Banana Pi Cluster für Hadoop – Teil 1 Hardware

Den Anstoß für meinen Banana Pi Cluster im Eigenbau hat ein Projekt in meiner Firma gegeben und irgendwie dachte ich mir es wäre prima, einen eigenen kleinen Cluster zu basteln und damit herum zu experimentieren. Aber welche Platine nimmt man? Ich habe mir einige angeschaut BeagleBone, CubieBoard, den Rasperry Pi natürlich und den Banana Pi. Meine Wahl fiel auf den Banana Pi, da er mit Gigabit Netzwerk und SATA Anschluß die Möglichkeiten für den schnellen Datentransfer mitbringt und mit Bananian ein schlankes und stabiles Betriebssystem zur Verfügung steht. Der Raspberry Pi mit dem ich bereits einige Erfahrung gesammelt habe, erschien mir für diese Art Anwendung zu langsam.

Beginnen wir aber von vorne. Die Idee war einen kleinen Linux-Cluster (jetzt Banana Pi Cluster) zu bauen, der mit 5 Knoten (einem Master und vier Worker-Nodes) arbeitet. Darauf zum Laufen bringen möchte ich Hadoop (Hadoop-Filesystem, Yarn und Spark, evtl. Cassandra DB und als Fernziel die verteilte Konvertierung von Videos mit HandBrake).

Die Einkaufsliste für den Banana Pi Cluster

Der Banana Pi kommt mit der leistungsstarken Dual-Core AllWinner A20 CPU (ARM Cortex A7) und 1 GB SDRAM DDR3. Die Graphics Processing Unit (GPU) ist die Mali 400, die auch OpenGL ES fähig ist. Der Banana Pi verträgt SD Karten von bis 64 GB und kann 2,5″ SATA Festplatten selbst mit Strom versoren. Angabegemäß können Platten mit bis zu 2TB angeschlossen werden. Es ist darauf zu achten, dass der Banan Pi mindestens ein mit 2 Ampere (A) abgesichertes Netzteil benötigt (ca. 1,7 A) und die SD Karten mindestens Class 10 sind.

Ausgestattet mit diesen Informationen habe ich bei reichelt.de gestöbert und das ergab folgende Einkaufsliste:

Mit den Platten muss man dafür so in etwas 500 Euro investieren. Wer nur auf den SD Karten arbeiten möchte kommtmit ca. 300 Euro hin.

Für den Aufbau des Clusters habe ich ein altes IKEA Regalbrett eines Billy-Regals verwendet und die Bauteile dort fixiert.

Der Aufbau des Banana Pi Cluster

Innerhalb weniger Tage kam die Lieferung von reichelt.de an und es war alles gut verpackt und in Ordnung. Das gilt auch jetzt noch. Es gab und gibt keinen Grund zur Beanstandung der bestellten Teile. Als erstes habe ich mir überlegt wie ich die Komponenten auf dem Regalbrett anordne und befestige. Weiterhin machte ich mir Gedanken wir ich die Kabel führen möchte, damit der Aufbau noch halbwegs geordnet aussieht und wartbar bleibt. Dabei ging es mir nicht darum ein wohnzimmertaugliches Setup zu gestalten, sondern eher einen Versuchsbaufbau, wo ich überall gut heran komme und damit ausprobieren kann.

Ich empfehle dringend dies vor Beginn de Aufbaus zu überlegen und auch die Kabellängen auszuprobieren. Es ist ärgerlich, wenn es dann nicht klappt, weil ein Kabel 10cm zu kurz ist oder nicht so gebogen werden kann, wie es benötigt wird.

Als erste habe ich den Turm aus den Banana Pi’s aufgebaut und diese einfach mit den Distanzhülsen übereinander geschraubt. Dabei habe ich die kurzen (15mm) Hülsen ganz unten als Füße verwendet. Um den Turm auf dem Regalbrett zu befestigen habe ich mit dem Akkubohrschrauber vier Vertiefungen in das Brett gebohrt und den Turm dort eingesteckt. So kann ich den Turm einfach vom Brett enfernen, falls einmal eine Platine ausgetauscht werden muss und er hält trotzdem auf dem Brett ohne zu verrutschen oder umzufallen.

Danach ging es daran die Festplatten in die Einbaurahmen einzubauen. Die Einbaurrahmen sind eigentlich für vertikale Befestigung in einem PCI-Slot gedacht. Um sie zu verwenden habe ich das Befestigungsblech für den PCI-Slot abgeschraubt und dann die Festplatten (jeweils zwei in einen Rahmen)

in die Rahmen geschraubt. Als Befestigung auf dem Regalbrett dienen zwei L-Winkel, die ich zum einen auf dem Brett verschraubt habe und zum anderen an die Einbaurahmen angeschraubt habe. Zum Anschluß der SATA-Festplatten muss sowohl das Stromkabel zum Banana Pi geführt werden, als auch das Datenkabel. Ich habe mich entschlossen diese Kabel von hinten unter dem Banana Pi Cluster Turm durchzuführen. So werden die Kabel nicht so stark geknickt und stehen auch nicht so hoch in der Gegend herum.

Im nächsten Schritt habe ich die Stromkabel, das USB-Netzteil verbunden und die Kabel mit Kabelbindern zusammen gefasst. Den TP-Link Gigabit Switch habe ich mittels zweier Schrauben auf dem Reegalbrett befestigt. Dafür kann man wunderbar die Löcher auf dem Boden des TP Link vewenden, die eigentlich für die Wandmontage gedacht sind. Abschließend dann nur noch mit den Patch Kabeln die Banana Pi’s mit dem Switch verbinden und dann sollte der Cluster auch schon fertig aufgebaut sein. Später habe ich noch das Regalbrett gekürzt (rechts vom Switch abgesägt). So passt derBanana Pi Cluster besser in das Regal in dem er jetzt steht. Die Dreifach-Steckdose verschwindet dann vom Brett und liegt hinter dem Regal.

Soweit zur verwendeten Hardware und zum Aufbau des Banana Pi Cluster. Im nächsten Teil werde ich beschreiben, wie ich die Rechner eingerichtet habe und welche (guten) Erfahrungen ich mit dem Betriebssystem Bananian gemacht habe.