Tutorial. Cluster Linux Ultimo aggiornamento Ottobre 2004

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1 Documento tratto dal CD multimediale disponibile presso la biblioteca del Dipartimento di Matematica Tutorial Cluster Linux Ultimo aggiornamento Ottobre 2004

2 Istruzioni base CLUSTER LINUX ULISSE 72 processori di calcolo RAM 36 Gigabyte 600 GB STORAGE

3 Diagramma del Cluster

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7 dal LIR 1 e 2 ACCESSO selezionando dal MENU ulisse.mat.unimi.it dal PC del proprio studio utilizzando ssh ulisse (Linux) oppure utilizzando un client come putty (Windows) dall esterno del dipartimento mediante sistema di accesso basato su Firewall ed ssh

8 Monitoraggio Ulisse Per monitorare lo stato della macchina dirigere il browser su

9 Documentazione I manuali dei compilatori istallati possono essere consultati online alla pagina

10 Come utilizzare il Cluster Ogni utente ha una directory personale /gpfs_home/nomeutente per i propri file Un area di scratch di 30 Gbyte è utilizzabile per file temporanei /scratch Ogni nodo del cluster ha visibilità di entrambe le directory

11 Area di scratch I file dell area di scratch non vengono salvati a scopo di backup /scratch viene utilizzata per file temporanei periodicamente viene ripulita

12 MPI Sono disponibili le librerie per lo scambio di messaggi MPI-CH ottimizzate per Rete Myrinet. I Programmi: mpicc ed mpicc compilano ed effettuano il link dei programmi scritti in C e C++ mpif77,mpif90 compilano ed effettuano il link dei programmi in fortran

13 Posizione delle Librerie MPI Compilate con i compilatori GNU MPIdir = /usr/local/mpi /gm _Linux xsmp/smp/gnu/ssh MPinc MPlib = -I$(MPIdir)/include = $(MPIdir)/lib/libmpich.a

14 Posizione delle Librerie MPI Compilate con i compilatori PGI MPIdir = /usr/local/mpich/ /gm _Linux xsmp/smp/pgi/ssh MPinc = -I$(MPIdir)/include MPlib = $(MPIdir)/lib/libmpich.a

15 Code batch Il cluster utilizza PBS (Portable batch system ) e Maui per la gestione delle risorse e la schedulazione dei job utenti I programmi degli utenti possono essere suddivisi in 2 categorie: sequenziali e paralleli

16 Per lanciare un programma seriale usando PBS Esempio di file script.pbs che richiede 1 nodo ed 1 processore #PBS -N serial-job #PBS -j oe #PBS -l nodes=1:ppn=1 #PBS -l walltime=10:00:00 cd /gpfs_home/myusername Nome del job 1 nodo 1 cpu al più 10 ore richieste./a.out > /gpfs_home/myusername/results.txt Merge stder/stout comandi

17 Sottomissione job qsub -e errfile (ridirige standard error al file errfile) -I avvia un job interattivo -j oe (combina standard input e standard output) -l cput=hh:mm:ss (tempo cpu richiesto) -l mem=n (memoria richiesta) (es. 36MB) -l nodes=n:ppn=m (nodi e proc per nodo) -o outfile ridirige standard output al file outfile -S shell usa la shell al posto della login shell (es. /bin/ksh) -V eredita l ambiente compreso il DISPLAY -N nome_del_job -m a (mail all utente in caso di abort del job)

18 Sottomissione del job $ qsub script.pbs 1234.ulisse.mat.unimi.it $ qstat 1234 job id Name User Time S Queue 1234.ulisse script.pbs mario 00:00:00 Q serial

19 Comandi PBS qalter modifica gli attributi del job qdel cancella un job qhold mantieni il job in hold (non schedulare) qmove cambia la coda assegnata al job qstat -f visualizza lo stato del lavoro qsub sottomette un job xpbs visualizza le code e i job

20 Per lanciare un programma parallelo usando PBS Esempio di file batch che richiede 10 nodi e 2 processori per nodo (20 processori) #PBS -N parallel-job #PBS -s /bin/sh #PBS -e test.err #PBS -o test.log #PBS -l nodes=10:ppn=2 #PBS -l walltime=10:00:00 cd /gpfs_home/myusername Nome del Job /usr/local/bin/mpiexec./a.out \> /gpfs_home/myusername/results.txt

21 MPIEXEC mpiexec [option] executable [args] -n numproc usa il numero specificato di processi -tv Usa il Debugger totalview-pgdbg -perif alloca solo un processo per interfaccia myrinet -pernode alloca solo un processo per nodo di calcolo

22 xpbsmon

23 XPBSMON -monitor del cluster

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25 Compilazione Semplice esempio Filmato Opzioni di ottimizzazione CCFLAGS = -fomit-frame-pointer -O3

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27 LAPACK e BLAS Lapack link con -llapack Blas link con -lblas Disponibile per maggiori performance la libreria ATLAS LAdir = /usr/local/atlas LAinc = -I $(LAdir)/include/linux_gcc F LAlib = -L$(LAdir)/lib/linux_gcc C LAlib = -L$(LAdir)/lib/linux_gcc -lf77blas -latlas -lcblas -latlas

28 Link con ScaLAPACK -Mscalapack pgf77 myprog.f -Mscalapack

29 Performance del cluster HPL benchmark Performance Gflops Serie1 Serie N

30 DEBUG Debugger PGI totalview per programmi seriali mpiexec -tv my_programme mediante sottomissione interattiva dei JOB (qsub -V -I)

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32 Manuale d uso del PBS E possibile scaricare il manuale del PBS dal sito WEB

33 GPROF Profiler Analisi dei dati Miglioramento della performance

34 I 3 passi del profiling Compilazione del programma -Mprof=func -Mprof=lines Esecuzione del programma il file pgprof.out viene generato Analisi dei dati $ pgprof [options] pgprof.out

35 PGPROF X-Windows Statistiche Count Time Cost Messages Bytes

36 Avvio di programmi interattivi e visualizzazione di finestre X sui nodi di Calcolo del Cluster

37 Esempio: pc1421.mat.unimi.it

38 SSH X terminal Sessione Master node Passo2 qsub -I Pc studio Xserver Nodo di calcolo Passo3

39 Master node ssh tramite qsub -I ssh Pc studio Nodo di calcolo

40 Pc studio ssh Master node $ ssh -l alessio ulisse.mat.unimi.it password: ************* mgtnode-> pwd /gfps_home/alessio

41 sessione X Pc studio mgtnode-> portforward 6080 pcstudio.mat.unimi.it 6000 Porta in ascolto su mgtnode Porta in ascolto su pcstudio

42 sessione X 6080 nuova shell Pc studio mgtnode-> qsub -I opzioni node26-> export DISPLAY= mgtnode:80 node26-> my-x-application... Node26 -> exit mgtnode -> exit

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44 Crediti Il presente Tutorial è stato realizzato nell ambito dell attività di sperimentazione delle nuove tecnologie per la didattica. Gli strumenti utilizzati per la registrazione sono disponibili presso la nuova aula multimediale del dipartimento di matematica. Consultare gli aggiornamenti presenti nella sezione News del sito: Autore: Alessio Alessi