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|28核树莓派集群，顺便学docker，这里有个500美元方案


机器之心编译
机器之心编辑部
撸代码、写博客、动手做点好玩的东西是一个码农常见的进阶方式 。 很多大牛都有写博客的习惯 ， 动手能力更是不在话下 。 今天介绍的这位机器学习爱好者 WILL HO 也喜欢写博客 ， 他不仅自己注册了一个博客网站 ， 还搭了一个 28 核的树莓派集群来实现自托管 。 在此过程中 ， 他学到了 Linux、Docker、Docker Swarm、Kubernetes、DNS、TLS 和网络拓扑等很多方面的技能 。
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在最新的一篇博客中 ， WILL HO 介绍了自己搭建的 28 核树莓派集群 。 这个集群名叫 Kraken ， 用到了 7 个树莓派 3B 。
前面已经说过 ， WILL HO 搭建树莓派集群是为了实现自托管 ， 也就是托管自己用 Wordpress 搭建起来的博客网站 。 WordPress 是使用 PHP 语言开发的博客平台 ， 用户可以在支持 PHP 和 MySQL 数据库的服务器上架设属于自己的网站 ， 也可以把 WordPress 当作一个内容管理系统来使用 。
在此之前 ， 他也曾搭建过一个名为 Octopi 的树莓派集群（一个树莓派 1B + 和 4 个树莓派 1B） ， 但很快他就发现 ， 在这个集群上运行 Wordpress 有很大的性能瓶颈 ， 打开一个新的 Wordpress 博客的单页加载大约需要 10 秒！
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为了解决这一瓶颈 ， WILL HO 下决心对 Octopi 进行升级 ， 于是就有了我们今天文章的主角——Kraken 。 在以下的篇幅中 ， WILL HO 介绍了自己搭建 Kraken 的过程 。 如果你也有建树莓派集群的需求或者想学学 Docker 等工具 ， 可以参考作者的方式搭一个自己的集群 。
Kraken 概况
Kraken 由 7 个树莓派 3B 组成 ， 由一个 USB 充电器供电 。 WILL HO 本打算构建一个由 8 个节点组成的树莓派集群 ， 但消费级的网络交换机上的最大端口数为 8 个 ， 能容纳 7 个节点和一条到路由器的电缆 。
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另一种选择是使用具有 16 个端口的商业级网络交换机 ， 但这显然是不可能的 ， 看看价格 ， 劝退 。
用树莓派 3B 搭建的 Kraken 集群规格如下表：
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所需的零件清单如下表：
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值得注意的是 ， 作者选择了 32GB MicroSD 卡作为第一个节点的存储 ， 并希望它成为 Docker swarm 设置的主节点 。 作者预计 ， 还需要额外的存储空间来构建和部署 Docker 映像 。
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Kraken (上) 和 Octopi (下)
Kraken 千兆升级
作者发现自己经常在 Raspberry Pi 3B 的内置以太网端口上达到 100Mbps 的带宽限制 。 在大型文件的传输过程中 ， 传输速度甚至徘徊在令人沮丧的 8MB / 秒 。
受到 Jeff Geerling 的博客的启发 ， 作者发现 ， 使用 USB 千兆以太网适配器可以将带宽提高到 200Mbps 以上 。 于是 ， 他买了一堆便宜的 USB 千兆以太网适配器和一个千兆交换机 ， 开始升级 。
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便宜的 USB 千兆以太网适配器 。
附加零件清单：
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升级后 ， Kraken 看起来是这样的：
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Gigabit Kraken, Octopi and my cable management nightmare
如果所有成本都算下来 ， 打造这个 Kraken 集群总共花了 508.84 美元 。
基准判别
在升级之前运行 iperf ， 可以看到最大带宽是 93.1 Mbps 。
在安装千兆适配器之后运行 iperf ， 可以看到最大带宽为 224 Mbps！
有了这个简单的模块 ， 每个节点就获得了 131Mbps 的带宽 。 然而 ， 这些仍然只是理论上的速度 ， 因为典型的使用场景包括将从网络接收到的数据写入磁盘 ， 但是 iperf 只从网络接收数据 ， 而不将数据写入磁盘 。
一些注意事项
即使在 Web 服务中 ， 也不大可能持续地充分利用此新带宽 。 它主要有助于在首次加载时更快地传输大型资源（如图像数据） ， 之后 ， 用户的浏览器会缓存图像 。
此外 ， Raspberry Pi 1 至 3 型号中臭名昭著的共享 USB 2.0 总线也限制了实际带宽 。
对于未初始化的用户 ， 单个 USB2.0 总线的 480Mbps 理论单向宽带在以太网端口、SD 卡插槽和所有 USB 端口之间共享 。
带宽分布如下所示：
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尽管表格中的数字给人的印象是：这次升级没有带来性能上的提升 。 但它们代表的是最坏的情况 。 通常情况下 ， 人们期望在 web 服务器上进行的主要是读操作 ， 而很少进行写操作 。
在现实世界中 ， 带宽分配通常应如下所示：
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以上是作者对第二个树莓派集群的升级操作 ， 但是如果你已经熟悉 Docker 系统 ， 或者正在寻找高性能的家庭设置 ， 在此不建议使用此教程 。
为何选择此集群？
如果你对 Docker 和 Kubernetes 感兴趣 ， 作者强烈建议你上手搭个这样的集群 。 对此 ， 他给出了两个理由：
首先 ， 该集群与官方支持的最新版本 Docker 映像兼容 。 此外 ， Raspberry Pi 3B 在 armv7 CPU 架构上运行 。 最新的 Arm 处理器（arm64）向后兼容在 armv7 上编写和编译的所有代码 。 相反 ， arm64 处理器不向后兼容 armv6 处理器（Raspberry Pi 1 和 2） ， 因此它们正在被社区淘汰 。
其次 ， 对于大多数对带宽要求较高的应用程序 ， 该集群将是理想的选择 ， 例如托管你自己的博客 ， 文件同步服务 ， 媒体库管理器 ， 记笔记应用程序等 。 考虑到 Raspberry Pi 3 中的 USB 2.0 总线瓶颈 ， 如果你的应用程序需要大量持续的写入（例如对视频进行编码） ， 这个集群的性能可能无法达到要求 。
总而言之 ， 构建 Raspberry Pi 3 集群是学习 Docker 和集群的最经济有效的方式 ， 并且在可预见的将来仍将如此 。 因此 ， 如果你只是想接触 Docker ， 强烈建议你尝试一下 。


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