Proč potřebujete cluster Raspberry Pi?

Clustery výpočetních zařízení jsou jedním z nejúčinnějších způsobů, jak zvýšit rychlost a výkon výpočetní techniky. Ale proč používat cluster Raspberry Pi? Odpověď je jednoduchá – kvůli malým rozměrům, nízké ceně a vysokému výkonu.

Raspberry Pi – je jednodeskový počítač, který se stal skutečným hitem na trhu s elektronikou. Je vybaven procesorem ARM, operační pamětí RAM a lze na něm provozovat různé operační systémy včetně oblíbeného Raspbianu. Pro mnoho lidí však Raspberry Pi slouží výhradně jako domácí multimediální centrum nebo herní konzole. V rukou zkušeného uživatele se ale cluster Raspberry Pi může stát mocným nástrojem pro provádění složitých výpočtů a zpracování dat.

Výhody Výhody použití clusteru Raspberry Pi jsou zřejmé. Za prvé je snadno škálovatelný – můžete přidat nové uzly clusteru a zvýšit tak jeho propustnost a výpočetní výkon. Za druhé, cluster Raspberry Pi lze sestavit nezávisle na dostupných komponentách, což je mnohem levnější než nákup hotového řešení.

Výhody clusteru Raspberry Pi

Cluster Raspberry Pi poskytuje řadu důležitých výhod, které pomáhají řešit složité problémy a zvyšují efektivitu systému.

1. Vyšší výkon: Kombinace výpočetního výkonu více Raspberry Pis může poskytnout významné zvýšení výkonu. To je užitečné zejména pro výpočetně náročné výpočty.

2. Škálovatelnost: Cluster Raspberry Pi lze snadno škálovat přidáním nových uzlů. To umožňuje systému přizpůsobit se měnícím se potřebám a zlepšit jeho výkon, aniž by bylo nutné vyměnit celou infrastrukturu.

3. Spolehlivost: Rozdělení úloh mezi několik uzlů clusteru zajišťuje vyšší spolehlivost systému. Pokud jeden uzel selže, ostatní mohou pokračovat v provozu bez přerušení procesu.

4. Úspora nákladů: Raspberry Pis jsou cenově dostupná zařízení, která vám umožní vytvořit cluster za relativně nízkou cenu ve srovnání s tradičními servery. To platí zejména pro začínající projekty a malé podniky.

5. Učení a výuka: Cluster Raspberry Pi je skvělý pro učení a výuku o paralelních počítačích a distribuovaných systémech. Poskytuje praktické zkušenosti s vysoce výkonnými výpočty a paralelními algoritmy.

Cluster Raspberry Pi je skvělý pro širokou škálu úkolů, od vědeckého výzkumu a zpracování velkých dat až po vytvoření vlastního systému s vysokou zátěží.

Zvýšený výpočetní výkon

Každý uzel v clusteru Raspberry Pi může dělat svou část práce tím, že rozdělí úlohu na menší dílčí úlohy a spustí je paralelně. To umožňuje výrazně zkrátit dobu provádění úlohy, protože každý uzel může pracovat na své straně současně.

Raspberry Pi cluster lze také použít ke zpracování velkého množství dat. Každý uzel může zpracovat svou vlastní část dat a poté lze výsledky zkombinovat a vytvořit tak celkový výsledek. To umožňuje efektivnější provádění úloh, které vyžadují vysoký výpočetní výkon a zpracování velkého množství dat, jako jsou vědecké výpočty, modelování, analýza dat a strojové učení.

Cluster Raspberry Pi navíc poskytuje možnost horizontálního škálování, tedy přidání nových uzlů do sítě pro zvýšení výpočetního výkonu. Díky tomu jsou clustery Raspberry Pi velmi flexibilní a škálovatelná řešení, která vám umožní přizpůsobit výpočetní infrastrukturu potřebám konkrétního úkolu nebo projektu.

Výhody použití clusteru Raspberry Pi ke zvýšení výpočetního výkonu:
1. Paralelní zpracování úloh
2. Zpracování velkého množství dat
3. Horizontální měřítko

Efektivita nákladů a energetická účinnost

Použití clusteru Raspberry Pi má řadu výhod, včetně nákladové efektivity a energetické účinnosti. Nasazením clusteru více Raspberry Pis můžete ušetřit značné náklady ve srovnání s jinými typy serverů.

