高性能计算作业管理系统.
高性能计算系统(HPC)软件实施方案
2：高性能计算平台——分系统组成
高性能计算平台——仿真计算分系统
双路计算服务器、双路GPU计算服务器、16路胖节点计算服务器组成。
硬件组成
软件配置
CAE高性能计算软件由于其计算方式的不同，对CPU、内存、IO等的要求也不同，具体分为三大类：IO密集型，通讯密集型和支持GPU加速类型。
考虑因素
应用软件兼容性Linux和Windows的互兼容性CPU兼容性厂家对操作系统的支持时间
操作系统
安装方式
Windows
图形服务器本地硬盘配置一块系统盘，全部空间都分配给c:盘。安装过程中选择带“图形界面的Windows Server”。
Linux
2路服务器本地配置一块系统盘。16路服务器本地多块配置一块系统盘。操作系统安装过程中选择“Desktop User”模式，安装完成后配置Yum，Yum源放置到/apps/rhel68下面，方便后续随时增减安装包。配置PAM动态认证插件，实现动态SSH配置，提升系统安全性。每台机器需要配置IB驱动和并行运行环境，保证并行计算可以通过IB口进行通信。并行运行环境需要配置MPICH、Open MPI和Intel MPI几种，并优先使用Intel MPI。
/opt/xcat
-
集群管理软件
/apps/<appname>
C:\(本地盘)
应用软件安装位置
计算数据区
/data
/data/<密级>/<user>
S:\（映射盘）
用户计算作业临时存储空间，不同密级的任务数据文件分开
存储规划
3：项目实施——集群时钟同步
pbs使用手册
pbs使用手册PBS（Portable Batch System）是一种用于管理和调度作业的软件系统，广泛应用于高性能计算和云计算环境。
以下是PBS使用手册的简要介绍：1. 作业提交：用户可以使用PBS命令行工具或脚本提交作业。
提交作业时，需要指定作业的名称、脚本文件、执行所需的资源等信息。
作业提交后，PBS会将作业放入队列中等待调度。
2. 作业调度：PBS使用作业调度器来决定作业的执行顺序。
调度器会根据作业的优先级、资源需求和可用资源的情况来选择合适的作业执行。
3. 作业执行：一旦作业被调度器选中，PBS会将作业分配到指定的计算节点上执行。
在作业执行期间，PBS会监控作业的运行状态，确保资源的正确使用和管理。
4. 作业管理：用户可以通过PBS命令行工具或Web界面查看作业的状态、资源使用情况、执行日志等信息。
用户还可以对作业进行控制，如暂停、恢复、杀死等操作。
5. 资源管理：PBS提供了一套完整的资源管理机制，包括对计算节点、存储设备和网络资源的管理。
用户可以通过PBS来申请和释放资源，以满足作业的资源需求。
6. 用户认证和权限管理：PBS支持用户认证和权限管理功能，以确保只有授权用户才能提交和管理作业。
用户需要使用有效的用户名和密码登录系统，并具有相应的权限来执行特定的操作。
7. 日志和监控：PBS提供了详细的日志记录和监控功能，以便用户了解作业的执行情况和系统的运行状态。
用户可以通过查看日志文件来获取作业的执行日志、系统事件等信息。
以上是PBS使用手册的简要介绍，具体的操作细节和配置选项可能因版本和实际应用而有所不同。
建议查阅具体版本的PBS文档或向专业人员咨询以获得更详细的信息和使用指导。
高性能计算(HPC)资源管理和调度系统解决方案
网络安全：整个系统只需要在防火墙上针对特定服务器开放特定端口，就可以实现正常的访问和使用，保证了系统的安全性。数据安全性：通过设定ACL（访问控制列表）实现数据访问的严格控制，不同单位、项目、密级用户的数据区严格隔离，保证了数据访问的安全性。用户任务的安全性。排他性调度策略，虚拟机隔离用户账户的安全性。三员管理：系统管理员、安全管理员、审计管理员三个权限分离，互相监督制约，避免权限过大。审计系统。保证所有与系统安全性相关的事件，如：用户管理（添加、删除、修改等）、用户登录，任务运行，文件操作（上传，下载，拷贝，删除，重命名，修改属性）等都能被记录，并通过统计分析，审查出异常。密级管理。支持用户和作业的密级定义。
基于数据库的开放式调度接口
