Clúster DevOps Casero: Laboratorio Económico

Clúster DevOps Casero: Estudio de Caso de Laboratorio Económico

Configurar un laboratorio casero para perfeccionar habilidades en DevOps no requiere hardware de nivel empresarial. Este proyecto muestra cómo construir un clúster funcional con tolerancia a fallos utilizando equipo de segunda mano y modificaciones caseras. El énfasis está en componentes asequibles y una mentalidad hazlo-tú-mismo, perfecta para ingenieros que empiezan.

Hardware: Servidores y sus Características

El clúster consta de cuatro servidores SuperMicro 5017C-MF. Una característica clave es la mezcla de placas base de dos generaciones. Un servidor usa una placa X9SCL-F (Xeon E3-1220v2, 8 GB RAM, 60 GB SSD para SO y 8 TB HDD para NFS), mientras que los tres nodos worker tienen placas X10SLL-F (Xeon E3-1220v3, 16 GB RAM, 60 GB SSD). La diferencia generacional determina la compatibilidad de CPU: las placas de novena generación soportan CPUs de primera y segunda generación, mientras que las de décima generación manejan las de tercera y cuarta.

Especificaciones clave de los servidores:

• Nodo consola (X9SCL-F): Xeon E3-1220v2, 8 GB RAM, 60 GB SSD (SO) + 8 TB HDD (NFS)
• Nodos worker (X10SLL-F): Xeon E3-1220v3, 16 GB RAM, 60 GB SSD (SO)

La arquitectura mixta no genera problemas para el funcionamiento del clúster, ya que todos los servidores están interconectados en red y gestionados de forma centralizada. La principal limitación —falta de soporte para CPUs más nuevas en placas antiguas— no es un gran inconveniente para fines de entrenamiento.

Infraestructura de Red y Conmutación

El conmutador de red es un Tenda-TEG1016M. Se eligió por sus 16 puertos Gigabit, soporte para VLAN y tamaño compacto. La funcionalidad VLAN se reserva para experimentos futuros en aislamiento de red, crucial para aprender sobre seguridad y segmentación.

El conmutador está montado en rack con soportes personalizados impresos en 3D. Esta configuración optimiza el espacio y garantiza una fijación muy estable. Se optó por Tenda por su bajo precio (alrededor de 2.000 rublos) y ancho de banda más que suficiente para un clúster casero.

Alimentación de Respaldo: Mejorando un UPS Antiguo

La configuración usa un APC PowerStack 450, un UPS de generación anterior. A pesar de su edad, ofrece ventajas sólidas: gestión por puerto COM mediante apcupsd, diagnósticos automáticos de batería y monitoreo detallado. Su potencia nominal de 280 W (450 W pico) soporta la carga del clúster.

Una modificación destacada: se instaló una fuente de alimentación de 220 V a 12 V dentro del UPS para alimentar el conmutador. Esto liberó los enchufes C-13 para otros usos, eliminando la necesidad de un ladrillo externo. La modificación se realizó tras pruebas a plena carga para descartar sobrecargas.

Rack de Servidores Casero: De la Idea a la Construcción

El rack se armó con materiales reciclados, reduciendo costos hasta un 70 % respecto a opciones comerciales. La base es un recinto de aglomerado laminado dimensionado a medida (ancho = 2 rieles + servidor). Rieles de muebles con mecanismos de apertura por empuje permiten una extensión suave de 450 mm para acceder fácilmente a los servidores.

Elementos clave de la construcción:

• Rieles de 450 mm de recorrido para acceso sin complicaciones a los servidores
• Bridas de plástico para un cableado ordenado
• Soportes impresos en 3D para el conmutador
• Pies y refuerzos extra para estabilidad

Los primeros intentos con un rack para 8 servidores fallaron por la necesidad de refuerzos de ángulo metálico. La versión actual para 4 servidores es muy sólida y permite escalado vertical: solo hay que apilar otro rack encima.

Resultados y Planes Futuros

El proyecto se completó en seis meses con un presupuesto de ~50.000 rublos:

• Servidores: 25.000 rublos (4 servidores + HDD, SSD, ventiladores)
• UPS: 4.000 rublos (unidad + baterías + modificaciones)
• Conmutador: 2.000 rublos
• Rack y piezas: 5.000 rublos

El clúster ejecuta de forma fiable Nextcloud, Element y Seafile con tolerancia a fallos básica. Lo próximo: ajustes en NFS y un filtro antipolvo para el panel frontal. Los planes incluyen aumentar el ancho de banda de red y agregar funciones VLAN.

Lecciones Clave

• Flexibilidad de Hardware: Las configuraciones mixtas de servidores no impiden las tareas de aprendizaje, pero requieren prestar atención a las generaciones de CPU.
• DIY Ahorra Dinero: El rack personalizado y la mejora del UPS reducen los costos 2-3 veces frente a alternativas comerciales.
• Escalabilidad: El diseño permite expansión vertical sin comprometer la estabilidad.
• Modificaciones Imprescindibles: Agregar un filtro antipolvo y optimizar NFS para fiabilidad a largo plazo.

— Editorial Team