Cluster de computación para docencia : MS HPC PACK 2012 R2

1 CLUSTER DE COMPUTACIÓN PARA DOCENCIA MS HPC PACK 2012 R2 José M. Cáma a Neb eda José A. González Ga cía 2016 2 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3 SITUACIÓN DE PARTIDA ............................................................................................................ 4 INSTALACIÓN DEL SERVIDOR .................................................................................................. 5 Ins alación de los se icios de ac i e domain ............................................................................................... 5 Ins alación del hpc pack ............................................................................................................................... 7 Con igu ación del nodo de cabece a ............................................................................................................ 7 ADICIÓN DE NODOS AL CLUSTER ......................................................................................... 12 Inclusión de las es aciones de abajo en el dominio ................................................................................. 12 Ins alación del HPC Pack 2012 R2 en las es aciones de abajo .................................................................. 15 Inclusión de la es ación de abajo en el clus e ......................................................................................... 15 Con igu ación de las comunicaciones ........................................................................................................ 18 REFERENCIAS .............................................................................................................................. 20 3 INTRODUCCIÓN El mo i o pa a do a a nues as ins alaciones de un clus e de compu ación es doble: po un lado se a a de dispone de una pla a o ma que pe mi a la ealización de p ác icas de p og amación pa alela en las asigna u as de G ado y Más e en Ingenie ía In o má ica y po o o lado p esen a a los alumnos un caso eal de compu ado MIMD pa a apoyo de la docencia eó ica en esas mismas asigna u as. An e io men e a la pues a en ma cha de es e pequeño clus e , las p ác icas de p og amación se enían ealizando en compu ado es con encionales que habi ualmen e abajaban de o ma aislada y ocasionalmen e se con igu aban pa a abaja conjun amen e dando se icio a p ác icas de compu ación pa alela. Es o obligaba a los alumnos a in e e i con sus compañe os pa a ealiza las p uebas de ejecución de sus p ác icas y a ges iona su abajo de una o ma o almen e manual. Lo que sucedía en la mayo ía de los casos es que las p uebas más cos osas en iempo enían que se ealizadas po el p o eso ue a del ho a io de p ác icas. Además de los incon enien es lógicos de es as p ác icas que pod íamos cali ica de a esanales, no e a posible abaja de mane a eal concep os an ele an es como la plani icación de abajos. En es e manual se p e ende e leja el p oceso de pues a en ma cha del clus e de compu ación a pa i de las máquinas de labo a o io que ya se enían u ilizando. Se explica án los pasos ealizados pa a la ins alación del se ido y la inclusión de los o denado es ya exis en es. El en o no en el que se abaja á es Mic oso HPC. Es posible ob ene una in o mación más comple a sob e odos los aspec os ela i os a la ins alación y ges ión del clus e de compu ación consul ando la documen ación écnica de Mic oso en línea. 