Klaster biurowy

Modernizacja Serwera NAS w Oparciu o Klaster Raspberry Pi CM5 i Ceph

---

Podsumowanie i Cele Projektu:

Projekt ma na celu zastąpienie obecnego, nierozszerzalnego serwera plików (NAS) nowoczesnym, skalowalnym i wysoce wydajnym rozwiązaniem klastrowym. W odpowiedzi na ograniczenia istniejącej infrastruktury, zdecydowano się na budowę niestandardowego systemu opartego na płycie klastrowej DeskPi Super6C z sześcioma modułami Raspberry Pi Compute Module 5 (CM5). Celem jest stworzenie nie tylko pojemnego i bezpiecznego magazynu danych, ale również wielofunkcyjnej platformy obliczeniowej, która będzie wspierać wewnętrzne procesy deweloperskie.

Platforma Sprzętowa:

• Baza Klastra: DeskPi Super6C Raspberry Pi CM5 Cluster Board
• Moduły Obliczeniowe: 6x Raspberry Pi CM5 (model CM5016016: 4 rdzenie CPU, 16 GB RAM, 16 GB eMMC)
• Magazyn Danych: 6x Dysk NVMe o pojemności 1 TB (lub większej)
• Narzędzie Konfiguracyjne: Raspberry Pi Compute Module 5 IO Board (do wstępnej instalacji i konfiguracji poszczególnych modułów)

Plan i Etapy Realizacji Projektu:

1. Faza I – Walidacja Oprogramowania DONE

• Przeprowadzono udane testy weryfikacyjne systemu Gentoo Linux dla architektury aarch64 / arm64 z użyciem emulatora qemu-user.
• Potwierdzono możliwość instalacji i kompilacji kluczowych komponentów oprogramowania, w tym rozproszonego systemu plików Ceph, co było warunkiem koniecznym do kontynuacji projektu.

2. Faza II – Testy na Platformie Docelowej WAITING

• Po otrzymaniu komponentów sprzętowych, przeprowadzona zostanie instalacja i konfiguracja pojedynczego modułu CM5.
• W tej fazie wykonane zostaną testy wydajności, stabilności oraz kompatybilności sprzętowej.

3. Faza III – Wdrożenie Pełnego Klastra WAITING

• Montaż i uruchomienie wszystkich sześciu modułów w ramach płyty DeskPi Super6C.
• Wdrożenie i konfiguracja finalnej architektury oprogramowania na całym klastrze.

---

Schemat sieci biurowej przed modernizacją NAS

---

---

Planowana Architektura i Konfiguracja Docelowa:

• System Operacyjny: Na wbudowanych dyskach eMMC każdego modułu zostanie zainstalowany zoptymalizowany system Gentoo Linux (aarch64), służący jako podstawa operacyjna dla całego klastra.
• Rozproszony Magazyn Danych (Ceph): Dyski NVMe zostaną połączone w jeden, wysoce odporny na awarie i skalowalny system plików Ceph, który będzie stanowił główną przestrzeń dyskową serwera NAS.
• Usługi Plikowe: Klaster będzie udostępniał zasoby sieciowe za pomocą standardowych protokołów: NFS (dla systemów Linux/Unix), Samba (dla Windows) oraz AppleTalk (dla kopii zapasowych Time Machine z urządzeń Apple).
• Rozproszony Kompilator (distcc): Klaster będzie pełnił funkcję farmy kompilacyjnej, wspierając kompilację skrośną (cross-compilation) dla wielu architektur, w tym x86_64, i686, aarch64 oraz armv7a.
• Równoważenie Obciążenia (HAProxy): Zostanie wdrożony serwer proxy HAProxy skonfigurowany w trybie Round-Robin, aby równomiernie rozkładać obciążenie generowane przez żądania do usług działających na klastrze, zapewniając ich wysoką dostępność.

---

Schemat sieci biurowej po modernizacji NAS

---

---

Rezultat:

Wdrożenie projektu pozwoli na zastąpienie przestarzałego serwera NAS nowoczesnym, energooszczędnym i potężnym klastrem, który nie tylko rozwiąże problem braku miejsca, ale także dostarczy znaczącą moc obliczeniową na potrzeby wewnętrzne.

---