Jak korzystać z kolejek PBS

< Podręcznik użytkownika KDM < System kolejkowy < Jak korzystać z kolejek PBS

Kolejki

Na klastrze Bem zadaniami obliczeniowymi zarządza system kolejkowania PBSPro.

Uruchamianie obliczeń odbywa się w ramach kolejek, które różnią się między sobą priorytetem, limitami czy prawami dostępu (a czasem również dostępnymi zasobami).

Uruchamianie typowych obliczeń na klastrze Bem nie wymaga podawania kolejki, gdyż wyboru odpowiedniej kolejki dokonuje system kolejkowy na podstawie podanych przez użytkownika wymagań odnośnie czasu wykonania.
Ogólna zasada jest następująca: wszystkie zadania należy zlecać do kolejki main, która w zależności od czasu trwania zadania przekieruje je do kolejki o odpowiednio długim czasie wykonywania.
Dla przykładu zadanie o czasie 123h trafi do kolejki shoth168h. Każda z kolejek ma inny priorytet. W ogólności im krótsza kolejka tym wyższy priorytet. Kolejka normal o maksymalnej długości zadania do 504h ma najniższy priorytet i ograniczone zasoby. Pozostałe kolejki korzystają ze wszystkich zasobów.

Podstawowe kolejki na klastrze Bem przeznaczone dla wszystkich użytkowników KDM:

• main - zadania należy zlecać do tej kolejki podając limit czasu (przy użyciu konstrukcji opisanej w dalszej części artykułu: -l walltime=X)
• short, short48h, short168h, normal, infinity - użytkownik nie ma możliwości bezpośredniego wstawiania zadań do tych kolejek, dokona tego system kolejkowy automatycznie, w oparciu o podany limit czasu.

Kolejki dostępne na klastrze Bem dla użytkowników infrastruktury PL-Grid:

• plgrid, plgrid-long, plgrid-testing

W systemie kolejkowym zakładane są także czasowo dedykowane kolejki na specyficzne potrzeby projektowe lub grup badawczych.

Sprawdzanie stanu kolejek

Do sprawdzenia stanu kolejki służy polecenie qstat. Można korzystać z następujących jego parametrów:

• -r - pokazuje uruchomione zadania
• -i - pokazuje zadania oczekujące
• -u - pokazuje zadania wybranego użytkownika
• -f - pokazuje szczegółowe informacje o zadaniach (lub zadaniu, jeżeli podamy jego identyfikator po parametrze)

Konfigurację kolejek można przeglądać za pomocą komendy:

> qstat -q

Dokładniejsze informacje na temat kolejki wyświetla komenda:

> qstat -Qf nazwa_kolejki

Zasoby

Po wyborze odpowiedniej kolejki należy zadeklarować ilość wymaganych zasobów.

Przydział zasobów może odbywać się w jednej, spójnej części (dla zadań szeregowych lub zrównoleglonych w obrębie jednego węzła) lub kilku części (dla zadań zrównoleglonych przy użyciu bibliotek MPI). Deklarację buduje się używając wyrażenia select dla parametru -l polecenia qsub (opisanego w dalszej części). Jej format jest następujący:

select=X:zasób1=wartość1:zasób2=wartość2+Y:zasób3=wartość3:zasób4=wartość4

gdzie:

• X - liczba części alokacji (tzw. chunków) pierwszego zbioru zasobów
• zasób1=wartość1:zasób2=wartość2 - opis pierwszego zbioru zasobów
• Y - liczba części drugiego zbioru zasobów
• zasób3=wartość3:zasób4=wartość4 - opis drugiego zbioru zasobów

Liczba zbiorów zasobów może być różna (równa 1 lub większa). Alokowane części (chunki) mogą (ale nie muszą) znaleźć się na różnych węzłach.

Dostępne parametry:

• ncpus - liczba rdzeni obliczeniowych
  • domyślnie: 1
  • maksymalnie:
    • 24 na 720 węzłach
    • 28 na 192 węzłach
• mem - rozmiar pamięci
  • Wielkość pamięci zadeklarowana dla zadania w kolejce powinna być większa (np. o 10%) od wartości zadeklarowanej dla aplikacji w pliku wejściowym. Należy zadbać, aby w pliku wejściowym podana była poprawna wielkość pamięci, wystarczająca do skutecznego wykonania obliczeń dla danego rozmiaru problemu obliczeniowego. Jeśli aplikacja, uruchomiona podczas wykonywania się zadania kolejkowego, spróbuje użyć więcej pamięci niż zostało zadeklarowane dla zadania, to aplikacja zostanie zabita i zadanie zakończy się niepowodzeniem.
  • Przykład dla aplikacji Gaussian:
    • Deklaracja w pliku wejściowym dla obliczeń na 8 procesorach i z wykorzystanie 4GB pamięci:

%nproc=8
%mem=4000MB

• • • odpowiednia deklaracja dla zadania kolejkowego:

