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라즈베리파이 Homelab 설치

이전부터 저만의 작은 서버가 있으면 어떨까 막연하게 생각만 하다가 이번에 오래된 2018년형 Macbook을 처분하게 되면서 라즈베리파이5와 여러 구성품들을 구입하게 되었어요. 라즈베리파이5의 케이스를 찾는 게 가장 오래걸렸었는데 기능적으로도 훌륭하면서 디자인적으로도 깔끔한 케이스가 얼마 없어서 찾는데만 하루 이틀이 걸렸네요. 공유기 라우터 뒤에 사용가능한 포트가 얼마 남지 않아서 스위치도 같이 구매했습니다. 준비물은 다음과 같아요.

구성품​

  • 라즈베리파이5 8GB x 3
  • 액티브 쿨러 x 3
  • 라즈베리파이5 케이스
  • 충전 어탭터
  • 스위치
  • CAT5E 이상 랜선케이블 x 3
  • 충전용 C타입 케이블 x 3
  • microSD 카드 128GB x 3
  • SD카드리더기

케이스 조립​

2주 동안 미국에서 비행기 타고 온 라즈베리파이5 케이스를 먼저 조립해주었어요.

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전체 부속을 모두 펼쳐본 모습이에요.

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케이스 조립을 마치고 나서 이전에 실험용으로 작은 케이스에 담아줬던 라즈베리파이5 케이스도 새로운 보금자리로 옮겨주기 위해 케이스와 분리합니다.

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나머지 2개의 라즈베리파이5에 모두 액티브 쿨러를 장착시켜 줍니다.

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스위치및 전원 어댑터와 모두 연결한 모습입니다. 프라이빗 아이피 주소도 스티커에 적어서 붙여줬어요. (와이파이로 연결했을 때 DHCP(KT 공유기)로부터 할당받은 아이피지만 지금은 고정 아이피로 할당해줘서 다시 변경됐어요...)

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케이스 팬도 동작하고 액티브 쿨러도 동작합니다. 비록 오버클럭은 하지 않았지만 온도를 최대한 낮게 유지하고 싶은 마음이 컸네요. 팬 연결은 맨 아래 랙에 있는 라즈베리파이와 맨 위 랙에 있는 라즈베리파이의 5V 2번 4번 핀에 연결해주었어요. 크기가 작아서 소음은 크지 않지만 모두 잠든 새벽에 조용한 바람소리가 거슬리긴 합니다. 케이스가 참 깔끔하지 않나요?? 2주동안 기다려서 받은 보람이 있네요.

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액티브 쿨러를 장착하고 나서는 팬이 계속 돌지 않고 특정 온도에서만 작동하게 돼요. 처음에 부착하고 나서 전원을 연결했음에도 동작하지 않아서 고장난건가 의심을 하기도 했어요. 60도에서 송풍기의 팬이 켜지고, 67.5도에서는 팬 속도가 증가하며 마지막으로 75도에서는 팬이 최대 속도로 증가하여 라즈베리파이 펌웨어에 의해 능동적으로 관리됩니다. 온도가 다시 한계 이하로 떨어지면 송풍기의 팬은 자동으로 꺼집니다.

이미지 굽기​

라즈베리파이에 올라갈 이미지는 Raspberry Pi Imager를 사용해서 SD카드에 굽는데 설정시에 무선 LAN 설정을 하기 때문에 랜선케이블이 없어도 와이파이로 연결할 수 있긴 합니다. 가장 먼저 할 일은 microSD 카드에 ubuntu 24.04 Server 이미지를 부팅시에 사용할 수 있도록 구워주는 거에요.

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SSH 연결​

이제 우분투 서버의 이미지가 담긴 microSD 카드를 라즈베리파이에 장착한 뒤에 라즈베리파이에 C타입 케이블과 허브를 연결하여 전원을 공급합니다. 컴퓨터에서 라즈베리파이에 접속하기 위해서는 라즈베리파이의 Private IP를 알아야 해요. 저는 KT를 사용중이므로 http://172.30.1.254로 접속한 뒤에 상태 정보 > 유무선 단말 정보 > MAC 주소와 IP 주소 정보를 확인한 뒤에 SSH 접속을 시도합니다. 외부에서는 Client VPN을 통해 접속하거나 22번 포트를 포트 포워딩으로 외부에서 접속할 수 있도록 설정이 가능하지만 현재 저는 같은 내부망에 연결되어 있으므로 별도 설정 없이도 Private IP로 접속이 가능한 상태에요. 나중에 외부에서 접속이 필요할 땐 3대의 서버 중 한대에 wireguard를 올려서 접속할 예정이에요.

