【问题标题】:How to setup workers for parallel processing in R using snowfall and multiple Windows nodes?如何使用降雪和多个 Windows 节点在 R 中设置工作人员以进行并行处理?
【发布时间】:2016-03-30 01:00:13
【问题描述】:

我已经成功地使用降雪在具有 16 个处理器的单个服务器上设置了一个集群。

require(snowfall)
if (sfIsRunning() == TRUE) sfStop()

number.of.cpus <- 15
sfInit(parallel = TRUE, cpus = number.of.cpus)
stopifnot( sfCpus() == number.of.cpus )
stopifnot( sfParallel() == TRUE )

# Print the hostname for each cluster member
sayhello <- function()
{
    info <- Sys.info()[c("nodename", "machine")]
    paste("Hello from", info[1], "with CPU type", info[2])
}
names <- sfClusterCall(sayhello)
print(unlist(names))

现在,我正在寻找关于如何迁移到分布式模型的完整说明。我有 4 台不同的 Windows 机器,总共有 16 个内核,我想将它们用于 16 节点集群。到目前为止,我知道我可以手动设置 SOCK 连接或利用 MPI。虽然看起来可行,但我还没有找到关于如何做的明确和完整的指示。

SOCK 路由 似乎依赖于 snowlib 脚本中的代码。我可以使用以下代码从主端生成存根:

winOptions <-
    list(host="172.01.01.03",
         rscript="C:/Program Files/R/R-2.7.1/bin/Rscript.exe",
         snowlib="C:/Rlibs")

cl <- makeCluster(c(rep(list(winOptions), 2)), type = "SOCK", manual = T)

它产生以下结果:

Manually start worker on 172.01.01.03 with
     "C:/Program Files/R/R-2.7.1/bin/Rscript.exe"
      C:/Rlibs/snow/RSOCKnode.R
      MASTER=Worker02 PORT=11204 OUT=/dev/null SNOWLIB=C:/Rlibs

感觉是一个合理的开始。我在 GitHub 上的 snow 包下找到了 RSOCKnode.R 的代码:

local({
    master <- "localhost"
    port <- ""
    snowlib <- Sys.getenv("R_SNOW_LIB")
    outfile <- Sys.getenv("R_SNOW_OUTFILE") ##**** defaults to ""; document

    args <- commandArgs()
    pos <- match("--args", args)
    args <- args[-(1 : pos)]
    for (a in args) {
        pos <- regexpr("=", a)
        name <- substr(a, 1, pos - 1)
        value <- substr(a,pos + 1, nchar(a))
        switch(name,
               MASTER = master <- value,
               PORT = port <- value,
               SNOWLIB = snowlib <- value,
               OUT = outfile <- value)
    }

    if (! (snowlib %in% .libPaths()))
        .libPaths(c(snowlib, .libPaths()))
    library(methods) ## because Rscript as of R 2.7.0 doesn't load methods
    library(snow)

    if (port == "") port <- getClusterOption("port")

    sinkWorkerOutput(outfile)
    cat("starting worker for", paste(master, port, sep = ":"), "\n")
    slaveLoop(makeSOCKmaster(master, port))
})

目前尚不清楚如何在工作人员上实际启动 SOCK 侦听器,除非它被埋在 snow::recvData 中。

查看MPI 路线,据我所知,Microsoft MPI 版本 7 是一个起点。但是,我找不到 sfCluster 的 Windows 替代方案。我能够启动 MPI 服务,但它似乎没有在端口 22 上进行侦听,并且使用snowfall::makeCluster 对其进行的任何抨击都没有产生结果。我已禁用防火墙并尝试使用 makeCluster 进行测试,并使用 PuTTY 直接从 master 连接到 worker。


是否有我错过的在 Windows 工作线程上设置降雪集群的全面分步指南?我喜欢snowfall::sfClusterApplyLB 并想继续使用它,但如果有更简单的解决方案,我愿意改变方向。研究 Rmpi​​ 和并行,我找到了工作的主方面的替代解决方案,但仍然很少或没有关于如何设置运行 Windows 的工作人员的具体细节。

由于工作环境的性质,既不能迁移到 AWS,也不能迁移到 Linux。

对于 Windows 工作节点没有明确答案的相关问题:

【问题讨论】:

  • 我将尝试给你一个真正的答案,但我还要提到,有一个基于 Debian 的 Linux 发行版,用于分布式/集群 HPC 建模,由一位非常优秀的计量经济学家创建,之前来自加州大学戴维斯分校,它被称为 PelicanHPC。几年前他不再支持它,但它仍然很好用,并且可以在 DistroWatch.org 上找到。在多台计算机上进行设置很简单。 DistroWatch 上也有 Rocks Cluster,但我并没有在那个发行版上走得太远,因为他们启动时一堆蛇的标志让我很困扰。
  • 为了与 R 进行集群,最新的 Ubuntu 发行版和 PelicanHPC 发行版有什么区别?如果 Windows 没有前进的道路,这可能是唯一的路线。
  • @jclouse 作为在 Windows 上使用 R 完成多线程、分布式计算的人,我首先想说的是,我很抱歉。我发现 Windows 上对此的支持和文档非常差。我的下一个问题是,您真的需要从同一台计算机生成所有任务,还是您可以对数据进行子集化并让每台计算机处理它们自己的数据子集?我不得不在生产中做这种事情,调试和维护非常痛苦。我知道这不能回答你的问题,但我想警告你,R、Windows 和分布式计算会很痛苦
  • @jclouse doRedis 的解决方案能满足您的要求吗? 我问doRedis 可以在本地工作以利用多核系统,也可以将任务分配给远程 R 实例(“工人”)。在运行时(即使在工作中)添加或删除工作人员也很简单,以适应不断变化的工作条件或加快工作处理。它适用于 Windows、Linux 和 MacOSX。 bigcomputing.com/doRedis.html 您只是想要一份在 Windows 上设置降雪集群的具体分步指南吗? - 只需在详细回复之前检查一下即可。
  • 我知道这(也)与降雪无关,但我在这方面(设置工人和利用工人等)的期货 (cran.r-project.org/web/packages/future/future.pdf) 包方面有很好的经验。

标签: r windows parallel-processing cluster-computing snowfall


【解决方案1】:

考虑了多种 HPC 基础架构选项:MPICH、Open MPI 和 MS MPI。最初尝试使用MPICH2,但放弃了作为可追溯到 2013 年的 Windows 的最新稳定版本 1.4.1,并且从那时起不再提供支持。 Windows 不支持 Open MPI。那么就只剩下 MS MPI 选项了。

不幸的是snowfall 不支持MS MPI,所以我决定使用pbdMPI 包,它默认支持MS MPI。 pbdMPI 实现了 SPMD 范式,而Rmpi 则使用管理器/工作器并行性。

MS MPI 安装、配置和执行

  1. 在未来的 Windows HPC 集群中的所有机器上安装 MS MPI v.10.1.2
  2. 创建一个可供所有节点访问的目录,R 脚本/资源将驻留其中,例如 \HeadMachine\SharedDir
  3. 检查 MS MPI 启动服务 (MsMpiLaunchSvc) 是否在所有节点上运行。
  4. 检查 MS MPI 是否有权代表同一用户(即 SharedUser)在所有节点上运行 R 应用程序。所有机器的用户名和密码必须相同。
  5. 检查,R 应该代表 SharedUser 用户启动。
  6. 最后,使用步骤 7-10 中提到的以下选项执行 mpiexec

mpiexec.exe -n %1 -machinefile "C:\MachineFileDir\hosts.txt" -pwd SharedUserPassword –wdir "\HeadMachine\SharedDir" Rscript hello.R

在哪里

  • -wdir 是共享资源目录的网络路径。
  • –pwdSharedUser用户的密码,例如SharedUserPassword
  • –machinefilehosts.txt 文本文件的路径,例如 С:\MachineFileDir\hosts.txthosts.txt 文件必须可以从指定路径的头节点读取,并且它包含要运行 R 脚本的节点的 IP 地址列表。
  1. 作为第 7 步的结果,MPI 将以 SharedUser 身份使用密码 SharedUserPassword 登录,并在 hosts 中列出的每台计算机上执行 R 进程的副本.txt 文件。

详情

你好。R

library(pbdMPI, quiet = TRUE)
init()
cat("Hello World from
process",comm.rank(),"of",comm.size(),"!\n")
finalize()

hosts.txt

hosts.txt - MPI 机器文件 - 是一个文本文件,其中的行包含将启动 R 脚本的计算机的网络名称。在每一行中,计算机名称后用空格分隔(对于 MS MPI),要启动的 MPI 进程的数量。通常,它等于每个节点中的处理器数量。

hosts.txt 示例,三个节点各有 2 个处理器:

192.168.0.1 2
192.168.0.2 2
192.168.0.3 2

【讨论】:

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