Strumenti per l analisi dati di plasmi di fusione in ambiente Linux AFS enea.it G.Bracco Associazione Euratom-ENEA sulla Fusione, Frascati
Introduzione (1) L analisi dei dati di FTU utilizza attualmente un cluster di 5 workstation Alpha nella cella AFS fusione.it. L ambiente UNIX True64 e quindi l ambiente di riferimento attuale per l analisi dei dati prodotti dall esperimento locale e questa e la situazione a partire dalla migrazione avvenuta nel 1997/1998 dal sistema precedente, il mainframe IBM/MVS. Il forte coinvolgimento dei laboratori nazionali nella attuale gestione del JET ha introdotto molti dei ricercatori all utilizzo dell ambiente Linux. L analisi dati JET avviene infatti sul JAC (Jet Analysis Cluster), Red Hat Linux 7.1, ~50 sistemi Intel/AMD, accessibile anche remotamente da Frascati tramite Citrix server.
Introduzione (2) Recentemente la necessità di utilizzare localmente per FTU codici provenienti dall ambiente Linux del JET (codice JETTO, libreria FLUSH) ha promosso il trasporto a Linux di parte degli strumenti di analisi. L utilizzo di Linux, oltre che fornire attualmente gli strumenti richiesti, offre la possibilità di un maggiore flessibilità e migliori prestazioni per futuri sviluppi dell ambiente di analisi. Inoltre l ambiente Alpha, UNIX True64, e destinato a sparire nel quadro della acquisizione della Compaq (ex. Digital) da parte della HP. UNIX True64: release di mantenimento fino al 2005 mentre vengono incorporati in HPUX le sue caratteristiche piu specifiche (es. Cluster) Il processore Alpha verra pure abbandonato: prodotto fino al 2006 e mantenuto al 2011. (HP roadmap http://www.hp.com/hpinfo/newsroom/press/07may02b.htm)
Introduzione (3) La recente installazione del cluster Linux di INFO Frascati, 10 sistemi bw1- bw10, Pentium 4 a 1.8 GHz, Red Hat 7.1, ha fornito l ambiente per il trasporto locale a linux del software di elaborazione. L ambiente AFS permette un facile accesso dalla cella enea.it alla cella fusione.it, attraverso klog. Attualmente il cluster linux e stato configurato in modo da riservare 2 nodi bw9, bw10 per l attivita di sviluppo e di run interattivo, mentre I restanti 8 nodi sono riservati al batch (anche parallelo) sotto LSF. Esiste inoltre un altro sistema linux, fenf.frascati.enea.it (biprocessore Pentium III, 600 MHz, 256 MB RAM). Il trasporto di codici Fortran da True64 a Linux, pgfort e abbastanza indolore: ci sono piccole variazioni nel Fortran ma il dato fondamentale e che entrambi i sistemi hanno lo stesso ordinamento dei bits (little endian) e quindi ci sono meno problemi di quelli incontrati nella transizione da IBM/MVS ad Alpha e l accesso ai dati non richiede conversioni.
Punti principali I compilatori e le librerie Gli applicativi Utilità e configurazione ambiente Le prestazioni Lo stato e le prospettive Come utilizzare I sistemi Linux
Compilatori e librerie (1) Compilatori Portland Group Fortran pgf77, pgf90 (come al JET) Librerie Grafiche pgplot (T.Pearson, Cal Tech) zpgplot ( interfaccia con il sistema grafico della Fusione) Librerie matematiche NAG, SSP, HSL(Harwell) Librerie per l accesso ai dati sperimentali FTU: accesso lettura/scrittura ai database locali JET: accesso remoto ai database JET
Compilatori e librerie (2) Accesso ai database FTU via AFS: trasporto dei pacchetti wkchan, dbget/dbput» archivio DAS, dati acquisiti dalle diagnostiche, solo lettura» archivio PED, dati prodotti da codici di elaborazione, lettura e scrittura via server CORBA: installato client orb_ftudata e omniorb 3.0.4» dati del tipo %E, software di post-elaborazione eseguito interattivamente dall utente. Accesso ai database JET via JET RDA (Remote Data Access): installazione delle librerie jetrda, w3c-libwww-5.3.2 e netcdf 3.5.0.