案例 用户自定义调度策略：需要根据用户余额来对其作业进行调度，如果用户余额不足，该用户的作业将不予调度。 解决方案： 针对上述需求可以自定义作业的准备阶段，在数据库中为该阶段定义一存储过程用来检测用户余额信息表，根据作业所对应的用户余额来返回结果，例如： Step 1. 根据数据库开放schema配置该自定义调度策略 表 POLICY_CONF:POLICY_NAME | POLICY_ENABLEmy_policy_01 | true Step 2. 为自定义调度策略my_policy_01自定义作业准备阶段 表JOB_PREPARE_PHASE: POLICY_NAME | READY_FUNC | REASON_IDX my_policy_01 | check_user_balance | 4 check_user_balance 为方案中所描述的存储过程，其接口需要满足作业准备阶段自定义的接口要求，其实现细节如下：
现有的LSF集群系统不用作任何改动，包括存储、操作系统、LSF、应用程序和二次开发的集成脚本等。大大降低了系统的整合的难度和工作量。也有利于保护现有的投资。同时考虑到了作业以及相关数据的转发。降低了跨集群作业管理的难度。数据传输支持文件压缩和断点续传，提高了作业远程投送的效率和稳定性。支持https加密传输，安全性更强。
高性能计算平台的配置教程与使用方法
高性能计算平台的配置教程与使用方法近年来，随着科学技术的不断发展和交叉学科的蓬勃发展，对高性能计算平台的需求越来越高。
高性能计算平台是用于解决大规模计算问题的强大工具，其配置和使用方式对于科研工作者和工程师来说至关重要。
本文将介绍高性能计算平台的配置教程和使用方法，帮助读者充分发挥高性能计算平台的优势。
一、高性能计算平台的配置教程1. 硬件配置高性能计算平台的硬件配置对于其性能和功能至关重要。
通常，高性能计算平台包括多个计算节点、存储节点和网络节点。
在选择硬件时，需要考虑计算速度、内存容量、存储容量和网络带宽等指标。
同时，还需要根据使用场景决定是否需要使用加速卡或专用硬件设备，以提高计算性能。
在配置过程中，建议咨询专业人士，以确保选择的硬件能够满足实际需求。
2. 操作系统选择与安装操作系统是高性能计算平台的核心组成部分，直接影响系统的稳定性和性能。
目前常用的操作系统包括Linux、Unix和Windows Server等。
对于高性能计算平台而言，Linux是较为常用的选择，因为它具有良好的稳定性、安全性和可定制性。
在安装操作系统时，需要根据硬件和软件需求选择合适的版本，并按照官方文档或指南进行安装。
3. 软件环境配置高性能计算平台通常需要安装和配置大量的软件工具和库，以满足不同应用领域的需求。
在进行软件环境配置时，需要确保软件的兼容性和稳定性。
配置流程包括在计算节点上安装所需的软件，并进行相关的测试和优化。
此外，还应考虑版本管理和依赖关系，以确保软件间的协同工作。
在软件环境配置时，建议参考官方文档或指南，或者咨询专业人士的建议。
二、高性能计算平台的使用方法1. 任务提交与管理在高性能计算平台上执行任务时，首先需要将任务提交到作业调度系统中。
作业调度系统根据任务的优先级、资源需求和系统负载等因素，按照一定的调度策略分配计算资源。
用户可以通过命令行或图形界面工具提交任务并管理任务的状态和进度。
在任务提交时，需要根据任务的需求指定计算节点、内存和执行时间等参数。
高性能计算资源管理系统--slurm使用案例-【有一个图画的比较好】
NODELIST cn[0-451,494-1151] cn[452-493] cn[1178-1179,1224-1225,1244-1245,1259] cn[1152-1177,1180-1223,1226-1243,1246-
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分区状态
状态查看
查看分区详细信息
$ yhcontrol show partition work PartitionName=work AllocNodes=ALL AllowGroups=ALL Default=NO DefaultTime=NONE DisableRootJobs=NO Hidden=NO MaxNodes=UNLIMITED MaxTime=UNLIMITED MinNodes=1 Nodes=cn[0-1151] Priority=1 RootOnly=NO Shared=NO State=UP TotalCPUs=9216 TotalNodes=1152
• 作业提交 / 运行 • 任务加载 • 作业控制
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• 状态查看 • 事件触发器
资源管理系统
组成结构