4 SITUACIÓN DE PARTIDA Como ya se ha explicado en la in oducción, se a a ans o ma un conjun o de compu ado es de labo a o io en un clus e de compu ación. Es os compu ado es son PCs con encionales do ados de sis emas ope a i os de Mic oso . Conc e amen e, las máquinas se encuen an con igu adas con un a anque doble, en Windows XP y Windows 7 En e p ise Edi ion. Es o es así pa a ga an iza la compa ibilidad con las aplicaciones que necesi an las dis in as ma e ias que se impa en en el labo a o io. Es as máquinas, 8 en o al, se encuen an conec adas a dos edes E he ne : una ed in e na aislada con di ecciones IP ijas y una ed ex e na co po a i a con di ecciones IP dinámicas. El obje i o es que los o denado es sigan uncionando de o ma indi idual como has a el momen o, pa a no in e e i con el desa ollo de o as ma e ias y que puedan abaja como nodos del clus e en las p ác icas de compu ación pa alela. La única máquina dedicada a su abajo como miemb o del clus e a a se el se ido , adqui ido exp esamen e pa a ealiza es a misión. Como ca ac e ís ica más ele an e del mismo, el hecho de que ambién dispone de dos adap ado es de ed que le an a pe mi i su conexión a la ed co po a i a y a la ed in e na. Jun o con el ha dwa e, se ha adqui ido una licencia de MS Se e 2012 R2. En cuan o a la cues ión de los sis emas ope a i os a u iliza me ece la pena des aca dos aspec os ele an es: El sis ema ope a i o del se ido debe ins ala se en su e sión o iginal en inglés. La ins alación en cas ellano a a da se ios p oblemas de compa ibilidad con el HPC Pack de Mic oso que es el so wa e que nos a a pe mi i con igu a y ges iona el clus e . El es o de máquinas pod á en a a o ma pa e del clus e cuando ejecu en Windows 7, ya que Windows XP no se encuen a sopo ado. No obs an e, aquí nos amos a encon a con la di icul ad del idioma del sis ema de nue o, lo que nos a a obliga a elegi en e eins ala Windows 7 en inglés o ins ala Windows 8 en inglés di ec amen e. 5 INSTALACIÓN DEL SERVIDOR Nues o se ido es una máquina con unas p es aciones ela i amen e modes as: Placa In el Se e Boa d S1200. CPU In el Xeon Quad E3-1220V2 8 GB RAM DDR3 1 TB HD. Dos adap ado es E he ne . Su ca ga de abajo no a a se en p incipio ele an e po lo que, apa e del doble adap ado de ed, el es o de sus p es aciones no son ele an es más allá de lo que ecomiende Mic oso pa a sopo a el sis ema ope a i o. Las p ime as p uebas ealizadas nos hacen desca a la posibilidad de abaja con la ins alación en cas ellano. Sin en a en demasiados de alles, la ins alación del HPC Pack nos dio a ios e o es que no uimos capaces de esol e . De hecho, Mic oso ya a isa de es os p oblemas de compa ibilidad. La ins alación del sis ema ope a i o no p esen a o os de alles de impo ancia adicionales a la cues ión del idioma po lo que no amos a de alla es e p oceso. Lo que sí es impo an e, una ez ins alado el sis ema ope a i o es la ealización de algunas a eas p e ias a la ins alación del HPC Pack.  Ins alación de los se icios de Ac i e Domain.  P omoción del se ido a con olado de dominio. INSTALACIÓN DE LOS SERVICIOS DE ACTIVE DOMAIN Desde el Ges o del Se ido (Se e Manage ), se debe da de al a una nue a ca ac e ís ica (Add Roles and Fea u es) como se mues a en la Figu a 1. FIGURA 1 La ca ac e ís ica que que emos da de al a son los Se icios de Dominio Ac i o (Ac i e Domain Se ices). Pa a ello p e iamen e hay que selecciona la opción de ins alación basada en oles que se mues a en la Figu a 2. Es o nos da á paso a la selección del se ido , pa a el caso de que hubie a más de uno y inalmen e la lis a de oles y ca ac e ís icas disponibles en e las que se encuen a la que buscamos. 6 FIGURA 2 Una ez ins alados es os se icios, el p opio ges o del se ido nos suge i á la p omoción a con olado de dominio de nues a máquina, cosa que debemos hace . En e las opciones que se nos an plan eando, debe emos selecciona la c eación de un bosque ( o es ) y da le un nomb e de dominio aíz. Debe se un nomb e inequí oco. En nues o caso le hemos dado el nomb e: a a an. e.es, c eado a pa i del nomb e de una asigna u a y del á ea de conocimien o. Nos solici a una cuen a de es au ación. Podemos p opo ciona le la cuen a del adminis ado . Como nomb e de domino NETBIOS se nos sugie e: ARAVAN como apa ece en la Figu a 3. Lo acep amos sin modi icación. FIGURA 3 Puede se ambién un buen momen o pa a da le un nomb e a nues o se ido que sea más signi ica i o que el nomb e po de ec o, pe o no es obliga o io pa a nada modi ica lo. Noso os hemos decidido llama lo TE-SERVER. Es as sencillas y ela i amen e ápidas ope aciones dejan a nues o se ido en condiciones ideales pa a la ins alación del HPC Pack, el paque e de compu ación a anzada que nos p opo ciona Mic oso . 