Gli applicativi (1) JETTO Codice per il calcolo del trasporto di energia e di particelle in un plasma multispecie. Utilizza il pacchetto Flush per trattare I dati dell equilibrio. Funzionamento interpretativo e predittivo.» Richiede la lettura dei dati sperimentali di FTU e la scrittura dei risultati nei database locali» La lettura dei dati JET permette il test della corretta installazione del codice. Stato attuale:» il codice funziona su dati JET» output nei database di FTU» accesso ai dati FTU in preparazione T e Jet #46664
Gli applicativi (2) SHOX IDL Utility di accesso, display grafico e analisi dei dati di FTU e JET (via RDA); semplice interfaccia interattiva basta su ncurses Il trasporto a Linux era già stato effettuato al JET con modifiche tipiche dell ambiente JET; adesso è stata installata su Linux la versione SHOX di FTU. Installazione della interfaccia di lettura dati: ftudata.pro MATLAB Installazione della interfaccia di lettura dati: ftudata.mexglx L utilizzo di Matlab sulle workstation fusione ha evidenziato in passato problemi di prestazioni sopratutto con GUI
Utilità e configurazione ambiente Script di compilazione e conversione di sorgenti oclg, oclg90, cformvs-unix, f77tof90 Utilità per grafica, interfaccia utente e stampa rxvt, rxvt_m zplotps, printplo, lasprint, printers Configurazione dell ambiente librerie ed utilità accessibili via /afs/enea.it/software/osafs aggiornamento degli script di inizializzazione: /afs/enea.it/profile/common/profile e comodo per l utente creare un link nella propria home: ~xxxx/fus -> /afs/fusione.it/users/x/xxxx/fus
Le prestazioni (1) Molti dei codici di analisi dati dell ambiente fusione sono la versione attuale di codici sviluppati anni fa quando le prestazioni degli strumenti di calcolo erano molto inferiori a quelle attuali: si tratta quindi di codici seriali che sull hardware attuale hanno tempi di esecuzione contenuti. Al tempo della migrazione MVS->UNIX erano stati fatti test con una parte del codice ODINSPH1, equilibrio magnetico in coordinate sferiche: Vecchi test Nuovi test MHz tcpu (s) 9672-R21 MVS ~60 5.5 efrs09 Alpha 21064 Tru64 233 1.43 efrosf Alpha 21164 Tru64 250 0.8 efrs10 Alpha 21164A Tru64 600 0.33 fenf Pentium III Linux 600 0.32 bw10 Pentium 4 Linux 1800 0.22 I nuovi test mostrano che per per questo codice Linux e Alpha si equivalgono. Su tempi molto brevi il tempo di CPU non scala più con la frequenza del processore
Le prestazioni (2) Utilizzo di MATLAB per il calcolo delle traiettorie di un prodotto di fusione MHz tcpu (s) efrs10 Alpha 21164A Tru64 600 69 fenf Pentium III Linux 600 47 bracco1 Pentium III Linux 900 34.5 bw10 Pentium 4 Linux 1800 22 I test sono ovviamente solo indicativi: sono prove sul campo, non in condizioni controllate.
Stato attuale e prospettive Utilizzo da parte di un paio di utenti nella settimana di manutenzione dei sistemi fusione; JETTO non ancora rilasciato. Cosa manca: configurazione shell tcsh, definizione code di stampa alcuni utenti fusione hanno richieste di RAM > 0.5 GB dei nodi attuali del cluster Linux Prospettive: Linux è uno standard per il calcolo scientifico La creazione di un ambiente di lavoro Linux coerente e dotato delle risorse necessarie sotto AFS fornisce flessibilità e prestazioni: è facile utilizzare come risorse di calcolo i sistemi personali.
Come utilizzare Linux Userid nella cella AFS enea.it Connessione come d abitudine ai sistemi (anche con CITRIX server ENEA): fenf.frascati.enea.it bw9.frascati.enea.it, bw10.frascati.enea.it klog su cella fusione.it: klog -c fusione.it La shell di default ksh, ma basta invocare tcsh per operare nella maniera usuale. I comandi piu comuni (shox, ftudata[matlab, IDL], ) sono accessibili automaticamente. Informazioni, problemi e osservazioni: =========> bracco@frascati.enea.it