yhalloc yhinfo yhprio yhcancel yhtrigger 节点监控进程 slurmd 作业管理进程 slurmstepd ... 作业管理进程 slurmstepd yhbatch yhqueue yhshare yhview 控制进程 slurmctld 备份控制进程 slurmctld 节点监控进程 slurmd 作业管理进程 slurmstepd ... 作业管理进程 slurmstepd
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高性能计算集群系统的运行与管理
综合论坛新教师教学武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室（以下简称“实验室”）， 于2009 年成立了高性能计算中心，配备了HP 刀片系统，理论计算峰值大于1万亿次浮点运算/秒，大大改善实验室和水利水电学院从事大型数值模拟计算的硬件条件。
为了更好地为更多的用户服务，如何高效利用和有效管理这个系统就至关重要。
1.系统介绍高性能计算集群主要用于处理复杂的计算问题，应用在需要大规模科学计算的环境中。
高性能计算集群上运行的应用程序一般使用并行算法，把一个大的普通问题根据一定的规则分为许多小的子问题，在集群内的不同节点上进行计算，而这些小问题的处理结果，经过处理可合并为原问题的最终结果。
由于这些小问题的计算一般是可以并行完成的，从而可以缩短问题的处理时间。
高性能计算集群在计算过程中，各节点是协同工作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都是最终结果的一部分。
高性能计算集群的处理能力与集群的规模成正比，是集群内各节点处理能力之和。
1.1 硬件配置高性能计算机集群采用机架式，可动态扩展。
现有节点18个，其中14个计算节点，2个管理节点，2个I/O 节点，1个存储阵列。
此外包括：机柜、供电系统、布线系统、散热系统，主控制台，KVM 等。
图1 系统结构图计算节点：HP BL460c G6 CTO Blade CPU ：Intel Xeon E5530四核64位处理器，2.4GHz ×2颗 内存：16G 硬盘：146GB 网络：In fi niBand 网卡 管理节点：HP DL380R06 CTO Chassis 存储节点：HP DL380R06 CTO Chassis 存储阵列：EV A4400—Hard Disk 高速光纤硬盘： 4TB SATA 硬盘： 8TB 1.2 软件配置操作系统：Redhat Enterprise Linux 5作业调度系统：Sun SGE 编译器： Intel C++、Fortran 等，GNU 系列 通用数学库： LAPACK 和ScaLAPACK ，包括BLAS 、PBLAS 、BLACS 等基本线性代数库函数、并行库函数和通信库函数并行环境： In fi niband MPI 并行环境（MPICH1/2）应用软件：目前安装Fluent 、Abaqus 和Ansys 等软件1.3 高性能计算集群的特点根据以上配置的硬件设备和软件环境，实验室建立的高性能计算集群具有以下特点：（1）高可用性。
Platform GPFS 技术指标
1. 项目工作内容２。
1Platform技术指标高性能计算中心高性能计算平台运行管理系统包含作业管理、数据管理、运行状态分析、图形显示及系统管理等功能,需要全面支持高性能计算平台管理中得各个方面,包括针对普通用户得作业提交、作业调度、数据管理、图形显示,以及针对管理员用户得集群运行状态分析、系统管理、报表生成等功能,所有功能需要能够通过网页浏览器访问方式实现。
高性能计算云平台运行得常用计算软件,包括Fｌueｎt、dyna、fａｓtran、ｎastran、Feko、CSＴ、Ｍatlab等以及基于MPI得自研软件等。
满足不少４00个CUＰ务器、２个ＩO节点,＊＊加速工作站得集群资源调度分配,能够满足１0时使用该平台。
高性能计算中心高性能计算平台运行管理系统及并行文件系统为成熟商业(非OEM)版软件,产品具有独立知识产权、厂家应具备多年以上行业经验,能够提供持续得产品开发与技术支持服务;在多行业拥有成功应用案例,至少两个一百万亿次计算能力高算项目经验,并提交实际应用案例及证明材料。
要求厂商具有优秀得本地解决方案团队,包括软件架构师、软件开发人员与软件测试人员等,并可以根据用户得需要提供整体解决方案以及相应得用户化开发、要求厂商具有强大得本地技术支持团队,包括一线技术支持、二线技术支持(源程序级问题调查)与软件维护团队(提供源程序级得问题解决方案)。
