Кластеризация сетевых узлов по атрибутам

Пошаговая инструкция модернизации обычной переноски

Мое усовершенствование обычного удлинителя состояло из простых действий. Опишу весь процесс по-порядку:

Разобрал имеющуюся переноску и осмотрел ее содержимое.
Сделал в корпусе отверстие, предназначенное для провода, соединяющего с розеткой наружного монтирования.
Зачистил с обоих концов ПВС 3*2,5.
Припаял провода к контактным клеммам электроудлинителя.
Зафиксировал переноску на деревянной планке и закрыл верхнюю часть.
Ввел кусочек провода в корпус дополнительной наружной розетки, который прикрутил к той же дощечке. Зачистил концы провода.
Подключил БПП (как видно из схемы выше — последовательно), прочно пропаял места соединений провода от удлинителя с блоком и изолировал термоусадочной трубкой (вместо нее можно задействовать изоляционную ленту).
Аккуратно вставил в корпус внешней розетки блок и контактные клеммы. Все легко помещается внутрь.
Закрыл крышку розетки и проверил работоспособность своего устройства.

Получилась универсальная и удобная конструкция. Мастер может использовать ее в разных режимах (плавно запускать любой электроприбор или обычным способом), а также носить и применять повсюду: дома, в гараже, на даче и т.д.

В качестве альтернативы предлагаю еще один вариант усовершенствованной переноски с БПП и регулятором скорости оборотов.

Эта схема способствует плавной работе инструментов, с их выходом на номинальную частоту вращения. Что касается времени разгона, то заявленная скорость достигается быстрее или медленнее в зависимости от имеющегося конденсатора С3. Регулировать частоту вращения призван переменный резистор R2.

БПП можно установить и в рукоятку электрического инструмента. Но эта манипуляция сложнее, к тому же можно лишиться права на гарантийный ремонт. Целесообразнее приспособить для таких целей разветвительную коробку.

В схеме указан симистор TS122-25-5, однако сгодится и другой, лишь бы класс напряжения был не меньше IV и ток не меньше 1,5-2 номиналов.

Описанное приспособление призвано упростить работу с электроинструментами, повысить ее безопасность, а также увеличить срок эксплуатации применяемых устройств. Эти факторы в сочетании с простотой модернизации переноски позволяют получить необходимую в хозяйстве вещь.

Плавный пуск – для чего это нужно

Для снижения непомерной нагрузки на механику электроинструмента при пуске, могут быть приняты меры со стороны электропитания. Вместо подачи на электродвигатель полного напряжения от источника (электросети), можно подавать пониженное напряжение, с помощью плавного пуска. Но где его взять? Речь идет о массовом применении. В отдельных случаях специалисты и умельцы могли решать эту задачу, но большинству рядовых потребителей это было недоступно.

Существует три способа ограничить пусковой момент электроинструмента и добиться плавного старта:

Применение реостатов;
Применение трансформаторов;
Применение полупроводниковых ключей.

Его можно применять и на постоянном, и на переменном токе.

Значительная часть мощности теряется на нагрев сопротивления реостата. Если задача ограничивается только плавным пуском, то это вполне терпимо. Если таким способом регулировать рабочую скорость электродвигателя, то это лишний нагрев окружающий среды и расход электроэнергии. В любом случае устройство оказывается громоздким.

Второй способ намного лучше и экономичнее. Подходит только для переменного тока. Он также может повысить электробезопасность при работе с электроинструментом. Недостаток в том, что классические трансформаторы теперь очень недешевы. Даже при самостоятельном изготовлении, так как в них уходит много дорогой меди. Устройство получается также достаточно большим и тяжелым.

Трансформатор

Третий способ плавного пуска самый современный и дешевый. Он опирается на массовое применение полупроводников. В свое время, в исследования и наладку промышленного производства полупроводниковых приборов были вложены огромные средства. Но дешевизна материалов, из которых их производят, и массовость выпуска уже успели все окупить. Благодаря невысокой себестоимости такие приборы доступны всем.

Главная особенность полупроводниковых ключей – нет механических контактов и работают они с огромной скоростью (частотой переключения). Переключаемые ими токи могут достигать больших величин, при больших напряжениях в отключенном состоянии. При этом, такие приборы практически не греются и не потребляют лишней энергии, как реостаты и отлично подходят для современных электроинструментов.

