云计算事业部高性能集群使用手册

云计算事业部高性能集群使用手册
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1 系统及其使用简介

1.1 集群结构

登陆节点：用于作业提交，作业查询
编译节点：仅提供编译服务、安装应用程序服务和测试代码。无法联网和提交作业
ftp节点：数据传输
计算节点：用于实际的高性能计算
胖节点：内存较高、核数较多，属于特殊的计算节点

1.2 注意事项

登陆节点对用户可使用的内存和进程数等都进行了限制，用户不可以在登陆节点做编译和大文件的解压、传输等操作(因为运算会导致登陆节点变慢，进而妨碍到其他用户的登陆)。尤其数据传输请通过ftp节点完成。
编译节点需用户先登录登陆节点后，才能切换到编译节点，切换命令：ssh v3-build1
用户无法登录计算节点，仅通过提交任务的方式使用计算节点
大量文件的拷贝请通过提交作业完成

1.3 网络地址

节点名称	IP地址	端口号
登录节点	124.127.245.49	22
ftp节点	114.251.219.74	21

1.4 软件安装

登陆节点，编译节点和各计算节点均安装了 Suse Enterprise Linux 11.1 操作系统，各计算节点和编译节点均安装了MPI库和编译器及部分常用软件。

由于没有root权限，推荐使用conda进行安装软件：

conda软件公共位置：/share/software/anaconda/anaconda3_py37/

echo PATH=$PATH:/share/software/anaconda/anaconda3_py37/bin >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

推荐仅使用计算中心本地源，本地源会不定时更新

conda config --add channels http://192.168.30.67:8080/main
conda config --add channels http://192.168.30.67:8080/r
conda config --add channels http://192.168.30.67:8080/bioconda
#此步骤注释掉conda的默认源以加快载入速度
sed -i s/\-\ defaults/\#\-\ defaults/ ~/.condarc

以安装RNAseq常用软件为例，conda安装软件运行以下代码

# conda install bioconda软件名
conda install sra-tools fastqc hisat2 samtools htseq

2 LSF作业调度系统

大规模超级计算系统，为了有效利用多处理核心所提供的计算能力，需要一个作业管理系统，统一跟用户交互，接收提交的各类计算任务，合理分配计算资源，将用户作业指派到具体的节点执行。北京市计算中心计算平台使用的作业管理系统是 IBM 的 LSF 作业管理系统，通过 ssh 远程登陆北京市计算中心的集群，然后通过LSF作业管理系统提交作业。

2.1 提交作业

2.1.1 生物信息分析作业提交语法–bsub

必选参数

-q 队列名称
-n 调用核数

可选参数

-I 交互模式，作业将输出到交互窗口
-m 队列中的节点名称
-o 输出日志文件名称
-e 输出错误日志
%J 用于调用作业号

示例

#提交一个查看根目录的命令，返回结果在ls.log
bsub -q bioblade -n 1 -o ls.log "ls /"

2.1.2管理作业和监控作业状态的常用命令

由于用户不能登陆计算节点，无法直接查看作业的进程信息。用户可以通过以下几种方法提交作业和查看作业信息。

查看作业状态： bjobs

显示信息分别为:

| 英文显示 | 中文对照 |
| -------- | -------- |
JOBID | 作业号
USER | 用户名
STAT | 作业状态
QUEUE | 队列名
FROM_HOST |提交作业的节点名
EXEC_HOST |执行作业的节点
JOB_NAME | 作业名
SUBMIT_TIME | 提交作业时间