2、2技术指标1)资源调度与作业管理系统a)支持将所有得高性能计算平台硬件与软件资源组成一个统一得集群,实现使用、管理与维护得一体化;ｂ)支持对集群进行扩展,包括硬件资源得扩充与软件资源得扩展;c)可以管理用户自定制得静态与动态资源,可以用于调度系统得资源匹配,比如磁盘空间,操作系统类型,应用程序许可证等;d) 支持多种调度算法,提供先来先服务、优先级抢占、公平共享、节点资源独占等多种调度策略,要求提供具体得调度策略配置说明文档、e)提供节点与队列得管理功能,提供开启与关闭功能。
slurm常用命令
slurm常用命令Slurm是一款高性能计算管理系统，常用于并行计算、高性能计算等计算机领域。
在使用Slurm进行计算任务管理时，熟练掌握Slurm常用命令是非常重要的。
本文将介绍Slurm常用命令，并按照类别进行分类说明。
一、Slurm任务管理命令1. sbatch：提交一个批处理作业sbatch是最常用的Slurm命令之一。
它用于向Slurm系统提交一个批处理作业。
例如，若要在计算节点上执行一个脚本文件，可以使用以下命令：sbatch run.sh2. squeue：查看当前队列中的作业squeue命令可以查看当前队列中所有的作业，包括正在运行的、等待运行的和已完成的作业。
例如，要查看用户turing在队列中的作业，可以使用以下命令：squeue -u turing3. scancel：取消一个作业scancel用于取消尚未开始执行的作业。
例如，要取消作业ID为123的作业，可以使用以下命令：scancel 123二、Slurm节点管理命令1. sinfo：查看所有节点状态sinfo命令可以查看Slurm系统中所有计算节点的状态。
例如，要查看当前空闲节点的数量，可以使用以下命令：sinfo -o "%all, free"2. scontrol：对节点进行控制scontrol命令可以管理Slurm集群中的节点，例如关机、重启和修改属性等操作。
例如，要关闭节点node-1，可以使用以下命令：scontrol update NodeName=node-1 State=DOWN3. sview：通过GUI查看节点状态sview是一个基于GUI的Slurm节点状态查看器。
它通过颜色标识来显示节点的状态，使管理员更容易地了解节点的状态。
三、Slurm队列管理命令1. sshare：分配资源给指定用户ssshare命令用于向指定用户分配资源。
例如，要将20%的资源分配给用户turing，可以使用以下命令：sshare -U turing -s 202. scontrol：修改队列属性scontrol命令可以管理Slurm队列，例如修改队列的最大CPU数、最大内存大小等属性。
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PBS单机环境作业流程
kernel
events
policy
server mom scheduler
running jobs
jobs
PBS集群环境作业流程
kernel
mom
计算 节点 C
client
客户端D
running jobs
kernel
policy
events
momschedulers Nhomakorabearver
PBS的组成
• pbs command:用于提交、监视、修 改和删除作业。 • pbs server: 提供基本的批处理服务 ，例如接收/创建一个批处理作业 ，管理维护作业队列，管理输出结 果等。 • pbs mom:是一个守护进程，从pbs server处接收作业后放入其执行队 列中等待执行。 • scheduler(maui): 对用户提交的作业 进行调度。
PBS （Portable Batch System）
• PBS最初由NASA的Ames研究中心开发， 为了提供一个能满足异构计算网络需要 的软件包，特别是满足高性能计算的需 要。它力求提供对批处理的初始化和调 度执行的控制，允许作业在不同主机间 的路由。
PBS的技术特色
• 力求控制对批处理的初始化和调度执行，允许 作业在不同主机间的路由。 • 独立的调度模块存有各个可用的排队作业、运 行作业和系统资源使用信息，并且允许系统管 理员定义资源和每个作业可使用的数量。 • 在作业调度策略上，PBS提供了默认的公平共 享和独占FIFO调度策略，还提供了TCL、BACL、 C三种过程语言和调度类，并定义了一些调度 需要的函数和完整的API，方便实现新的调度策 略。 • 提供文件传送，File Stage-in 和Stage-out。 • 满足POSIX1003.2d 标准，支持作业依赖，和完 整的安全认证。 • 提供用户映射功能，使PBS 能用于用户不一致 的系统中。