-l select=1:ncpus=8:mem=4400MB

• • domyślnie: 2000 MB per każdy chunk
  • maksymalnie:
    • 60 000 MB na 688 węzłach
    • 125 000 MB na 214 węzłach
    • 500 000 MB na 10 węzłach

Osobnym słowem kluczowym, którego używa się podczas żądania zasobów, jest liczba procesów MPI w danej części alokacji (w chunku). Należy skorzystać z tego parametru, kiedy w jednej części alokacji (chunk) chcemy uruchomić jeden lub więcej procesów MPI:

• mpiprocs - liczba procesów MPI
  • domyślnie: 1
  • maksymalnie: 24 lub 28
  • wielkość mpiprocs nigdy nie może być większa niż ncpus w żadnym chunku!
  • jeśli aplikacja jest zrównoleglona jedynie przy użyciu MPI i nie korzysta z OpenMP, to wartość mpiprocs powinna być zawsze równa ncpus!

Jeśli aplikacja jest zrównoleglona przy użyciu OpenMP, to należy podać liczbę wątków w ramach części alokacji (chunk):

• ompthreads - liczba wątków (threads)
  • domyślnie: równa wartości ncpus
  • maksymalnie: 24 lub 28
  • wielkość ompthreads nigdy nie może być większa niż ncpus w żadnym chunku!

W przypadku aplikacji hybrydowych, korzystających jednocześnie z MPI i OpenMP, wielkość ncpus w każdym chunku musi być równa mpiprocs * ompthreads, vide przykłady poniżej.

Przykładowe definicje wymagań

Zadanie uruchamia jeden zestaw, w którym jeden proces będzie mógł uruchomić 4 wątki OpenMP lub po prostu cztery procesy i wymaga 4096 MB RAM na cały zestaw. Całość uruchomi się w ramach jednego węzła:

select=1:ncpus=4:mem=4096MB

Zadanie uruchamia 8 zestawów po jeden proces, a każdy proces wymaga 512 MB RAM. Poszczególne zestawy mogą znaleźć się na dowolnej kombinacji węzłów - jednym lub więcej:

select=8:ncpus=1:mem=512MB

Zadanie uruchamia 8 zestawów po 4 procesy MPI, po 4 w każdej części alokacji (i domyślne 2000 MB na każde 4 procesy):

select=8:ncpus=4:mpiprocs=4

Zadanie wymaga 16GB RAM (i domyślnie jednego rdzenia):

select=1:mem=16GB

Zadanie wymaga 4 zestawów po 2 procesy MPI, z których każdy uruchomi po 12 wątków OpenMP i 16GB pamięci per każdy zestaw. Należy zwrócić uwagę, że w każdym chunku jest fizycznie wymagane 2mpi*12threads=24 rdzenie, dlatego ncpus musi przyjąć właśnie taką wartość:

select=4:ncpus=24:mpiprocs=2:ompthreads=12:mem=16GB

Alokacja w powyższym przypadku będzia wygłądać następująco:

chunk pierwszy:
\_
  proces MPI pierwszy
  \_ pierwszy wątek OpenMP
  \_ drugi wątek OpenMP
  \_ ...
  \_ 12-ty wątek OpenMP
  proces MPI drugi
  \_ pierwszy wątek OpenMP
  \_ drugi wątek OpenMP
  \_ ...
  \_ 12-ty wątek OpenMP

chunk drugi:
\_
  proces MPI pierwszy
  \_ pierwszy wątek OpenMP
  \_ drugi wątek OpenMP
  \_ ...
  \_ 12-ty wątek OpenMP
  proces MPI drugi
  \_ pierwszy wątek OpenMP
  \_ drugi wątek OpenMP
  \_ ...
  \_ 12-ty wątek OpenMP

Uruchamianie aplikacji wykorzystującej zarówno MPI jak i OpenMP, implementacja Intel MPI:

mpirun -genv OMP_NUM_THREADS=$OMP_NUM_THREADS -genv I_MPI_PIN_DOMAIN=omp /ścieżka/aplikacja.x

Wstawianie zadań

Do wstawiania zadań do kolejki służy polecenie qsub.

!	Polecenie należy wykonywać na węźle dostępowym!

Opis zadania powinien być zawarty w skrypcie powłoki. Następnie taki skrypt przekazywany jest do kolejki jako parametr polecenia qsub (lub na standardowe wejście tej komendy). Najważniejsze parametry polecenia można znaleźć poniżej:

• -q - wybór kolejki
• -l specyfikacja wymagań - wartości parametru mogą być następujące
  • select= - opis wymagań
  • software= - informacja o używanym oprogramowaniu

!	Proszę korzystać z powyższego parametru - pozwala to administratorom sporządzać statystyki wykorzystania

• -N - nazwa zadania (jej długość nie może przekraczać 12 znaków)
• -m - włączenie wysyłania powiadomień o zdarzeniach
  • b - o rozpoczęciu zadania
  • e - o zakończeniu zadania
  • n - wyłączenie powiadomień
• -I - zadanie interaktywne (w tym przypadku nie należy przekazywać skryptu)
• -X - przekierowanie wyświetlania (ma sens w przypadku zadań interaktywnych, wymaga logowania z przekierowaniem wyświetlania

Cenną cechą programu qsub jest możliwość przekazywania parametrów w skrypcie podanym jako argument, poprzez linie zaczynające się od:

#PBS

Usuwanie zadań

Jeżeli z jakiegoś powodu istnieje potrzeba usunięcia zadania - należy skorzystać z polecenia qdel, które przyjmuje jako parametr identyfikator zadania. Można kasować zadania zarówno oczekujące w kolejce jak i uruchomione.