作业状态：RUN 正在执行，PEND 作业被挂起，这种情况常常是因为队列满或者用户已达到其最大使用核数在排队，DONE 作业正常结束，EXIT 作业异常退出(程序运行出错或用户自行杀死)。

bjobs -a 查看所有的作业，包括最近结束的。
bjobs -l 作业号，查看作业的详细信息，包括何时运行，运行目录，执行节点等。

删除作业：bkill 作业号
shell # 取消115166号作业 bkill 115166 # 删除当前用户全部任务 bkill 0
bqueues 查看队列信息
bqueues 不加参数可以查看全部队列
bqueues 队列名可以查看队列信息
bqueues –u 用户名可以查看该用户的队列权限
bhosts
bhosts 节点名可看后台节点信息，该信息主要表明节点是否可以跑新的任务（状态 ok 表示可加载作业；closed 表示不能加载作业(一般是 cpu 核数已被作业占满，或者被管理员 close);unavail 表示节点未开机或 lsf 进程未启动；unreached 表示 LSF 进程出错，该节点不可用。不指定节点名时会显示所有节点的信息）
lsload

lsload 节点名查看后台节点的负载（通常 r15s 反映的是最近 15 秒该节点运行的线程或进程数，如果作业被加载以后，r15s 的值较小
(明显小于该节点运行作业使用的核数)，则该节点的作业可能未被正常加载。mem 表示可用的内存。）

myquota

用于查看当前用户磁盘配额及使用情况

3 远程连接教程

3.1 远程登陆

登陆 IP：124.127.245.49。如果使用 linux 操作系统可在终端下直接 ssh 登陆，例如：ssh username@124.127.245.49 如果使用 windows 操作系统则需要使用 ssh 客户端登陆。常用的 ssh 客户端有：Putty,下载地址: http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/download.html其他的 ssh 客户端有xshell,openssh 等。

以 putty 为例：

输入要登陆主机的 IP，选择连接类型 ssh：
弹出提示输入密码界面：
输入用户帐户密码（密码输入过程不显示任何输入）：
完成登陆。

3.2 数据下载

可以使用任何 ftp 客户端软件(要支持 sftp),如 filezlia,winscp 等。

以 filezlia 为例(下载地址：https://filezilla-project.org/)为例可以如下设置：

4 常见问题

4.1 如何登录到编译节点？

编译节点为v3-build1,系统为CentOS6.5。在队列执行的任务，若涉及到编译程序，须在 v3-build1 中执行。编译节点无法上网。

登陆 v3-build1 时，先登录到登陆节点，然后执行 ssh v3-build1 即可。

4.2 登陆后乱码怎么办？

临时解决方法：直接在终端输入 LANG=””，不过开启新的终端时候需要重新输入。永久解决方法：把命令 export LANG=””，添加到~/.profile 文件中，重新登录即可。中文乱码可以在 putty 中设定 translation->UTF-8：

4.3 如何修改登陆密码？

用户得到得到登陆帐号和初始密码后应及时修改。可以使用 passwd 命令直接修改，先输入原密码，再输入两次新密码。输入新密码时不要过于简单。

4.4 如何查看用户可使用的最大 CPU 核数？

使用 busers 命令查看，输出结果如下：

MAX 对应的就是用户可使用的最大 CPU 核数。

4.5 如何查看用户可使用的队列？

开通帐户时业务人员会告知，也可使用命令查看：bqueues -u username(账户名) ，会输出可使用的队列。

4.6 MPI 的路径？

不同的 mpi 库都安装在/usr/mpi/gcc 目录下，进入编译节点，ls /usr/mpi/gcc就可以看到了。

4.7 如何判断自己的程序是并行还是串行程序？

目前，在并行计算领域内，主要的并行编程模型有三类模型：数据并行、消息传递、共享变量。

其中基于消息传递的 MPI 编程模型和基于共享变量的 OpenMP/Pthread 编程模型是最为流行的并行编程模型。Openmp 比较简单，用于单机多 CPU/多核并行。MPI 较为复杂，有时需要从基本设计思路上重写整个程序，涉及到局域网通信这一不确定的因素。我们拿到一个软件，首先看它的使用说明，如果需要用 mpirun 运行的都属于 MPI 并行程序。否则，都属于串行程序或单机多线程程序。