4 löcher versehen waren, dadurch kamen Gewindestangen, welche die Raspi’s in Position halten sollten. Da die neuere Generation von Raspi’s 2 M3-Gewindelöcher haben, konnte ich sie so auf die Stangen auffädeln und oben verschrauben. Leider war das Ganze dann ein bisschen instabil, da die Stangen dünner als die Löcher waren. Daher habe ich mir M3-Abstands-Schrauben gekauft, welche für die PC-Hardware gebraucht werden. Damit hatte ich einen gleichmässigen Abstand und konnte die Boards miteinander fest verschrauben. So ist es Rock-Solid.

Für das Netzwerk habe ich Slim-RJ45 Kabel und einen 16-Port Switch verwendet. Alles verkabelt und mit Kabelbinder befestigt – Soweit war die Hardware fertig.

Insgesamt kam doch einiges Zusammen:

  • 12x Raspberry Pi’s
  • 2x USB-Hub mit Micro-USB-Kabel
  • 12x RJ45 (slim)
  • 12x SD-Karte (8G)
  • 1x 16-Port Switch von Cisco
  • 30x Abstandsschrauben M3
  • 2x Plexiglas
  • 1x SD-Kartenleser

Inbetriebnahme

Für die Images der SD-Karte habe ich eine virtuelle Maschine auf ARM-Basis erstellt, mit dem Image von Archlinux, welches es für das Raspberry Pi zum download gibt. Dementsprechend habe ich es customized und wieder abgespeichert. Das fertige Image habe ich dann auf jede SD-Karte gespielt, wie es auf der ArchLinux-Downloadseite beschrieben ist. Die Netzwerkeinstellungen habe ich auf DHCP belassen, und die Boards nach und nach im DHCP erfasst und eine Feste IP vergeben. Damit lässt sich später die Boards zu einem Hostname zuordnen.

Was ich mit dem Raspberry Pi Cluster noch alles mache, wird sich zeigen. Theoretisch lässt sich so einen Supercomputer simulieren (Multi-Node Berechnungen) oder das aktuelle Thema mit Datawarehouses, Bigdata (Hadoop) oder Filesystem-Cluster wie Ceph oder GlusterFS.

Wir werden sehen :)

Aventia

Ich nenne ihn “Aventia” (Aventia war die Quellgötting der nach ihr benannten helvetischen Stadt Aventicum)
Quelle: Wikipedia

Hier ein paar Impressionen:

Aventia - Rasperry Pi Cluster