高性能计算作业管理及其应用
赵广鹏 河南理工大学现教中心计算中心
目录
• • • • Batch Systems PBS 实例 高性能计算与云计算
Batch Systems
• 批处理系统是集计算机和其他资源 （网络、存储系统、存储器服务等等） 为整体的系统，即整体效能是大于部 分之和的系统。
• 目前主要分为两类：一类是单机批处 理系统，用户自己管理整个系统；另 一类则是有成千上万的机器在执行用 户作业的同时来跟踪软件许可证、获 得硬件设备和存储系统。
Maui
• Maui 是一个高级的作业调度器。它采用积极 的调度策略优化资源的利用和减少作业的响 应时间。Maui的资源和负载管理允许高级的 参数配置：作业优先级(Job Priority)、调度和 分配(Scheduling and Allocation)、公平性和公 平共享(Fairness and Fairshare)和预留策略 (Reservation Policy)。Maui的QoS机制允许资 源和服务的直接传递、策略解除(Policy Exemption)和指定特征的受限访问。Maui采 用高级的资源预留架构可以保证精确控制资 源何时、何地、被谁、怎样使用。Maui的预 留架构完全支持非入侵式的元调度。
Batch Systems
• 批处理系统将资源进行整合，极大的降低了 资源管理的难度，并且给用户提供了一个统 一的视图。 • 合适的配置将抽象出更多细节，这些细节包 括运行和管理工作，将允许更高级别的资源 利用。 • 例如用户只需要定义需求，而不需要知道自 己所提交的作业具体在哪些机器上运行。 • 这种统一透明的抽象视图，系统可以同时执 行成千上万的作业。
running jobs
kernel new running jobs
主节点A
mom
running jobs
计算节点B
作业的生命周期
结束
执行
• 查看运行结果 • 默认会在提交作业的目录下生成报告文件
• 依照各种参数以及调度策略执行 • 可用qstat查看作业详细状态
提交
• qsub命令来提交作业 • 提交后进入调度等待执行
1.加载整体资源信息 2.加载指定节点信息 3.加载作业信息 4.加载队列/策略信息
5.依照集群的调度 策略来对作业做相 应的取消/修改/抢 占操作
7.响应用户提交 的命令
6.在可用资源和 策略的限制下开 始执行作业
scheduler
衡量一个调度器好坏的三个方面
Optimizations
Mission Policies
Batch Systems
Resource Manager
资源管理器提供了作业 底层的开始、持有、取 消和监控操作。如果没 有这些底层开销，仅仅 靠单一的调度器无法完 成对作业的控制。
scheduler
调度器应该确保作业在什 么时间什么地点什么方式 运行能够保证整个系统运 行最佳。
Resource Manager Flow
• 为了某种特定的用途，我们才会 去建立一个集群。这些用途或者 主要目标，往往需要定义许多不 同的规则。例如这个系统应该如 何被使用或者谁可以使用它。那 么一个高效的调度器应该提供一 系列策略来满足这些要求。
Optimizations
• 一个集群的计算能力是一项有限 的资源，随着时间的推移必然会 超出供给。智能调度决策可以更 好的提高集群的工作效率，可以 执行更多的作业以及快速的作业 切换。综合流量控制和任务策略 ，优化以保证无论何时计算的计 算性能能够得到最大化。
Batch Systems
• 主节点 - 系统核心 - 与计算节点进行交互 - 专注或者兼职 • 提交/交互节点 - 用户接口 - 查询作业 - 跟踪作业
• 计算节点 - 系统主干 - 与主节点进行通讯 - 管理作业
•
资源
- 计算机 - 高速网络资源 - 许可证管理等等
Batch Systems
Traffic Control
Traffic Control
• 调度器应该确保提交的作业都是 相互独立的。如果允许作业互相 抢占资源，那么必然会导致性能 的降低、作业执行时间的增长， 还可能导致一个或者多个作业执 行的失败。所以调度器应该确保 已申请资源的作业的独立性。
Mission Policies