Mittwoch, 24. Februar 2016

ChinaCluster - Aufbau der Hardware


Mit dem ChinaCluster bin ich in den letzten Tagen recht gut vorangekommen. Der Aaron hat mir seine überragend gute Arbeit zugesendet. Und zwar einen Sockel mit bereits darauf aufgebauten Halterungen für die OrangePi - Nodes, das Netzteil, den Netzwerk-Switch, das Relais-Board und die Platinen zur Verteilung der Spannung des Netzteils zur Stromversorgung aller Komponenten.

Ich bin sehr begeistert von der Optik, der Verarbeitung und den vielen Details die Aaron eingearbeitet hat - sogar einen Dummy um die Abmessungen des Cubietruck nachzubilden hat er für den Aufbau hergestellt.

ChinaCluster

Hier ein paar Bilder von den Details.

Der Cubietruck-Dummy
Die Stromverteiler-Platine
Relais-Board
Netzteil
Die Halterungen für die Nodes
Netzwerk-Switch

Da Aaron bereits alle Komponenten fertig aufgebaut hatte konnte ich direkt mit der Verkabelung starten und die Position des Cubietruck - der noch zwei Zusatzplatinen aufgesteckt hat - festzulegen und einzurichten.
Aufgrund der enormen Abmessungen sitzt der Cubietruck doch an einer anderen Stelle als zuvor, wo er jedoch aufgrund der zusätzlich an diesen befestigten Platinen weniger Platz benötigt.
Neue Position vom Cubietruck

Die Verkabelung war insgesamt weniger spektakulär. Die Netz-Leitungen wurden mit entsprechend isoliertem flexiblen Kabel gelegt, dabei habe ich Kabelschuhe verwendet um den Netzschalter - in den auch gleich die Kaltgerätebuchse und eine 1A Sicherung integriert ist - an das Netzteil anzuschließen.


Kabel am Netzschalter/der Kaltgerätebuchse
Verkabelung am Netzteil


Die Platinen zum versorgen einzelner Komponenten sind mit jeweils zwei Adern an das Netzteil angeschlossen, die Verbindung wird auch hierbei über Schraubklemmen bewerkstelligt.

Stromverteiler-Platinen mit Verkabelung

Der Cubietruck und der Netzwerk-Switch sind direkt mit dem Netzteil verbunden.
Die OrangePis, der Cubietruck sowie der Netzwerk-Switch werden jeweils über DC-Stecker mit Spannung/Strom versorgt und erhielten jeweils einen Ground-Leitung. Die 5V führenden Zuleitungen werden für die OrangePis über das Relais-Board gesteuert. Die Steuerleitungen des Relais-Boards laufen von der Platine direkt auf eine der Erweiterungs-Platinen am Cubietruck. Nicht jedoch die Spannungsversorgung der Relais-Platine. Diese ist gesondert an 5V und GND angeschlossen.


Relais-Board mit Verkabelung

Der wohl am unhandlichste Teil der Verkabelung sind aktuell noch die Netzwerkkabel. Diese sind mit ihren 50cm drastisch zu lang. Auch ein aufrollen und wickeln hilft nicht darüber weg das diese übermäßig über die definierten Dimensionen des Innenlebens herausragen. Hier muss noch eine Lösung geschaffen werden, am einfachsten kürzt man die Kabel und Crimpt diese auf einer Seite neu.
Die maximale Länge welche noch zu verlegen wäre, aber nicht stören würde liegt bei etwa 15-20cm.


Netzwerkkabel-Größe


Auch das TFT-Display und das MX-Board haben bereits einen Anschluss gefunden und sind bereit um später, sobald die Wände des Gehäuses und der Deckel das Cluster fertiggestellt sind, eingebaut zu werden. Die Aktuelle provisorische Position sieht man im folgenden Bild.

MX-Board und TFT-Display

Zum Status der Software kann ich die folgenden Punkte nennen:
  • Alle Nodes verfügen über eine 8GB SD-Karte von denen das darauf installierte Linux gestartet werden kann (armbian basierend).
  • Der Cubietruck bootet ebenfalls von einer 8GB SD-Karte ein Linux (armbian).
  • Die ChinaCluster Management Software läuft auf dem TFT-Display und ist mit den Tastern auf dem MX-Board bedienbar.
  • Die ChinaCluster Management Software kann die Nodes und den Cubietruck steuern (reboot shutdown reset), teils per SSH oder über das Relais-Board.
  • Die ChinaCluster Management Softwareüberwacht den Zustand der Nodes per ICMP-Ping.
  • Die Cluster-Nodes erhalten per DHCP-Server eine Cluster-Interne IP-Adresse (gesondertes Netzwerk).
  • Der Cubietruck ist Firewall und Router für die Cluster-Nodes, welche per NAT auf das externe Netzwerk zugreifen können.
  • Der Cubietruck stellt per NFSD für das Clustering spezifische Software (z.B. OpenMPI) für alle Nodes bereit.
  • Beim Systemstart des Cubietruck wird eine Sequenz gestartet welche nach und nach die Nodes einschaltet und booten lässt.
  • Die Netzwerkverbindung des Cubietruck in mein Intranet wird gerade über WLAN hergestellt. Mit dem ChinaCluster Manager ist es jedoch möglich auf die zweite LAN - Schnittstelle umzuschalten. Diese wird über einen USB zu LAN - Adapter bewerkstelligt da die Cubietruck-eigene bereits für das interne Netzwerk verwendet.
Aktuell arbeite ich daran mein Management-Tool - welches die Cluster-Nodes automatisch auf meine Anforderungen konfigurieren und aktuell halten soll. Ich werde bei Gelegenheit und nach entsprechendem Fortschritt darüber berichten.


Das aktuelle Gesamtsystem

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