JAWSUG HPC: ParallelCluster Workshop

JAWSUG HPC支部　第16回勉強会 ParallelCluster Workshop
https://jawsug-hpc.connpass.com/event/132565/

Github : https://github.com/porcaro33/aws-parallelcluster-workshop

ParallelCluster Workshop Environment

1. What is ParallelCluster?

• AWS ParallelCluster は、AWS がサポートするオープンソースのクラスター管理ツールです。このツールは、AWS クラウドでハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) クラスターを簡単にデプロイおよび管理するのに役立ちます。オープンソース CfnCluster プロジェクト上に構築されている AWS ParallelCluster を使用すると、AWS にすばやく HPC コンピューティング環境を構築できます。必要なコンピューティングリソースと共有ファイルシステムが自動的に設定されます。AWS ParallelCluster は、さまざまなバッチスケジューラ (AWS Batch、SGE、Torque、Slurm) で使用できます。AWS ParallelCluster では、クイックスタート PoC (概念実証) および本番稼働用デプロイのいずれも可能です。また、AWS ParallelCluster には、DNA シーケンスワークフロー全体を自動化するゲノミクスポータルなど、高度なワークフローを構築することもできます。
• https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/parallelcluster/latest/ug/what-is-aws-parallelcluster.html

2. Infrastructure as Code x GitOps

• シンプルな設定ファイルとスクリプトでクラスターを記述できるのでIaCにもってこい。
• Gitでバージョン管理して、誰がいつ何を変更したかもバッチリ
• https://www.weave.works/technologies/gitops/

3. Build Infrastructure

Prerequisites

• まずはAWSにログイン https://console.aws.amazon.com/
• Oregonリージョンに移動、ログインしたユーザがAdmin権限であることを確認してください。

Create KeyPair

• Bastion Serverにアクセスするのに使用するKeyPairを作成します。
• 後ほどCloudFormationを実行するときにKeyNameを入力するのでメモしといてください。
  AWS Console -> EC2 -> Key Pairs -> Create Key Pair -> Enter key name -> Create

CentOS Subscription

• このWorkshopではCentOS7でEC2を立てていきますが、CentOSを使うときはAMI Subscriptionが必要です。
• * CentOS7 AMI Subscribe: https://aws.amazon.com/marketplace/pp/B00O7WM7QW?qid=1561718024960&sr=0-1&ref_=srh_res_product_title
• Subscribe -> Accept

Run CloudFormation

• ParallelClusterで構築するクラスターの管理ノード兼踏み台ノードとして、CentOS7をPublic Subnetに構築します。このワークショップではCloudFormationで必要な環境を構築してしまいます。

  • VPC
  • Subnets
  • SecurityGroup
  • Bastion EC2 (CentOS7)
  • Bastion Instance Role
  • S3 Bucket
  • CodeCommit repo
  • ...etc

• CloudFormationテンプレートをGithubからダウンロード
  https://raw.githubusercontent.com/porcaro33/aws-parallelcluster-workshop/master/pcluster_infrastructure.yml

• CloudFormation -> Create New Stack -> Choose File -> Next
  

• Enter Stack Name, Bucket Name, KeyPair Name -> Next
  

• Next -> checkin at "I acknowledge that AWS CloudFormation..." -> Create
  

• CloudFormaitonが収束したら、Outputsを見てください。ここの情報をあとでスクリプト編集をするときに使います。このBrowser Tabは残しておいてください。
  

4. Build Pipeline for ParallelCluster

Login to the bastion server

• CloudFormationで作成したCentOS7サーバにログインします。お好きなssh clientでログインしてください。ユーザ名は"centos"です。

ssh -i <path_to_keypair> centos@<IP_from_CF_OUTPUT>

• parallelclusterはインストール済みです。確認してみましょう。またhomeに".parallelcluster"というフォルダがあるのを確認しましょう。

pcluster version
ls -la ~/

Create SSH key

• CodeCommitにアクセスするためのsshkeyを作成します。public keyを表示して内容をコピーしましょう。

ssh-keygen -f ~/.ssh/id_rsa -q -N ""
cat ~/.ssh/id_rsa.pub

• AWS Console -> IAM -> Users -> pcluster-admin -> Upload SSH public key -> public key貼り付け -> Upload SSH public key -> copy "SSH key ID"

SSH Config

• CodeCommitを使うための設定をしていきます。configファイルに先ほどコピーしたSSH key IDをセットします。

cd
git clone https://github.com/porcaro33/aws-parallelcluster-workshop.git
cd aws-parallelcluster-workshop/
vi config

• SSH key IDをセットしたconfigファイルを.sshフォルダにおいて、パーミッションを変更します。最後にCodeCommitへのsshを確認します。

cp ~/aws-parallelcluster-workshop/config ~/.ssh/config
chmod 600 ~/.ssh/config
ssh git-codecommit.us-west-2.amazonaws.com

Working on CodeCommit

• CodeCommitからgit cloneして空のローカルリポジトリを作っておきます。

cd
git clone ssh://git-codecommit.us-west-2.amazonaws.com/v1/repos/pcluster-git

• いくつかのファイルとフォルダをgithubからコピーして、CodeCommitにpushします。

cp -r ~/aws-parallelcluster-workshop/configs ~/pcluster-git
cp -r ~/aws-parallelcluster-workshop/projects ~/pcluster-git
cp -r ~/aws-parallelcluster-workshop/appspec.yml ~/pcluster-git/appspec.yml
cd ~/pcluster-git
git add .
git commit -m "initial commit"
git push origin master

