Raspberry Pi mit ClusterHAT: Den kleinsten Cluster der Welt bauen, Teil 1

Ein Raspberry Pi, ein ClusterHAT und vier Pi Zeros: So bauen Sie den kleinsten Cluster der Welt und lernen dabei Netzwerk- und Cluster-Technologien kennen.

Lesezeit: 11 Min.
In Pocket speichern
vorlesen Druckansicht Kommentare lesen 24 Beitr?ge

Ein Raspberry Pi, vier Pi Zeros und eine ClusterHAT-Aufsteckplatine machen aus fünf Bastelrechnern einen Computercluster mit der MFLOPS-Rechenleistung eines Cray-1 Supercomputers von 1975

(Bild: Michael Plura)

Von
Inhaltsverzeichnis

Der britische Entwickler Chris Burton hat mit dem ClusterHAT eine Aufsteckplatine für den Raspberry Pi entwickelt, in die sich vier Raspberry Pi Zeros einstecken und vernetzen lassen. Zusammen mit einer speziellen Raspian-Distribution ergibt das einen winzigen, aber voll funktionsf?higen Rechencluster. Der ClusterHAT bietet damit einen preiswerten Einstieg, um Netzwerk- und Cluster-Technologien kennenzulernen. Darauf aufbauend kann man etwa ein kleines Rechenzentrum betreiben sowie Software in C oder Python für Cluster programmieren.

Die dem ClusterHAT zugrunde liegende Idee ist bestechend einfach: Man kann einen Raspberry Pi Zero im USB-On-The-Go-Modus (OTG) betreiben und dabei die Stromversorgung und die Kommunikation über eine einzige Micro-USB-Buchse abwickeln. Das funktioniert nur über die mit "USB" bezeichnete USB-Buchse (J10), nicht mit der PWR-Buchse (JP1). Die Verbindung zum Rest der Welt stellt ein einziges Micro-USB-Kabel her, dessen anderes Ende beispielsweise im PC steckt. Der muss dem am USB-Bus h?ngenden Pi Zero einen Netzwerkzugang für SSH-Zugriffe bieten oder kann notfalls auch über USB auf die serielle Konsole des Pi Zero zugreifen. Der Pi Zero startet ganz banal über seine Micro-SD-Karte, alternativ kann er auch über das Netzwerk booten – und das geht sogar über die OTG-USB-Verbindung. über einen USB-Hub lie?en sich an einem PC so mehrere Pi Zeros im OTG-Modus booten und betreiben, wobei der Kabelverhau wenig professionell aussieht.

Burton hat dafür eine elegante L?sung: Die ben?tigten Micro-USB-Stecker für die Pi Zeros l?tet er auf eine Platine, die praktischerweise den Formfaktor und die Funktionsweise eines Raspberry Pi HAT bietet. HAT steht für Hardware Attached on Top und beschreibt allgemein die Erweiterungsplatinen für den Rasperry Pi. Im Fall des klassischen ClusterHAT hat die Platine, die auf die GPIO-Leiste eines Raspberry Pi 1A+/B+, 2, 3 oder 4 aufgesteckt wird, vier Micro-USB-Stecker und somit Platz für bis zu vier Pi Zeros. Ein voll bestückter ClusterHAT ist damit ein kleines Abbild eines klassischen Clusters: Ein Host- oder Master-System mit SSH-Zugang dient als Basis zur Steuerung und Kontrolle der Cluster-Nodes und stellt die Verbindung zum übrigen Netzwerk her. Die Nodes sind über ihr eigenes (OTG-USB-)Netzwerk miteinander und mit dem Host verbunden und k?nnen so kommunizieren und Daten austauschen.

Immer mehr Wissen. Das digitale Abo für IT und Technik.

  • Zugriff auf alle Inhalte von heise+
  • exklusive Tests, Ratgeber & Hintergründe: unabh?ngig, kritisch fundiert
  • c't, iX, Technology Review, Mac & i, Make, c't Fotografie direkt im Browser lesen
  • einmal anmelden – auf allen Ger?ten lesen - monatlich kündbar
  • erster Monat gratis, danach monatlich 9,95 €
  • W?chentlicher Newsletter mit pers?nlichen Leseempfehlungen des Chefredakteurs
GRATIS-Monat beginnen Jetzt GRATIS-Monat beginnen Mehr Informationen zu heise+
汤姆叔叔影院