7 INSTALACIÓN DEL HPC PACK El pack de compu ación a anzada nos a a pe mi i ins ala y con igu a un clus e de compu ación. Pa a ello, el p ime paso es con e i a nues o se ido en el nodo de cabece a del clus e . Es o exige desca ga el Pack, que es g a ui o e ins ala lo localmen e. Se a a de un paque e que ha ido e olucionando en el iempo a medida que lo hacían las he amien as de compu ación de Mic oso . La e sión que co esponde con nues o sis ema ope a i o lle a en es e caso la misma e e encia que él: HPC Pack 2012 R2 y se puede desca ga de Mic oso . Una ez desca gado, simplemen e se ha de descomp imi e inicia la aplicación “Se up”. Podemos acep a las opciones po de ec o que nos an a i apa eciendo, obse ando que el ipo de nodo que amos a con igu a es un nodo de cabece a (Head Node). Se ins ala án un buen núme o de he amien as: Powe Shell (aunque no malmen e ya es á ins alada), SQL Se e , MS-MPI, he amien as de se ido , he amien as de clien e, e c. Se a a de un p oceso ela i amen e la go, pe o que debe ía comple a se con éxi o sin in e ención del adminis ado . Finalizado el p oceso, dispond emos de una nue a aplicación pa a la ges ión del clus e (Clus e Manage ). CONFIGURACIÓN DEL NODO DE CABECERA La con e sión de nues o se ido en nodo de cabece a del clus e equie e de una se ie de a eas que se clasi ican en obliga o ias y opcionales. Pasamos a de alla las obliga o ias. De inición de la opología Es impo an e no a que en es e con ex o, la palab a “ opología” no oma su signi icado po de ec o. No se e ie e al g a o que subyace en nues a ed de in e conexión sino más bien al acceso que los di e en es nodos del clus e ienen a las edes p i adas y públicas. Es a cues ión se encuen a ampliamen e documen ada po pa e de Mic oso po lo que ecomendamos su lec u a aquí. Pa a nues o ipo de clus e , o mado po es aciones de abajo conec adas a una ed in e na y con acceso ambién a la ed co po a i a, Mic oso ecomienda selecciona la opología 5. Noso os nos amos a decan a sin emba go po la opología 1, ya que p e endemos que las comunicaciones elacionadas con compu ación se lle en a cabo exclusi amen e a a és de la ed in e na. La ed ex e na queda ía pa a el abajo de los usua ios de las p opias es aciones cuando és as no es én abajando en compu ación. Podemos e las al e na i as y nues a selección en la Figu a 4. 8 FIGURA 4 Es impo an e pa a noso os es a dis inción po dos mo i os: Pa a aisla nues o abajo del á ico exis en e en la ed co po a i a y pode así alo a el endimien o del clus e en la ejecución de aplicaciones, de una mane a con olada. Pa a pe mi i que o as asigna u as puedan segui ealizando sus p ác icas sin e se a ec adas po el nue o ol que han adqui ido los o denado es como miemb os de un clus e de compu ación. Con igu ación de las comunicaciones Si no lo habíamos hecho an es, és e es el momen o de ealiza la con igu ación de odo lo que iene que e con las comunicaciones en el se ido : adap ado es de ed, i ewall, e c. En nues o caso abajamos con una ed in e na en la que se con igu an di ecciones IP ijas y ic icias. Al nodo de cabece a (se ido ) le hemos dado la di ección: 192.168.100.1. En la ed co po a i a po el momen o las di ecciones se asignan de o ma dinámica, po lo que nues o se ido no a a ene inicialmen e IP ija. En cuan o al Fi ewall, lo con igu amos como ac i o en la ed co po a i a e inac i o en la in e na como se mues a en la Figu a 5. 9 FIGURA 5 O as a eas Las an e io es son sin duda las labo es más ele an es en es a ase, pe o aún quedan algunos ajus es adicionales an es de da la po e minada. 1. C edenciales pa a ins alación de nodos: p oponemos las del adminis ado . No a que el login hay que p ecede lo del nomb e del dominio: a a an. e.es/Adminis a o . 