호스트네임 변경​

SSH로 접속한 뒤에 가장 먼저 한 일은 호스트명을 변경해주었어요. 하지만 재부팅을 하게 되면 원래의 호스트명으로 다시 변경되므로 /etc/cloud/cloud.cfg 파일의 preserve_hostname: false를 true로 변경해주어야 합니다.

/etc/netplan 옵션 변경​

다음으로 ip link show 커맨드를 입력하면 랜선으로 연결된 en0이 다운되어 있거나 활성화되어 있어도 wlan0을 통해 와이파이로 통신하고 있게 되는데 /etc/netplan 아래 존재하는 yaml 파일을 수정해서 랜선을 통해서 통신할 수 있도록 설정을 진행합니다. 처음에는 아래와 같이 이더넷 설정 없이 wifi 설정만 되어 있는 것을 보실 수 있습니다.

# This file is generated from information provided by the datasource.  Changes
# to it will not persist across an instance reboot.  To disable cloud-init's
# network configuration capabilities, write a file
# This file is generated from information provided by the datasource.  Changes
version: 2
wifis:
  renderer: networkd
  wlan0:
    access-points:
      trust5.py:
        password: [Password]
    dhcp4: true
    optional: true

무선과 유선 모두 활성화하고자 하신다면 이더넷 설정만 추가해도 되지만 이더넷 연결만 사용하고 싶으실땐 wifis 항목을 지우면 됩니다.

version: 2
ethernets:
  eth0:
    addresses:
      - 170.30.1.72/24
    routes:
      - to: default
        via: 170.30.1.254
    nameservers:
      addresses: [1.1.1.1, 8.8.8.8, 168.126.63.1]
    dhcp4: false
    optional: true
wifis:
  renderer: networkd
  wlan0:
    access-points:
      trust5.py:
        password: [Password]
    dhcp4: true
    optional: true

위와 같이 설정을 변경했다면, 아래 명령어로 적용시킵니다. netplan try는 설정이 잘못될 경우 이전 설정으로 롤백시켜줍니다.

$ sudo netplan generate
$ sudo netplan try

라즈베리파이 3대 모두 이더넷 설정을 적용해주었어요. 가장 위에 있는 랙부터 172.30.1.71, 172.30.1.72, 172.30.1.73으로 고정 아이피를 할당해주었어요. KT 공유기에서는 장치설정 > 네트워크 관리 > LAN 연결 설정으로 들어가면 아래와 같이 고정 아이피를 MAC 주소별로 지정할 수 있습니다.

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포트포워딩 설정 또는 wireguard 설치​

하나의 서버에 wireguard를 설치하여 Client VPN으로 접속하거나 22번 포트를 포트 포워딩 설정하여 외부에서 접속하도록 설정할 수 있어요. wireguard를 설치하는 법은 많이 공유되어 있어서 넘어갈게요. 외부에서 20000번으로 22번 포트로 접속하거나 UDP 포트(51820번)를 외부로 노출했을 때는 아래와 같이 설정할 수 있어요.

KT 공유기를 사용하신다면 한가지 주의할 점이 있는데 DHCP 코넷 IP 영역(172.30.1.1 ~ 172.30.1.100)을 벗어나는 IP를 할당하면 인터넷 연결은 되지만 포트포워딩이 작동을 하지 않는다고 하더군요.

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DDNS 설정​

마지막으로 공인 아이피가 변경될 수 있으므로 IP 주소가 변경되더라도 항상 동일한 IP로 접속할 수 있도록 설정하기 위해서 DDNS(Dynamic Domain Name System)을 설정해야 합니다. KT는 오픈소스인 duckDNS는 지원되지 않고 dynDNS와 no-ip만 지원되는 것 같아서 no-ip를 사용해서 DDNS를 설정했어요.

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다음 포스트에는 3대의 라즈베리파이를 쿠버네티스 클러스터로 구성하는 방법에 대해서 소개할게요!

참고자료​