Za prvé, Raspberry Pi jsou malá a kompaktní zařízení, která spotřebují mnohem méně energie než běžné servery. Spotřebují pouze asi 2,5 wattu energie, díky čemuž jsou velmi energeticky účinné. To také znamená, že můžete hodně ušetřit na účtech za energii.

Za druhé, Raspberry Pis jsou relativně levné. Jsou mnohem levnější než většina serverů a můžete sestavit cluster několika Raspberry Pis za cenu jednoho běžného serveru. To je skvělé řešení pro ty, kteří mají omezený rozpočet nebo chtějí ušetřit na vybavení.

Raspberry Pi je navíc od základu navrženo tak, aby bylo co nejefektivnější z hlediska zdrojů. Jsou vybaveny procesory s nízkou spotřebou a jsou optimalizovány pro lehkou zátěž. To vám umožní zvýšit produktivitu a zároveň ušetřit energii.

Celkově je použití clusteru Raspberry Pi nákladově efektivní a energeticky efektivní řešení. Umožňuje ušetřit náklady, jak při nákupu zařízení, tak během provozu. Cluster Raspberry Pi může být navíc skvělou volbou pro různé scénáře, kde je vyžadována škálovatelnost a flexibilita.

Každým rokem je na internetu více a více odpadků, reklam a potenciálních hrozeb pro uživatele. Stává se docela obtížné chránit se před neustálým sledováním a odstranit všechny nepotřebné věci ze stránek, které navštěvujete.

Nyní vám povíme o řešení, které si získává na oblibě tzv Pi-hole.

Pi-hole – je speciální sestavení založené na Linuxu, které vám umožňuje blokovat reklamy a ukládat důvěrná data při práci online. Blokování probíhá na úrovni DNS a umožňuje flexibilní konfiguraci seznamů zakázaných zdrojů.

Sestava byla původně vyvinuta pro práci na jednodeskových počítačích Raspberry Pi, ale nyní jej lze nainstalovat na jakýkoli počítač se systémem Linux.

Pi-hole dokáže bojovat s bannerovými reklamami, všemi druhy skriptů a špionážními webovými aplikacemi, které monitorují uživatele. To vše umožňuje zrychlit načítání stránek a snížit spotřebu provozu, což se bude hodit při omezeném připojení.

Co potřebujeme

Samozřejmě náš oblíbený jednodeskový počítač „Raspberry Pi“:

Vyberte si model s pouzdrem a napájecím zdrojem. Většina nabíječek smartphonů nemusí být vhodná.

Vejdou se pouze tři modifikace třetí a čtvrté verze (Raspberry Pi 3A+, 3B+ и 4B), které jsou vybaveny Wi-Fi modulem podporujícím standard ac. „Raspberry Pi“ bude fungovat v domácí síti a pomůže filtrovat provoz, k tomu musí podporovat všechny běžné standardy bezdrátového přenosu dat.

Budete také potřebovat paměťovou kartu. microSD od 2 GB. Pravděpodobně se vám na stole povaluje pár starých flash disků z fotoaparátů nebo smartphonů Android. Dokonce i „gigabajtová“ karta bude stačit, pokud nainstalujete systém bez grafického prostředí.

Jak nastavit Pi-hole na Raspberry Pi

1. Stáhněte si obrázek operačního systému Raspbian z oficiálních stránek.

Raději vyberte verzi Raspbian Buster s desktopem, v případě potřeby získat systém s grafickým rozhraním a pracovní plochou. V opačném případě budou muset být všechny manipulace se zařízením provedeny prostřednictvím příkazového řádku.

2. Stáhněte a nainstalujte aplikaci Etcher pro zápis obrázku na paměťovou kartu.

3. Paměťovou kartu microSD připojíme k počítači. Ano, mohou zde nastat určité potíže. Většina moderních počítačů Mac bude vyžadovat externí adaptér a možná i adaptér na kartu SD na microSD.

4. Zapište obrázek Raspbian na paměťovou kartu pomocí aplikace Etcher.

5. Nainstalujeme kartu do Raspberry Pi a připojíme „Raspberry“ k síti.

Dále budeme muset určit způsob správy našeho jednodeskového počítače. Pokud máte USB klávesnici a monitor, můžete si obrázek zobrazit na obrazovce, nebo si otevřít přístup přes protokol SSH a nakonfigurovat systém na dálku.