Rezerwacje

Może się zdarzyć, że dostęp do zasobów potrzebny jest w określonym czasie np. za 3 tygodnie w poniedziałek między godziną 8 a 16. W takich przypadkach należy skorzystać z rezerwacji - powoduje to powstanie nowej kolejki, do której wstawione zadania nie będą konkurować o dostęp z innymi zadaniami. Należy jednak pamięć, że nie zawsze będzie to możliwe (będzie tylko wtedy kiedy system kolejkowy w żądanym czasie będzie w stanie zapewnić zasoby). Tworzenie rezerwacji odbywa się poleceniem pbs_rsub, którego najważniejsze parametry to:

• -R - czas rozpoczęcia rezerwacji w formacie YYYYMMDDHHmm (201302010456 oznacza w takim przypadku 4:56 01.02.2013)
• -E - czas zakończenia rezerwacji w formacie YYYYMMDDHHmm
• -l - specyfikacja zasobów rezerwacji (w formacie takim, jak w przypadku zadań)
• -r - reguła rekurencji (jeżeli rezerwacja ma się powtarzać cyklicznie, więcej na ten temat w manualu polecenia pbs_rsub)
• -U - lista użytkowników, którzy mogą korzystać z rezerwacji

Do wyświetlenia informacji o rezerwacjach służy polecenie pbs_rstat. Bez parametrów listuje ono założone rezerwacje, a szczegóły o wybranej można zobaczyć dodając parametr -f i identyfikator. Aby usunąć rezerwację należy użyć polecenia pbs_rdel.

Przykłady

Uruchomienie obliczeń na postawie skryptu

• zawartość skryptu uruchom.sh

#!/bin/bash
#PBS -q main
#PBS -l walltime=6:00:00
#PBS -l select=1:ncpus=2:mem=2048MB
#PBS -l software=test_qsub
#PBS -m be

# wejscie do katalogu, z ktorego zostalo wstawione zadania
cd $PBS_O_WORKDIR

# uruchom program 
# z PRZEKIEROWANIEM ZAPISYWANIA WYNIKOW -- BARDZO WAZNE
./test1 >& wynik.txt

• Bardzo ważne: każde polecenie wykonywane w skrypcie zadania MUSI przekierowywać wyniki drukowane na standardowe wyjścia stdout i stderr do plików w katalogu domowym. Zadania wstawione bez przekierowania będą zabijane bez ostrzeżenia:

./test1 >& wynik.txt

• wstawienie skryptu

qsub uruchom.sh

Uruchomienie zadania interaktywnego

qsub -I -l walltime=6:00:00 -l select=1:ncpus=1:mem=2048MB -l software=CFX_14.5

Przekazanie skryptu przez standardowe wejście qsub

• zawartość pliku skrypt.sh

cat << EOF | qsub
#!/bin/bash
#PBS -q main
#PBS -l walltime=2:00:00
#PBS -l select=1:mem=512MB
#PBS -l software=qsub_stdin
#PBS -m be

# wejscie do katalogu, z ktorego zostalo wstawione zadania
# \ przez $ jest wymagany, aby powloka nie podmienila
# $PBS_O_WORKDIR na wartosc podczas wstawiania - tylko
# podczas dzialania zadania na wezle

cd \$PBS_O_WORKDIR

# uruchom program
# z PRZEKIEROWANIEM ZAPISYWANIA WYNIKOW -- BARDZO WAZNE
./test1 >& wynik.txt
EOF

• wstawienie zadania:

chmod +x skrypt.sh
./skrypt.sh

Więcej o poleceniu qsub można znaleźć w manualu - poprzez uruchomienie polecenia:

man qsub

Zlecenie rezerwacji

Próba utworzenia rezerwacji w bieżącym dniu (dlatego pominięto rok, miesiąc i dzień w wymaganiach) od 12:00 do 14:00, powtarzającej się w poniedziałki, środy i piątki aż do 31.12.2018, na zasobach składających się z dwóch części po 1 rdzeniu i 2000 MB RAM, z której mogą korzystać użytkownicy user1 oraz user2

pbs_rsub -R 1200 -E 1400 -r "FREQ=WEEKLY;BYDAY=MO,WE,FR;UNTIL=20181231" -l select=2:ncpus=1:mem=2000MB -U user1,user2

Jeżeli utworzenie rezerwacji będzie możliwe - system kolejkowy wyśle wiadomość (na adres zarejestrowany w bazie) z potwierdzeniem.

Zobacz też: PBSPro

Systemy kolejkowe	PBSPro