2. Con igu a la polí ica de nomb es, que es ablece la o ma en que se an a nomb a los nodos de compu ación (es aciones de abajo en nues o caso) a medida que se ayan añadiendo al clus e . Man enemos la polí ica que se nos sugie e po de ec o: TE- SERVER%1000%. No a a se una cues ión ele an e ya que cuando in eg emos nodos p econ igu ados de o ma manual pod emos asigna les nomb es indi idualmen e o man ene el que enían. 3. C eación de plan illas de nodo. Es as plan illas an a se u ilizadas pos e io men e pa a la ins alación de los nodos. En p ime luga se nos plan ea el ipo de nodo. En nues o caso solamen e amos a ins ala es aciones de abajo pa a man ene la compa ibilidad con su uso como compu ado es ue a del clus e . Se á és a po an o nues a única plan illa. En es e ipo de máquinas es necesa io decidi la o ma de en ada y salida del clus e : manual o au omá ica. En el caso de se au omá ica se debe ía p opo ciona un calenda io pa a ello. Noso os lo amos a con igu a como manual dado el uso espo ádico que a a ene el clus e en a eas de compu ación. En la Figu a 6 se mues an las di e en es opciones que hemos ido seleccionando. Una ez ealizados los ajus es se c ea (C ea e) la plan illa. 16 1. En el se ido (nodo de cabece a), el “HPC Clus e Manage ” nos pe mi e da de al a un nue o nodo “Add node” como se e en la Figu a 12. La opción a selecciona es lógicamen e la que lo da de al a como es ación de abajo. FIGURA 12 2. T as una pan alla de comp obación, se accede a la selección del nodo que se puede e en la Figu a 13. Si odo es á co ec o, el nue o nodo debe apa ece como seleccionable. Se pulsa añadi “Add” pa a inaliza el p oceso. 17 FIGURA 13 3. A con inuación pod emos e cómo el nodo se ha añadido co ec amen e: Figu a 14. U iliza emos la opción “B ing online” en el ges o del clus e pa a pone lo en línea. 18 FIGURA 14 4. Finalmen e, sin abandona el ges o del clus e , le asigna emos una plan illa de nodo, la que c eamos en una e apa an e io con el nomb e “De aul Wo ks a ion Templa e”, median e la opción “Assign node empla e”. CONFIGURACIÓN DE LAS COMUNICACIONES Pa a que los p ocesos MPI puedan in e cambia mensajes en e sí, és os deben pode a a esa el Fi ewall de las máquinas implicadas en la a ea común. La con igu ación po de ec o del Fi ewall lo impide po lo que caben dos opciones: • Pe mi i el paso a a és del Fi ewall de las aplicaciones que se ayan gene ando, lo cual es edioso de ealiza . • Deshabili a el Fi ewall en la ed in e na. A p io i és a es una ope ación poco aconsejable en é minos de segu idad. Pa a pode abaja de una mane a más e icien e se ha op ado po la segunda al e na i a. La ed in e na no iene acceso al ex e io , po lo que es a solución no a a pone en iesgo a las máquinas. 19 Finalmen e se ha op ado po deshabili a la ed ex e na en los nodos. Es o pe mi e es ingi el á ico a la ed in e na de mane a que se iene un con ol o al sob e los aspec os que pueden a ec a a la in luencia de las comunicaciones en el iempo de ejecución de las aplicaciones. Se man iene la posibilidad del acceso a In e ne de las máquinas a a és del se ido . Pa a ello, en la con igu ación de TCP/IP de la a je a de ed se es ablece la di ección de ed in e na del se ido : 192.168.100.1 como pue a de enlace p ede e minada. La segu idad es á ga an izada ya que el se ido man iene ac i o el Fi ewall en la ed ex e na. 20 REFERENCIAS La mayo pa e de las ope aciones documen adas se han ealizado en base a las guías y documen ación écnica de Mic oso , cuyo enlace de pa ida se ía: h ps:// echne .mic oso .com/en-us/lib a y/jj899572.aspx También esul a de in e és la lec u a del documen o i ulado “In oducing Windows HPC Se e – Running Pa allel Applica ions on Clus e s” de Da id Chappel publicado en 2011 y disponible en: h p://www.da idchappell.com/w i ing/whi e_pape s/In oducing_Windows_HPC_Se e ,_ 1.1--Chappell.pd Aunque es á basado en Windows HPC Se e 2008, incluye conside aciones de ca ác e gene al que no han pe dido igencia. El pun o de pa ida pa a conoce cómo es el en ío emo o de abajos es: h ps:// echne .mic oso .com/es-es/lib a y/Gg315415%28 =WS.10%29.aspx