Více o správě Raspberry přes SSH si můžete přečíst v tomto článku.

Chcete-li povolit SSH, musíte:
▸ Na paměťové kartě s nahraným obrázkem pro Raspberry Pi najděte část Boot.
▸ Vytvořte v něm soubor ssh bez přípony.
▸ Nainstalujte kartu do Raspberry, po spuštění se připojí SSH.
▸ Pro počáteční nastavení budete muset připojit Raspberry Pi k routeru pomocí síťového kabelu.

6. В Terminál na Raspbian nebo in Terminál na počítači po připojení k SSH zadejte příkaz:

7. V sekci Možnosti sítě Wi-Fi jsme nastavili, pokud jsme se poprvé připojili přes kabel.

Vezměte prosím na vědomí, že pro připojení k síti 5 GHz musíte přejít do sekce v konfiguraci Raspbian Možnosti sítě – Změnit zemi Wi-Fi a specifikujte region US. Jinak systém uvidí pouze sítě 2.4 GHz.

8. V nastavení routeru nastavte statickou IP adresu pro Raspberry.

9. Skript pro instalaci Pi-hole na Raspberry Pi spustíme příkazem:

sudo curl -sSL https://install.pi-hole.net | bash

10. Během procesu instalace vyberte server DNS poskytovatele. Můžete si vybrat Google nebo OpenDNS a vybrat navrhované seznamy adres pro blokování obsahu.

11. Souhlasíme s instalací webového rozhraní.

12. V posledním kroku si zapamatujte vygenerované heslo pro přihlášení do systému.

13. Po dokončení procesu přejděte v prohlížeči na počítači nebo smartphonu na adresu: http://ip-adresa-malin/admin a přihlaste se pomocí přijatých přihlašovacích údajů.

Jak směrovat provoz přes Pi-hole

Aby systém fungoval, musíte nakonfigurovat filtrování dotazů DNS. K tomu budete muset použít nakonfigurované Raspberry Pi jako lokální DNS server.

To lze provést pro všechna zařízení v síti konfigurací pouze domácího routeru nebo pro několik zařízení nastavením parametrů na každém z nich.

Jak nastavit DNS na routeru:

1. Pojďme k webovému rozhraní routeru.

2. V sekci nastavení DHCP najít parametr DNS server.

3. Zadáme IP adresu našeho Raspberry Pi.

4. Uložte konfiguraci a restartujte router.

Jak nastavit DNS na iOS:

1. V nastavení iPhonu nebo iPadu přejděte do sekce Wi-Fi.

2. Klikněte na indikátor “I” v blízkosti bezdrátové sítě, kterou používáte.

3. V sekci Nastavení DNS vyberte režim Ručně.

4. Uvádíme IP adresu „maliny“

Jak nastavit DNS na macOS:

1. В Nastavení systému otevřená sekce Síť.

2. Vyberte aktuální připojení a stiskněte tlačítko Dodatečně…

3. Na kartě DNS přidejte novou adresu.

4. Do řádku zadáme IP adresu Raspberry Pi.

Co dělat dál

Zpočátku je systém Pi-hole nakonfigurován tak, aby blokoval běžné anglické reklamní IP adresy a v naší realitě bude prakticky k ničemu. Efektu si všimnete při návštěvě zámořských webů, jako je Amazon nebo Ebay.

Chcete-li rozšířit možnosti, budete muset ručně přidat příslušné seznamy bloků.

Vše závisí na vašich potřebách. Pi-hole můžete nakonfigurovat tak, aby blokoval reklamy, zakázal sledování aktivity uživatelů v síti nebo odstraňoval škodlivé a nebezpečné skripty ze stránek.

Seznamy blokovaných adres by měly být aktualizovány a pravidelně aktualizovány. Každý z vás může nezávisle najít vhodné seznamy a přidat je pomocí následujícího algoritmu:

1. Přejděte do webového rozhraní Pi-hole prostřednictvím prohlížeče v počítači nebo smartphonu.

2. Otevření sekce Černé listiny.

3. Vložíme odkaz na seznam bloků a přidáme.

4. Restartujte Pi-hole z nabídky Nastavení.

Zde jsou příklady seznamů bloků pro různé účely:

Existuje mnoho dalších seznamů bloků dostupných online pro různé účely.