Виды полупроводниковых ключей

Тиристоры и симисторы

Сопротивление разомкнутого ключа достигает миллионов Ом, ток через него практически не протекает.

Сопротивление замкнутого ключа лежит в пределах единиц и десятых долей Ома.

Хотя при этом может протекать значительный ток, на ключе падает слишком малое напряжение, чтобы на нем выделялось, по закону Джоуля-Ленца, большое тепло. В обеих случаях он остается практически холодным.

Это относится к любому из типов силовых ключей, каковых существует три:

Тиристоры и симисторы;
Полевые транзисторы MOSFET;
Транзисторы IGBT.

Исторически первыми появились тиристоры. С их помощью регулировали мощность в цепях переменного тока, управляя фазой отпирания прибора.

С помощью регулировки фазы управляющего напряжения (длительность t1) можно влиять на момент отпирания симистора в каждом полупериоде (t3) и таким образом, на долю энергии, попадающей в нагрузку и соответственно на электродвигатель.

С появлением мощных полевых транзисторов с изолированным МОП-затвором (металл-окисел-полупроводник, или на английском Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) током в цепи стали управлять, изменяя ширину открывающих импульсов. Этот метод очень эффективен в цепях с постоянным током, для чего его сначала выпрямляют, и применяется в сварочных инверторах, частотных преобразователях и т.д.

Для наиболее мощных электроинструментов применяют IGBT – биполярные транзисторы с изолированным затвором. Это комбинация полевого транзистора с биполярным.

Для регулирования электродвигателя в настоящее время применяют уже устоявшееся, давно применяемое решение на симисторах. Более продвинутые решения пока не очень распространены.

Особенности и срок службы

Они могут работать на постоянном и на переменном токе.

Для их запитки в большинстве случаев используется обычная электросеть 230 В 50 Гц. Раньше для профессионального инструмента использовалась сеть 380 В. Теперь, с ростом мощности потребителей в однофазных сетях (офисы и жилой сектор), появились и профессиональные электроинструменты на 220 В.

Коллекторные двигатели имеют большой крутящий и пусковой моменты, компактны, легко изготавливаются на повышенное напряжение. Крутящий момент здесь является решающим. При невысокой массе машины он как раз подходит для ручного электроинструмента. Но у таких электромоторов имеются недостатки и слабые места. Одно из таких слабых мест – щеточный узел.

Щетки из прессованного графита с наполнителями трутся о медные пластины коллектора и подвергаются механическому износу и электроэрозии. Это приводит к увеличению искрения и повышает пожарную и взрывоопасность электроинструмента. Попадание минеральной пыли внутрь ускоряет износ. Хотя вентиляторы, предусмотренные конструкцией, выдувают воздух наружу, пыль и цемент могут легко попадать внутрь. Во время простоя, если инструмент неудачно положили, пыль легко попадает внутрь. На практике это постоянное явление.

Щетки электродвигателя из прессованного графита

Еще один недостаток электроинструмента – частые поломки редуктора. Это происходит как раз из-за большого пускового момента. Достоинство оборачивается недостатком. С поломкой редуктора приходится менять инструмент, ремонту они, обычно, не подлежат. К сожалению, промышленность, в стремлении снизить себестоимость продукции делает это за счет качества. Хочешь пользоваться хорошим электроинструментом – плати немалые деньги.

Балансирование нагрузки

Всегда когда создается новая служба, виртуальный IP создается вместе с этой службой. IPVS владеет (осуществляет) балансировкой нагрузки, высокопроизводительным уровнем 4 балансирования нагрузки, который встроен в ядро Linux.

Чтобы показать это, запустим curl несколько раз, для демонстрации изменение ID контейнера.

Балансировка нагрузки при помощи Docker 1.12 является контейнер-осведомленной (container-aware). Хост-осведомленная (host-aware) балансировочная система, такая как nginx или haproxy, удаляет или добавляет контейнеры требуемой конфигурации обновления балансирования нагрузки и перезапуска этих сервисов. Существует полезная библиотека, называемая Interlock, которая прослушивает Docker Events API и обновляет конфигурацию/осуществляет перезапуск сервиса “на лету”. Но этот инструмент больше требуется после нового добавления балансирования нагрузки в Docker 1.12.

Отказ узла в Docker Swarm

Также хочу затронуть тему отказа узлов в Docker Swarm. Команды, относящиеся к сервисам Docker Engine 1.12, являются декларативными. Например, если вы задаете команду «Я хочу 3 реплики данного сервиса», то кластер будет поддерживать это состояние.

В случае отказа узла контейнеры которого были задействованы, swarm обнаружит, что желаемое состояние не совпадает с действительным и автоматически исправит ситуацию путем перераспределения контейнеров на другие доступные узлы.

Чтобы это продемонстрировать, давайте зададим новый сервис с тремя репликами.

Запустите, чтобы проверить работу сервиса

Сейчас у нас есть по одному контейнеру на каждом из узлов. Давайте выведем из строя узел 3, чтобы посмотреть на регулирование swarm в действии.

Теперь желаемое состояние не совпадает с действительным. У нас есть только 2 действующих контейнера, тогда как мы обозначили 3 контейнера, когда запускали сервис.

Использование докер сервиса дает вам возможность увидеть, что количество реплик уменьшилось до двух, а затем снова вернулось к трем

покажет вам новый контейнер, назначенный на другом узле вашего кластера.

Этот пример показывает только регулирование контейнеров на рабочих узлах. Совершенно другой процесс происходит, когда из строя выходит менеджер, особенно, если это лидер raft группы для решения задач консенсуса.

Переноска с плавным пуском на базе блока KRRQD12A

Один из вариантов переноски с БПП для подключения электроинструмента – использование электронного блока KRRQD12A. Для модернизации понадобится:

непосредственно сам электронный блок;
удлинитель (заводской или самодельный);
паяльник с припоем;
розетка для наружного монтажа;
кусок провода ПВС 3 × 2,5;
нож;
изолента или термоусадка;
кусок фанеры или доски.

Процесс модернизации удлинителя

Изображение	Описание процесса
	Для начала разбираем электроудлинитель и делаем в корпусе отверстие для нового провода, который будет подсоединяться к розетке наружного монтажа. Зачищаем ПВС 3 × 2,5 с обоих концов.
	Припаиваем провода к контактным клеммам переноски.
	Фиксируем удлинитель на доске при помощи саморезов и закрываем его защитной крышкой .
	Продеваем отрезок провода в корпус розетки наружного монтажа и фиксируем её на доске. Зачищаем концы провода.
	Схема подключения.
	Подключаем блок плавного пуска KRRQD12A по приведённой на предыдущем фото схеме. Места соединения пропаиваем и одеваем термоусадку или используем изоленту.
	Вставляем БПП и контактные клеммы в корпус розетки.
	Закрываем розетку крышкой и проверяем работу модернизированной переноски.

Это не может быть так просто…

Эта картинка из Nigel Poulton очень хорошо обобщает различия между старым Swarm и новым Swarm.

Перевод картинки:

Старый путь (много шагов и команд не показано)

Создать ключи
Перезапустить демоны manager1 и node1 с TLS-флагами на 2376
Запустить распределенный сервис Consul (контейнер)
Запустить клиент Consul на node1 (не показано, но он успешно присоединился к серверу Consul)
Начать управление Swarm (контейнер) на 2376 и карты 3376:2376
5.1. Скопировать ключи в контейнер Swarm менеджера с помощью объема и специальных ключей и порт для менеджера команд Swarm
5.2. Успешно получить роль лидера
Начать присоединять к Swarm контейнер на node1
6.1. Не монтируйте ключи внутрь контейнера и задайте команду присоединения как неподдерживаемую опцию
Сконфигурируйте клиент при помощи DOCKER_HOST (указывающий на Swarm)
7.1. …

Новый путь

С Docker 1.12 вы также как и раньше можете инсталлировать внешние распределенные службы (consul, etcd, zookeeper), или отдельную службу планирования. Настройка TLS сквозная из коробки, нет “незащищенного режима”. У меня не существует никаких сомнений, что новый Docker Swarm является самым быстрым путем для получения запущенного и работающего docker-native кластера, готового быть развернутым в продакшн.

А что насчет большого масштабирования? Спасибо усилиям “капитана” Docker’a Chanwit Kaewkasi и DockerSwarm2000, они показали нам, что вы можете создать кластер из 2384 узлов и 96287 контейнеров.

Список источников