Homelab前言：需求与构建
需求与思考
本篇是整个系列的出发点（需求）与落脚点（构建、架构），需要理一理做Homelab的初衷和需求才可以更好的规划与设计整个架构。说到Homelab，想必大多数人都很陌生，其实这个单词仅仅是home与laboratory的合成，翻译过来也就是家庭实验室（或许称之为家庭小作坊也不为过？）。能在google上查到的Homelab不少都是关于计算机方向的Homelab搭建，其实说来无论是机械、电子甚至于化学等方向，都完全可以搭建独属于个人的Homelab的，只是似乎计算机的门槛更低、覆盖面更广、安全性更高？所以话说回来，什么是Homelab？为什么需要Homelab？怎么搭建Homelab？本篇将说说个人的想法以及设计，谈不上答案，只作一个参考。
那首先简述下啥是Homelab，这里直接就以计算机来说了。顾名思义，位于家庭中的实验室，首先将其与公司、云服务商的计算机设备区别开来：其工作环境一般是个人的车库、仓库、空置房间等，占地面积小、功耗低，无需数据中心的恒温恒湿、大功率柴油发电机等环境条件；一般仅由一台至几台服务器构成计算单元，通过单个交换机相连，功能相对较弱，性能满足个人使用，例如开发流量不大的网站、自动签到、信息收集等系统；网络一般使用家庭网络，承载服务器流量的同时也要兼顾家庭上网流量，价格便宜，带宽为共享带宽，甚至国内不少都没公网IP；硬件设备是普通家用级设备，或者是淘汰的二手服务器设备等。鉴于上述特点，并且还有钱包的压力，Homelab多数情况下还是偏向玩具性质的，但是好在软件的开放性，学习新鲜技术基本是没什么太大问题的。
那下面简单阐述下需求：
- 家庭网络环境处于大NAT内，没有独立IP也就不可能从外网直接访问，需要从外部访问；
- 资金场地有限，没有专门有房间放置机柜，小巧，比较必要上这么大的体量（大力！）；
- 期望整个Homelab不是一堆独立的无关的裸金属（Bear Metal）服务器，需要尽可能成为一个整体；
- 整个架构希望可以对家庭的网络需求有一定的支持。
架构与设计
针对上述需求问题，提出以下解决方案：
- 现在是云原生的年头，针对独立公网IP问题，购入最便宜的云服务器就有IP了；
- 尽可能使得硬件精简、可伸缩；
- 基于k3s构建系统，实现伸缩等灵活特性；
- 使用netmaker构建网络基础设施，实现本地与云端的融合。
本设计方案需求设施如下：
- 三台云服务器，1C1G 以上配置，不强制需要在同一个云服务商购买，但是地域上尽量接近以降低延迟（可以薅便宜的主机来做）；
- 一个已备案域名（没有也行，只是有些配置会修改并且麻烦点）；
- 家庭内部一台PC作为服务器，且可联网。
三台云服务器价格如下：
- 阿里云的突发性能实例，2C1G，单台24元每个月，流量8毛一个G，两台；
- 双11腾讯云2C4G服务器，8M带宽，1200G流量，70大洋包年。
阿里云服务器是按流量计费的，考虑平时流量很少，所以一般不会花多少费用。总计支出大概600多一年，应该还算是可以接受。
总体架构设计如下：
其中，netmaker仅作为基础网络管理所有并没有实际流量流过。由于netmaker是基于wireguard的全mesh组网，所以各个node之间都有直接连接。个人使用不考虑HA，所以仅部署一个k3s master，当然HA部署直接加就可以。
家庭硬件
贴一个国外的例子Home Lab Beginners guide – Hardware，做的很精致，可以参考参考。由于使用开k3s，本系列可能不会涉及太多硬件搭建。
以上，本方案并未完全测试。