• push完了したら、実際にCodeCommitにアップされているか確認しましょう。
  

• ここまでで、CodeCommitの準備はできました。ここからはCodePileline, CodeDeployを設定して、Pipelineを完成させます。

Create Pipeline to S3

AWS Cosole -> CodePipeline -> Create pipeline

• Pipeline name : pcluster-pipeline
• Service role : Existing service role
• Role name : -CodePipelineServiceRole-XXXXXX

• click "Next"
  

• Source provider : AWS CodeCommit

• Repository name: pcluster-git

• Branch name : master

• click "Next"

• click "Skip build stage"

• Deploy providor : Amazon S3

• Region : US West - (Oregon)

• Bucket :

• Check-in : Extract file before deploy

• click "Next"
  

• click "create pipeline"

• これでParallelclusterで実行するpost_installスクリプトをCodeCommitからS3に送るPipelineができました。Pipelineを作成した時点で一回実行されるのでSucceededになっていることを確認してください。
  

Create Pipeline to EC2

• CodeDeploy -> Applications -> Create application
• Application name : deploy2ec2
• Compute platform : EC2/On-premises

• Click "Create application"

• Create deployment group
  

• Enter a deployment group name : pcluster-mgr

• Choose a service role : -CodeDeployServiceRole-XXXXXXXX

• Deploy type : In-plane

• Environment configuration : Amazon EC2 Instances

• Key : Name

• Value : CentOS7 Bastion

• Uncheck : Enable load balancing

• Click "Create deployment group"
  

• Add pipeline

• pcluster-pipeline -> Edit

• Edit deploy stage -> Add action

• Action name : deploy2ec2

• Action provider : AWS CodeDeploy

• Input artifact : SourceArtifact

• Application name : deploy2ec2

• Deployment group : pcluster-mgr

• Click "Done"
  

• Click "Save"

• Click "Release change"

• これでParallelClusterのクラスターConfigファイルを、クラスター管理ノードに送るPipelineができました。２つのデプロイがともにSucceededになっていることを確認してください。

• 

5. Launch ParallelCluster

• pipelineが完成したので、cluster configファイルにbucket nameやsubnet idをセットしてクラスターを起動します。/home/pcluster-gitに移動して下記ファイルを編集してください。
• パラメータはCloudFormationのOutputから取ってきてください。

Edit cluster config and post_install scripts

• projects/cpu/scripts/00-cluster-init.sh

  • S3BUCKET

• projects/cpu/scripts/00-cluster-init.sh

  • S3BUCKET

• config/cpu

  • master_subnet_id
  • compute_subnet_id
  • vpc_id
  • additional_sg
  • key_name
  • ec2_iam_role
  • s3_read_resource
  • s3_read_write_resource
  • tags
  • post_install

• ファイルの修正が完了したら、CodeCommitのPush

git add .
git commit -m "first cluster"
git push origin master

Launch a cluster via ParallelCluster

• Pipelineが流れるのを確認したら、実際の起動コマンドを打つ

cd ~/.parallelcluster
pcluster list -r us-west-2
pcluster create cpu -c cpu

• 10分くらい待つと完了します。コンソールにIPが表示される。
• pem keyを踏み台ノードに転送して、踏み台ノードからCluster Masterノードにssh
• あとはご自由にアプリケーションをインストールして、ジョブスケジューラ使ってあそんでください。
• configファイルを修正して、git push, pcluster updateってやるとクラスターの設定が更新されます。

6. Terminate workshop environment

delete cluster

cd ~/.parallelcluster
pcluster delete cpu -c cpu

clean-up environment

• delete pipeline
• deleter deployment group
• delete deployment application
• delete s3 objects
• remove SSH key ID from IAM user "pcluster-admin"
• delete cloudformation stack

fin!

• 注意点

  • ParallelClusterは様々なサービスを組み合わせて実行されます。このワークショップのIAM Roleまわりはいいかげんな設定なので、公式ドキュメントをみて適切に設定してください。
    • https://aws-parallelcluster.readthedocs.io/en/latest/iam.html
  • ParallelClusterは追加機能絶賛開発中で、今後バージョンがどんどん上がっていくので、venvとかPythonの仮想環境を準備して、複数バージョン動かせるようにしておいた方がいいと思います。
  • Bugとか不可思議な挙動があったら、AWS Supportに問い合わせるよりもGitHub Issueをあげる方がレスポンスも早いし、問題も早く解決できると思います。(要英語)
  • 使いこなすならGitHub Issueは全部読む。公式ドキュメントは基本的なところだけしか記述がない。
  • 現在計算インスタンスタイプは１種類のみだけど、複数インスタンスタイプの機能は開発中だそうです。
  • クラスター起動のログは~/.parallelcluster/pcluster-cli.logにも出てくるが、これだと何もわからないので、クラスターノード内の/var/log/cfn-init.logを見るのがオススメ。Chefのログが見える。これでどこでコケたかがよくわかる。
  • post_installスクリプトでは/etc/parallelcluster/cfnconfig内のパラメータを使ってあげると色々と楽に組める。

• 参考資料

  • https://aws-parallelcluster.readthedocs.io/en/latest/getting_started.html
  • https://github.com/aws/aws-parallelcluster
  • https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/codepipeline/latest/userguide/tutorials-s3deploy.html#tutorials-s3deploy-acc
  • https://qiita.com/yukofeb/items/e077fc8755416c904032
  • https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/parallelcluster/latest/ug/processes.html