树莓派堆叠

机架(rack)

互联网上有销售将树莓派转换成机架方式安装的面板 Raspberry Pi 19 inch Rack mount ,但是密度不高,并且仅限于前面板,没有充分使用机架全部部署空间。(也可能是作为X86服务器补充,所以仅占用极少空间)

我的树莓派堆叠

随着树莓派社区技术不断发展,市场上逐渐出现越来越多的树莓派 堆叠 产品,方便组合成集群化运行。在淘宝上,就有很多卖家出售树莓派的组装零配件,以及配套的散热装置(散热片、风扇)。

我购买了一套堆叠配件,组装成 边缘云计算构建 集群:

../../../_images/edge_cloud_pi.jpg

使用8口千兆小交换机互联,树莓派占用6个端口,剩余的2个端口,一个用于连接 Jetson Nano (构建基于GPU的 Machine Learning Atlas ),另一个则上联其他交换机。

完全组装好可工作状态图示如下:

装配说明:

不足和改进构想

之所以我采用上述 3台 树莓派Raspberry Pi 3 和 3台 树莓派Raspberry Pi 4 来组建树莓派集群,是因为历史原因,我陆续采购了不同代的多个树莓派,这些都是沉没成本。

虽然我更看好 Turing Pi 树莓派mini集群 (尚未上市),但是从计算性能来看,树莓派迟迟没有推出5代产品,所以采用之前已经购买到的 树莓派Raspberry Pi 4 来完成计算,性能上还是一样的,只是组装后集群硬件比较繁杂,不是很美观。

考虑到 Turing Pi 树莓派mini集群 有可能比较昂贵,而淘宝上现成的 树莓派Compute Model 4计算模块 配套简化底板已经具备了 m2 接口PCIe SSD支持,可以非常紧凑地实现存储集群(是的,不再需要外接USB的SSD存储),所以我考虑后续改进的方案应该是:

  • 使用 3 个 树莓派Compute Model 4计算模块 + 简化版底板(支持m2接口PCIe存储) 堆叠

  • 使用1个 4口千兆小交换机互联设备

  • 使用一个微型4口USB电源

如果要进一步缩小尺寸(省略交换机),考虑采用:

  • 2个 树莓派Compute Model 4计算模块 + 简化版底板(支持m2接口PCIe存储) 堆叠

    • 双存储构建 Gluster Atlas 分布式存储,实现数据冗余

  • 1个 NanoPi 提供双千兆网络,通过这两个网口连接上述2个树莓派,通过Linux内核实现switch功能

    • 可以省却交换机

    • 如果NanoPi的USB供电稳定,甚至可以省却USB电源,通过NanoPi实现树莓派的电力供应

如果上述方案总体成本能够低于 Turing Pi 树莓派mini集群 ,则可以尝试;如果高于或接近 Turing Pi 树莓派mini集群 ,则还是采用 Turing Pi 树莓派mini集群 实现集群

软件

树莓派硬件性能有限,为了能够充分发挥硬件性能,精简操作系统和应用软件势在必行: