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自宅サーバーをはじめてみた

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自宅サーバー
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はじめに

こんにちは。大学2年生のLapisと申します。

今回は現在構築中の自宅サーバーでやりたいことやその構成についての現状(2024年7月現在)をまとめてみました。個人的な挑戦と学びの過程を共有できればと思います。

やりたいこと

自宅サーバーを構築するにあたり、以下のような目標を設定しました：

  1. 仮想基盤の構築

    • ネットワーク仮想化: 自宅インフラとVMのネットワークの完全分離
    • IaC (Infrastructure as Code): インフラ構成のコード化と管理の効率化

  2. Kubernetesクラスターの構築

  3. マルチゾーン（マルチリージョン）クラウドの構築

  4. 安価で大容量かつ冗長性を確保したストレージの実現

    • 家にあるさまざまな容量のHDDの有効活用

使用するソフトウェア

上記の目標を達成するため、以下のソフトウェアを選択しました：

  1. 仮想化基盤: Proxmox

    • SDNやTerraformの利用可能性
    • 容易な管理と安定稼働の期待

    そのほかにOpenNebulaとMicroStackを検討しましたが、管理コストと必要リソースの観点からProxmoxを採用しました。

  2. 分散ストレージシステム: Ceph

    • 異なる容量のHDDでの冗長性のあるストレージクラスターの構築
    • Proxmoxとの高い親和性

  3. Kubernetes: Rancher管理のRKE2クラスター

    • 豊富なエコシステムと容易なクラスター管理
    • Istioを使用したマルチリージョン、マルチゾーンクラスターの構築

使用機材

  1. L3 Switch: Allied Telesis x510-28gtx

    • 10G対応かつ安価な入手性

  2. Server: Dell Inspiron 3470

    • 個人用PCからサーバーへの転用
    • スペック: Intel Core i5-8400, 32GB RAM

  3. Server: HPE ProLiant DL360 Gen 9

    • ヤフオクでの購入
    • スペック: Intel Xeon E5 2660 v3 x2, 64GB RAM

  4. Server: HPE ProLiant DL160 Gen 9

    • 友人からの無償レンタル
    • スペック: Intel Xeon E5 2650 v4, 48GB RAM

  5. Server: Raspberry Pi 4 Model B+

    • Cloudflare TunnelのProxyやUPSの制御用として使用

  6. UPS: APC RS 550

    • 出力不足のため追加を検討中

ネットワーク構成

  1. Zero Trust Security Modelの概念をベースとしたネットワーク構成

    • Cloudflare Tunnelを使用した外部からのアクセス管理
    • LAN内での必要最小限のセグメントへのアクセス制限
    • Cloudflare Warpを介したシステム管理時のアクセス
    • Azure IntraID（Azure Active Directory）を利用したアクセス制御の実装

  2. Cloudflare Accessを利用したポート開放なしでのサービス公開

  3. **SDN (Software-Defined Networking)**を利用したVM用ネットワークの構築

    • 効率的かつ簡単なセグメント管理の実現

IaC (Infrastructure as Code)

これまでの自宅サーバー運用での「秘伝のタレ」化問題への対応：

  • 運用ルール:

    • IaCを利用したインフラ管理の最大化
    • コード化不可能な部分の徹底的なドキュメント化

  • VM管理:

    • VMの構成: Proxmoxの使用
    • Linuxの設定: Ansibleの活用

  • Kubernetes管理:

    • FluxCDとHelmの使用

Kubernetes

Kubernetesクラスターの構築にあたり、二種類のクラスターを構築したいと考えています。

1. 管理用クラスター

  1. k3sを利用した軽量HAクラスター

    • リソース効率の良い構成
    • 高可用性（HA）の確保

  2. Rancherの運用

    • クラスター全体の一元管理
    • ユーザーフレンドリーなインターフェイス

2. アプリケーション用クラスター

  1. Rancher ManagedのRKE2クラスター

    • 堅牢性と拡張性の確保
    • Rancherによる効率的な管理

  2. 自作アプリケーションのデプロイ

    • 友人と共同開発したアプリケーションの運用環境
    • 実践的な学習と経験の場

  3. マルチクラスターシステムの構築

    • 友人宅のサーバーの活用
    • Istioの利用によるサービスメッシュの実現

終わりに

現在構築中の自宅サーバーについて、やりたいことと現状をまとめてみました。今後も自宅サーバーの構築や運用を通じてネットワークやLinuxについての理解を深めていきたいと考えています。この記事が、同じように自宅サーバーに興味を持つ方々の参考になれば幸いです。

参考文献

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