## Heim-DevOps-Cluster: Fallstudie zu einem Budget-Labor
Ein Heimlabor zum Schärfen von DevOps-Fähigkeiten erfordert keine Enterprise-Hardware. Dieses Projekt zeigt, wie man mit gebrauchten Teilen und cleveren Eigenmods einen funktionalen Cluster mit Basisausfallsicherheit aufbaut. Der Schwerpunkt liegt auf günstigen Komponenten und einer starken Bastelmentalität – perfekt für angehende Ingenieure.
Hardware: Server und ihre Merkmale
Der Cluster umfasst vier SuperMicro 5017C-MF-Server. Ein Highlight ist die Mischung aus Mainboards zweier Generationen. Ein Server nutzt ein X9SCL-F-Board (Xeon E3-1220v2, 8 GB RAM, 60 GB SSD für OS und 8 TB HDD für NFS), während die drei Worker-Nodes X10SLL-F-Boards haben (Xeon E3-1220v3, 16 GB RAM, 60 GB SSD). Der Generationsunterschied bestimmt die CPU-Kompatibilität: X9-Boards unterstützen CPUs der ersten und zweiten Generation, X10-Boards die der dritten und vierten.
Wichtige Server-Specs:
- Konsolen-Node (X9SCL-F): Xeon E3-1220v2, 8 GB RAM, 60 GB SSD (OS) + 8 TB HDD (NFS)
- Worker-Nodes (X10SLL-F): Xeon E3-1220v3, 16 GB RAM, 60 GB SSD (OS)
Die gemischte Architektur stört den Cluster-Betrieb nicht, da alle Server vernetzt und zentral gesteuert werden. Die größte Einschränkung – fehlende Unterstützung für neuere CPUs auf älteren Boards – ist für Lernzwecke kein Problem.
Netzwerk-Infrastruktur und Switching
Der Netzwerk-Switch ist ein Tenda-TEG1016M. Er wurde wegen seiner 16 Gigabit-Ports, der VLAN-Unterstützung und der kompakten Bauweise gewählt. Die VLAN-Funktionen sind für zukünftige Experimente zur Netzwerkisolierung reserviert, was für das Verständnis von Sicherheit und Segmentierung essenziell ist.
Der Switch ist mit maßgefertigten 3D-gedruckten Halterungen rackmontiert. So wird Platz optimal genutzt und eine stabile Befestigung gewährleistet. Tenda punktet mit dem niedrigen Preis (ca. 2.000 Rubel) und einer Bandbreite, die für einen Heimcluster locker reicht.
Notstrom: Aufrüstung einer alten USV
Die Einrichtung basiert auf einer APC PowerStack 450, einer USV aus früherer Generation. Trotz des Alters bietet sie starke Vorteile: COM-Port-Steuerung über apcupsd, automatische Batteriediagnose und detailliertes Monitoring. Die Nennleistung von 280 W (450 W Spitze) meistert die Cluster-Last mühelos.
Ein echtes Projekt-Highlight: Ein 220V-auf-12V-Netzteil wurde im USV-Inneren verbaut, um den Switch direkt zu versorgen. Dadurch wurden C-13-Steckdosen freigegeben, und das externe Netzteil entfiel. Die Mod wurde nach Volllasttests durchgeführt, um Überlastungen auszuschließen.
Selbstgebauter Server-Rack: Von der Idee zum Fertigbau
Das Rack entstand aus aufgesammelten Materialien und spart bis zu 70 % gegenüber Fertigracks. Die Basis ist ein passgenaues Gehäuse aus laminierten Spanplatten (Breite = 2 Schienen + Server). Möbelschubladen-Schienen mit Push-To-Open-Mechanik sorgen für eine reibungslose 450-mm-Ausfahrt und einfachen Server-Zugriff.
Wichtige Bauelemente:
- 450-mm-Fahrtschienen für entspannten Server-Zugriff
- Kabelbinder aus Plastik für saubere Verkabelung
- 3D-gedruckte Halterungen für den Switch
- Zusätzliche Füße und Verstrebungen für Stabilität
Erste Versuche mit einem 8-Server-Rack scheiterten an fehlenden Metallwinkelverstärkungen. Die jetzige 4-Server-Version steht wie ein Fels und erlaubt vertikale Erweiterung – einfach einen weiteren Rack obendrauf.
Ergebnisse und Zukunftspläne
Das Projekt war in sechs Monaten mit einem Budget von ca. 50.000 Rubel fertig:
- Server: 25.000 Rubel (4 Server + HDD, SSD, Lüfter)
- USV: 4.000 Rubel (Gerät + Batterien + Mods)
- Switch: 2.000 Rubel
- Rack und Teile: 5.000 Rubel
Der Cluster betreibt zuverlässig Nextcloud, Element und Seafile mit grundlegender Ausfallsicherheit. Nächste Schritte: NFS-Optimierungen und ein Staubfilter für die Front. Geplant sind mehr Netzwerkbandbreite und VLAN-Einführung.
Wichtige Learnings
- Hardware-Flexibilität: Gemischte Server-Konfigs behindern Lernaufgaben nicht, erfordern aber Achtsamkeit bei CPU-Generationen.
- Basteln spart Geld: Eigenbau-Rack und USV-Upgrade halbieren oder dritteln die Kosten gegenüber kommerziellen Alternativen.
- Skalierbarkeit: Das Design erlaubt vertikale Erweiterung ohne Stabilitätseinbußen.
- Unverzichtbare Mods: Staubfilter nachrüsten und NFS optimieren für langfristige Zuverlässigkeit.
— Editorial Team
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