MiniCluster
Hubert Högl, 11.4.2021
Der "MiniCluster" (siehe z.B. Definition Cluster) ist ein preiswerter selbstgebauter Rechencluster, der für verschiedene Experimente verwendet werden soll, für die man eben ein kleines Cluster benötigt. Wir haben in etwa folgende Ausstattung:
Ein "Hauptrechner" AMD Ryzen Embedded V1000 4X4 Box mit 16 GByte RAM
Der Rechner ist im Intranet der Hochschule sichtbar (Anbindung mit 1 GBit/s) und ist die Anlaufstation des Clusters. Über den zweiten Ethernet Anschluss der 4X4 Box geht es auf einen Gigabit Switch, an dem die "Worker" des Clusters angeschlossen sind.
Der Hauptrechner kann die Reset-Leitung der einzelnen Worker betätigen (muss noch implementiert werden). Damit sollen die Worker z.B. automatisiert mit Linux installiert werden können.
Vier "Worker Nodes" gibt es, das sind preiswerte Mini-ITX Boards mit Intel N3000 oder N4000 Prozessoren und jeweils 8 GB Speicher.
Als Zugabe ist noch ein Jetson Nano Board vorhanden, für Experimente die etwas "KI Power" erfordern. Er wird die IP Adresse 192.168.0.5 haben.
Somit ist ziemlich klar sichtbar, dass wir es nicht auf einen Preis im "High-Performance Computing" abgesehen haben, aber für einen gut funktionierenden Demonstrator sollte es allemal reichen. Dafür liegen unsere Ausgaben auch nur bei ein paar hundert Euro.
Meine aktuelle Ideenliste für Experimente mit dem Cluster enthält folgende Bereiche:
Docker und Docker Swarm https://www.docker.com
Kubernetes https://kubernetes.io/de
Rook https://rook.io
-
- KVM Virtualisierung
- Ceph (verteiltes Dateisystem auf mehreren Knoten
- ZFS Filesystem
Apache Spark https://spark.apache.org
DRDB, Distributed Replicated Storage System
Gluster https://www.gluster.org
Ceph https://ceph.io
OpenMP, https://www.openmp.org
Open MPI, https://www.open-mpi.org
FOG Project https://fogproject.org
Firewalls
Load Balancer
Job Queues
Verwendung
Den Hauptrechner erreicht man nur aus dem Intranet der Hochschule. Der DNS Name ist cluster4x4.informatik.hs-augsburg.de (IP 141.82.48.160). Sie bekommen Login und Passwort von mir zugeschickt, wenn Sie einen Versuch mit dem Rechner machen möchten.
Die vier Nodes sind wie folgt an den Hauptrechner angeschlossen.
Die Nodes kommen über den Hauptrechner auch ins Intenet. Auf den Fotos weiter unten sieht man die Nodes 1 bis 4 von links nach rechts im Rack verbaut.
cluster-node1
- Board: J1900I-C (Asus)
- RAM: 8 GByte
- MAC: 1c:87:2c:46:f9:a2
- SSD: SanDisk SSD Plus 240GB
cluster-node2
- Board: J1900I-C (Asus)
- RAM: 8 GByte
- MAC: 1c:87:2c:46:74:fd
- SSD: SanDisk SSD Plus 240GB
cluster-node3
- Board: Q1900B-ITX (Asrock)
- RAM: 8 GByte RAM
- MAC: 70:85:c2:0d:91:5c
- SSD: SanDisk SSD Plus 480GB
cluster-node4
- Board: J4205-ITX (Asrock)
- RAM: 8 GByte
- MAC: MAC: 70:85:c2:83:29:90
- SSD: SanDisk SSD Plus 480GB
Hinweis: Die ASUS Boards booten nicht, wenn kein Monitor angeschlossen ist. Abhilfe schafft ein Dummy-HDMI Adapter.
Bilder
Der MiniCluster wird in den nächsten Tagen (Mitte April 2021) fertig, deswegen fehlen noch ein paar Sachen auf den Bildern. Den kompletten Aufbau und die Planung dazu hat Michael Schäferling <Michael.Schaeferling@hs-augsburg.de> erledigt. Die Schreinerei der Hochschule hat den schönen Holzrahmen gemacht.