OpenHPC

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Das Logo des openHPC-Projekts

Die openHPC-Initiative ist ein kollaboratives Projekt unter dem Dach der Linux Foundation. Es hat zum Ziel, eine einfach installier- und benutzbare Software-Umgebung (Framework) für High-Performance-Computing zu entwickeln und zu verbreiten. Die für das grundlegende Aufsetzen eines HPC-ComputeClusters notwendigen Komponenten stehen als Open Source zur Verfügung. Weitere, optionale Komponenten (Intel-C/Fortran-Compiler, diverse Performance-Analyse-Tools) erfordern den Erwerb von Lizenzen ihrer jeweiligen Hersteller.

Gründung

Das Projekt wurde am 12. November 2015 während der SC '15 von den unter Gründungsmitglieder genannten Firmen und Forschungseinrichtungen gegründet[1].

Ziele

Das Projekt will erreichen, dass openHPC[2]

  • als ein robustes und vielfältiges System aus miteinander integrierten Komponenten eine stark vereinfachte Nutzung von HPC-Techniken ermöglicht
  • eine stabile Software-Umgebung zum Testen und Validieren eines breiten Spektrums an HPC-Anwendungen bietet
  • als integriertes Open Source-Framework die Gesamtkosten für die Inbetriebnahme einer eigenen HPC-Umgebung verringert
  • mit seinem flexiblen Konfigurationsmanagement und zueinander kompatiblen Software-Paketen viele Einsatzfälle von HPC abdeckt, und trotzdem die Integration mit anderen HPC-Komponenten erlaubt

Das Aufsetzen eines ComputeClusters erfordert eine Menge administrativer Arbeit. Spezialisierte Systemadministratoren planen

  • mit welcher Cluster-Verwaltungssoftware sie ihr Cluster installieren und verwalten wollen
  • mit welchen Werkzeugen sie es überwachen und
  • mit welchem ResourceManager (Job Scheduler) sie es durch die Benutzer mit Jobs (Teilaufgaben) beschicken wollen.

Dann installieren und konfigurieren sie auf dem/n MasterNode(s) die ausgewählte Software, mittels der sie dann die ComputeNodes erfassen, ihrerseits mit einem Betriebssystem versehen und in Betrieb nehmen.

OpenHPC will diese Vorgänge dadurch vereinfachen, dass ein einziger Software-Stack — bestehend aus weitgehend standardisierten und gegeneinander getesteten Komponenten — aus einem einzigen Repository heraus installiert wird, der sofort lauffähig ist und die Inbetriebnahme der ComputeNodes unmittelbar ermöglicht. Den Integrationsaufwand der verschiedenen Komponenten hat dabei das openHPC-Projekt bereits weitgehend erledigt, so dass dem Betreiber nur geringer Konfigurationsaufwand entsteht.

Erstausgabe

Am 5. Februar 2016 erschien mit „OpenHPC 1.0.1“[3] die erste Release des Frameworks.

unterstützte Betriebssysteme

Zur Zeit wird openHPC nur gegen CentOS 7.1 entwickelt und getestet. Es ist aber davon auszugehen, dass es mit kompatiblen Linux-Distributionen (Red Hat Enterprise Linux oder Scientific Linux) ebenso betrieben werden kann.

Nutzung

Da HPC im Allgemeinen das „scale-out“-Prinzip (Verteilung aufwendiger Rechnungen auf mehrere Compute-Nodes) vorsieht, benötigt man einen Master-Node, der die Compute-Nodes mit der openHPC-Software und später mit Teilaufgaben versorgt.

Zur Nutzung von openHPC reicht es, im unterstützten Basis-Betriebssystem des Master-Nodes das openHPC-Repository einzutragen, um den integrierten Software-Stack herunterladen und installieren zu können.

Die Komponenten werden nach /opt/ohpc/ installiert, was ein für Master-Node und alle Compute-Nodes gemeinsames (NFS-) Verzeichnis sein sollte.

Die im openHPC-Projekt benutzten Komponenten sind:

  • Warewulf als image-basierendes Compute-Node-Verwaltungssystem
  • SLURM als Resourcenmanager / Batch-Scheduler
  • MPI-Bibliotheken (Intel-MPI, MVAPICH2, OpenMPI)
  • verschiedene wissenschaftliche Bibliotheken wie FFTW, HDF5 (mit serieller und paralleler I/O-Unterstützung) und die GNU Scientific Library (GSL)
  • InfiniBand-Treiber und -Tools (OFED, PSM, RDMA, IPoIB)
  • Lustre-Client für das verteilte Filesystem
  • Nagios-Client zur Verfügbarkeitsüberwachung
  • Ganglia zur Performance- und Auslastungsüberwachung des Clusters
  • Intel Cluster Checker zur Diagnose von Hard- und Softwareproblemen (lizenzpflichtig)
  • Intel Parallel Studio XE C/C++ und Fortran-Compiler (u.U. lizenzpflichtig)

Gründungsmitglieder

(in alphabetischer Reihenfolge)

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ http://www.linuxfoundation.org/news-media/announcements/2015/11/high-performance-computing-leaders-unite-develop-open-source
  2. ↑ http://www.openhpc.community/about-us/vision/
  3. ↑ http://www.openhpc.community/downloads/
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