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)

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:

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:

使用1个4端口输出USB电源，其中3个USB接口电源输出给3个树莓派Raspberry Pi 4
3个树莓派Raspberry Pi 4 外接 USB SSD 移动硬盘(替代TF卡提高存储性能)，使用树莓派环境安装Alpine Linux到USB磁盘启动
树莓派Raspberry Pi 4 的USB 2.0接口插USB线串联为树莓派Raspberry Pi 3 提供电源(可以节约USB电源，安装更紧凑)
树莓派Raspberry Pi 3 使用64GB规格的TF卡运行( K3s - 轻量级Kubernetes 管控节点，硬件要求较低 )
树莓派Raspberry Pi 3 产生热量较少，所以散热片使用的是比较小巧的小散热片，堆叠后有较大空隙，这个空隙正好把树莓派Raspberry Pi 4 使用的西部数据Passport SSD移动硬盘塞进去

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:

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

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: