鸟哥的Linux私房菜(服务器)- 簡易 Cluster 架設
生活随笔
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鸟哥的Linux私房菜(服务器)- 簡易 Cluster 架設
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
簡易?Cluster?架設
最近更新日期：2003/05/20
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原理： ?
：什麼是 Cluster 與 Cluster 的優點 ?
：Cluster 的主從架構 ?
：達成 Cluster 所需要額外功能 ( RSH ) 與軟體 ( MPICH ) ?
架設流程： ?
：整體架構 ?
：鳥哥的一個實例規範 ?
：系統安裝 ( Red Hat 9 ) ?
：防火牆 ( 含 NAT 主機 ) 與網路設定 ?
：NFS 架設規劃(相當重要，參考說明) ?
：NIS 架設規劃 ?
：RSH 設定 ?
：安裝 Fortran 90 的編譯程式 PGI pgf90 ( PS. server version ) ?
：安裝 MPICH ?
其他主機相關設定： ?
：X-Window Server/Slave 架構 ?
重點回顧 ?
參考資源 ?
原理：
架設流程
其他主機相關設定：
後記：雖然架設一個 X Server/Client 是很簡單的一件事，不過，如果您的機器並不是在 LAN 裡面的話，而是在 Internet 上面進行 Server/Client 的 X 系統架構的連結，請特別留意的是，由於 X Window 的圖形介面需要一直傳輸圖形到您的工作機上面來，如此一來，將會損耗掉大部分的頻寬喔！在我的實際案例當中，發現到我的 X Server/Client 之間流量傳輸達到 2000 Kbits/second, 亦即是 250KBytes/second ，還記得流量的算法吧？！如果是 ADSL 撥接架構的話，目前已經蠻常見 下載/上傳 = 1.5M/386K 的傳輸速度，不過，即使下載達到 1.5M 了，不過在我的案例中竟然高達了 2.0M 的傳輸！呵呵！瞭解吧！所以囉，這個 X Window 的 Server/Client 架構請務必在內部網路架設就好，不要想連上 Internet 啊！會等的快睡著.....
重點回顧
參考資源
| 近年來因為數值模式模擬的盛行，所以『平行運算』的架構也就越來越重要了！什麼是數值模擬呢？主要就是藉由一些物理理論去開發出來的一些『計算公式』，而這些計算公式藉由程式語言(例如C、Fortran等等)實際的將他編譯成為可執行的程式，最常見的例如中央氣象局不是每天都會預報天氣嗎？這個預報的動作就是利用數值計算去演算出來的。另外，還有空氣品質模式模擬，也是經過運算出來的，除此之外，例如天文、物理、水文等等很多方面的工作，都是利用這種數值模擬的運算的喔！不過，這些程式是很大型的！也就是說，他們在運算的時間是很長的，如果使用單顆 CPU 的話，不論這顆 CPU 的頻率與效能有多高，還是得要運算個好幾個鐘頭的～如此一來，對於像氣象預報這個急需時效性的工作可能就會有所延誤啊！不過，如果我將這個運算的工作同時丟給多顆 CPU 呢？也就是讓多顆 CPU 同時進行這個程式的運算工作，如此一來，將可以大大的減低時間的損耗了～這就是平行運算的簡單說明。在 Linux 平臺上面，要達成簡單的平行運算，可以透過 MPI 的函式庫，例如 MPICH 就是一個很有名的 MPI 軟體喔！馬上來給他看看平行運算類型的 Cluster 建置吧！ |
原理： ?
：什麼是 Cluster 與 Cluster 的優點 ?
：Cluster 的主從架構 ?
：達成 Cluster 所需要額外功能 ( RSH ) 與軟體 ( MPICH ) ?
架設流程： ?
：整體架構 ?
：鳥哥的一個實例規範 ?
：系統安裝 ( Red Hat 9 ) ?
：防火牆 ( 含 NAT 主機 ) 與網路設定 ?
：NFS 架設規劃(相當重要，參考說明) ?
：NIS 架設規劃 ?
：RSH 設定 ?
：安裝 Fortran 90 的編譯程式 PGI pgf90 ( PS. server version ) ?
：安裝 MPICH ?
其他主機相關設定： ?
：X-Window Server/Slave 架構 ?
重點回顧 ?
參考資源 ?
原理：
- 什麼是 Cluster 與 Cluster 的優點
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什麼是 Cluster 呢？目前常見的 Cluster (叢集)架構有兩種，一種是 Web / Internet cluster system，這種架構主要是將資料放置在不同的主機上面，亦即由多部主機同時負責一項服務；而另外一種則是所謂的平行運算了！平行運算其實就是將同一個運算的工作，交給整個 Cluster 裡面的所有 CPU 來進行同步運算的一個功能。由於使用到多個 CPU 的運算能力，所以可以加快運算的速度。目前比較常見於平行運算功能的，通常需要在超級電腦上面才看的到，這些超級電腦主要是用在天文、軍事、物理等需要很精密的、大量的運算的工作中，而考慮到穩定性，則通常是用在 Unix 系統上面的硬體架構上。不過，目前由於 PC 上面的 CPU 的運算功能越來越強大了～因此，當然很多程式開發者就動腦筋到 PC 上面來製作平行電腦的系統囉！我們這篇短文主要在介紹的就是『平行運算』這一類的 Cluster 了！?
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由於 Cluster 主要是用在平行運算上面的，而所謂的平行運算是使用到多顆 CPU 的運算功能，因此可以讓您的大型運算的程式很快的執行完畢！因此，如果你的工作環境當中，常常會使用到很耗 CPU 運算功能的程式時，就可以嘗試使用 Cluster 來進行工作囉！應該可以節省您不少的時間吶！此外，我們這篇短文主要是在 X86 架構下的 PC 來架設 Cluster 的喔！?
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不過，也需要特別留意的是，由於我們的 Cluster 是將一個工作平均分給所有的 node (註：一顆 CPU 在一個 Cluster 架構下，就稱為一個 node 囉！)，所以，萬一您做成的 Cluster 系統當中，所有的 node 並非完全相同的運算等級，那麼先做完工作的 node 將會暫停工作，會等到所有的 node 都進行完畢後，才會在進行下一動～所以啦！強烈的建議在同一個 cluster 的架構中，盡量所有的 CPU 都使用相同的 CPU 型號，應該會比較好一點喔！?
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- Cluster 的主從架構
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最簡單的 Cluster 其實就是以一種主從架構來進行資料的運算工作的，圖示如下：- 上面的 Master 與 Slave 指的都是 CPU 喔！
- Master 那部機器上面必須要有可以將工作分配給各個 node 去工作的函式庫，也就是 MPI ，他最重要的功能就是將工作給他分配下去的啦！而最重要的軟體就是：(1)MPICH；(2)編譯器(compiler, 例如 Fortran)；
- 什麼是網路功能呢？如果 master 與 slave 是在同一部機器當中，例如雙 CPU 的主機板，那麼這裡就不需要網路功能啦！不過，如果我是使用四臺雙 CPU 的 PC 呢？呵呵！那麼這四部主機就需要以高速網路架構進行連線啦！此外，還需要在這四部主機之間建立可以互通訊息的通訊協定才行，這方面的功能就含有：(1)R Shell, 亦即稱為 RSH；(2)NIS，使 Master 與 Slave 具有相同的帳號群組關係；(3)NFS，使讀取寫入的資料可以在同一個 partition 上面；
- Slave 就是單純的將來自 Master 的任務給他做完就是了！
整個主從架構大致上就是這樣啦！因此，可以知道的是，我們需要的就是上面那些咚咚囉！?
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- 上面的 Master 與 Slave 指的都是 CPU 喔！
- 達成 Cluster 所需要額外功能 ( RSH ) 與軟體 ( MPICH )
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由上面的 Cluster 主從架構當中，我們知道 Master 與 Slave 之間的網路溝通很重要的一個咚咚，那就是 R Shell 囉！此外，還有將一個工作傳送給不同的 node 來進行計算的任務，就需要 MPICH 這個函式庫來進行！簡單的談一談這兩個玩意兒吧！?
- RSH：
在我們的 Linux 主機上面工作，通常使用 BASH 這個 shell 來傳達給 kernel 工作的訊息，以使主機正確的工作；而如果在不同的主機之間，那就可以使用 R Shell 來進行指令的下達喔，如此一來，我們就可以直接在 A 機器，向 B 機器下達工作的指令，而不需要登入 B 機器呢～那就是 RSH 的主要功能啦！最常見的 RSH 指令就是 rcp 與 rsh 了！有興趣的朋友應該知道以 man 來查尋一下該指令的用法囉！?
需要附帶一提的是，這個 RSH 是『相當危險』的一個服務喔！由於我們可以直接登入 RSH 主機，並且在上面進行指令的下達，為了避免還要輸入密碼的問題，因此通常 RSH 已經將信任主機設定好了，不過，由於 RSH 會啟動一些 port 來監聽 Clients 的需求，而偏偏這些 port 與 daemon 都還挺危險的，因此，『Cluster 最好是設定在內部網域當中，並使用私有 IP ，比較能夠避免危險』喔！此外，那個 Master 也必須要設定好一定程度的嚴密防火牆喔！?
- MPICH：
MPI 是?Messages Passing Interface?的縮寫，他本身是一個規格很嚴密的通訊標準，主要的功能是在處理平行運算之間各個 node 的資料交換，請注意， MPI 並不是一套軟體喔！而至於 MPICH 就是符合 MPI 這個標準通訊協定的一套軟體了！因此，我們可以經由 MPICH 這個軟體提供的 MPI 函式庫來達成平行運算的功能喔！也就是說，我們所寫的程式，只要能夠使用 MPICH 提供的函式庫，那麼該程式就可以進行平行運算時候所需要的功能了，這就可以避免程式開發者還要去處理通訊節點上面的問題，而可以將程式開發的重心著重在程式本身的問題上面！?
MPICH 是由 Mathematics and Computer Science Division的 Argonne 實驗室所發展，詳細的資料可以參考：http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/mpich/
除了這兩個軟體之外，還需要 NIS 與 NFS 喔！所以啦！要建置一個 Cluster 的話，身為系統管理員的您，必須要學會的技能真是相當的多的，至少需要：?
- 熟悉 Linux 的操作技巧；
- 熟悉 Linux 基礎網路參數設定；
- 熟悉 Linux 相關的 Server 架設(這方面請參考鳥哥的私房菜架站篇)；
- 瞭解 RSH 的相關功能與設定技巧；
- 瞭解 MPICH 的設定與相關功能；
- 熟悉至少一種程式語言。
還真的是不好學啊！鳥哥也是新手玩弄 Cluster 說～大家一起研究研究吧！ ^_^ - RSH：
架設流程
- 要架設 Cluster 當然就是需要多部的 PC 來連線啦！不然怎麼稱為 Cluster 呢？您說是吧！所以，無論如何，在架設 Cluster 之前，請務必要確認您的『所有硬體以及網路功能都是完整無缺的！』否則就無法繼續下去啦！另外，建議 Cluster 的所有主機規格盡量相同，可以避免等待的困擾呢！底下就來談一談整個架設流程吧！?
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- 整體架構
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整體架構的架設當中，需要的所有軟體為：?
- Master 主機安裝需要：
- 防火牆的設定(含 NAT 架設)；
- RSH
- NIS Server
- NFS Server
- Compiler Install
- MPICH Install
- 其他特殊功能
- Slave 主機安裝需要：
- 防火牆的設定
- RSH
- NIS Client
- NFS Client
基本上，幾乎所有的工作都是在 Master 上面做啦！ Slave 最大的任務就是進行來自 Master 所要求的計算工作，因此，Slave 能夠越簡單越好～至於 Master 上面，由於我們都是在 Master 主機上面下達工作指令，而總不能老是在螢幕前面下達指令吧！因此上，Master 通常會有兩個網路介面，分別是對外的 Public IP 與對內的 Priavte IP。而既然 Master 有提供 Public IP 的設定，自然就比較擔心所謂的駭客入侵問題，所以啦，您的 Master 主機，要嗎就不要開放 Public IP ，要嗎就務必要設定很嚴密的防火牆，並且不必要的服務就盡量關閉他～畢竟我們的 Cluster 是要用來做為計算運作的，所以不必要的網路協定服務，當然就是關閉他啦！底下鳥哥將以自己的一個實際案例進行說明的啦！參考看看吧！?
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- Master 主機安裝需要：
- 鳥哥的一個實例規範
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在我這個案例當中， Cluster 主要的功能為：進行 MM5 這個氣象模式的運算以及 Models-3/CMAQ 這個空氣品質模式的運算，而由於這兩個咚咚都是使用 PGI Fortran 90 做為 Compiler ，因此，我就必須要進行 PGI 的安裝啦！而我的硬體架構主要是這樣的：?
- Master ： 為雙 CPU 主機，使用 AMD MP 的 CPU ，並且有一顆 120 GB 的硬碟，此外，由於我的數值模式需要 PGI Fortran ，所以就必須要安裝 Server 版的 PGI Fortran 喔！
- Slave ： 共有三部 Slave ，每一部均為雙 CPU 的 AMD MP 的 CPU ，並且有一顆 120 GB 的硬碟；
- 連接 Master 與 Slave 的為 10/100/1000 的 Switch ，當然，四部主機(1 x master + 3 x slave)都是安裝 Intel 的 1GB 網路卡喔！
硬體連接有點像這樣： 那麼底下就來談一談怎麼安裝他吧！?
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- 系統安裝( Red Hat 9 )
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我的這個系統使用的是最新的 Red Hat 出版的 Red Hat 9 ，會用這個玩意兒最大的原因是因為 Red Hat 是目前支援的 Linux 軟體最多的一個 Linux Distribution 了，安裝他之後，就比較不會欠東欠西的，此外，很多的軟體都是以 Red Hat 做為測試的平臺，因此我就選擇他來做為我的系統平臺啊！另外，需要留意的是，由於 Slave 並不需要使用到圖形介面的功能，他單純是用在計算上面，因此我沒有在 slave 上面安裝圖形介面的打算～至於 Master 則安裝了 KDE 這個咚咚喔！好了，Linux 的安裝相信大家應該都要很熟悉了，所以我就不再談安裝的詳細步驟，僅提幾個特別需要注意的地方囉：?
- Partition 方面：
因為我的硬碟實在是在蠻大的，並且在 Slave 上面也是 120 GB 的硬碟，如果不將 Slave 的硬碟使用的話，實在覺得很浪費，因此，一開始我就規劃將四部主機的硬碟全部都以 NFS 分享到內部網域當中，而為了避免跟系統的檔案放在一起，因此，我就將硬碟分割出除了必要的 partition 之外，其他的就掛載在 /disk1 這個目錄當中，四部主機的 parition 都相同，分別是：?
- /???? : 10 GB
- /var? :? 5 GB
- /tmp? :? 3 GB
- Swap? :? 3 GB ( 因為我每部 Linux 主機上面都有 1.5 GB 的記憶體 )
- /disk1: 96 GB
- 安裝時選擇的套件：
所有的主機都需要底下的套件安裝(註：因為原本的筆記記錄的很亂，所以如果找不到相同的字眼，那就是我寫錯啦！)：- Administrattion Tools
- Development Tools
- Editors
- Engineering and Scientific
- FTP Server
- Kernel Development
- Network Servers
- Server configuration Tools
- Sound and vedio
- System Tools
- Text-based Internet
- Windows File servers
系統安裝大致上就是這些吧，如果有疏漏的，請未來在安裝完畢之後，再以原本 Red Hat 9 的光碟來重新安裝他吧！反正 Red Hat 系統都是以 rpm 來安裝的，挺容易安裝的喔！整個安裝完畢後，還花不到幾分鐘呢！?
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- Partition 方面：
- 防火牆 ( 含 NAT 主機 ) 與網路設定
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由於我們的 Cluster 主要是用在數值運算，因此，當然不需要對外開放網路服務啦！所以，最好就是以私有 IP 來進行網路的設定是比較好的！此外，最好還是要設定好防火牆的啦！我的網域參數預設是這樣的：?
- Network/netmask：192.168.10.0/255.255.255.0
- Master：(對外)140.116.xxx.yyy；(對內)192.168.10.30, Gateway 為對外的 Gateway 喔！並且有設定 NAT 啊！
- Slave：192.168.10.10, 192.168.10.20, 192.168.10.40 三部，Gateway 為 192.168.10.30
網路參數的各個檔案是這樣的：?
- 各個主機的主機名稱請修改：/etc/sysconfig/network
- 各個主機的網路卡設定項目請修改：/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
- 各個主機的 DNS 查尋系統請修改：/etc/resolv.conf
- 各個主機的內部主機名稱查尋系統請修改：/etc/hosts，我的 /etc/hosts 如下：
127.0.0.1?????? localhost?????? localhost.localdomain?
192.168.10.10?? node1.cluster?
192.168.10.20?? node2.cluster?
192.168.10.30?? server.cluster?
192.168.10.40?? node4.cluster
而我的每部主機先將所有的網路服務都給他關掉去，僅剩下 SSH 這個網路協定存在而已～所以，我利用 Red Hat 提供的 ntsysv 這個指令來選擇開機時啟動的項目有：?
- atd
- crond
- iptables
- keytable
- network
- random
- sshd
- syslogd
- xinetd
至於防火牆系統的規劃上面，由於 Master 主機 (192.168.10.30) 具有 NAT 的功能，所以必須要修改一下他的防火牆機制，因此，就有兩個不同的防火牆機制 scripts 囉！另外，由於擔心外來的入侵攻擊，因此，在這個 Cluster 的系統當中，我的 iptables 防火牆機制是使用『MAC(網路卡卡號)』來做為設定的基準，而不是使用 IP 啊！為什麼呢？因為反正我僅允許我自己同網域內的幾部電腦連進來而已，當然沒有必要針對 IP 啊！所以囉，就必須要收集四部主機的網路卡來允許他進入囉。此外，由於我可能並不在 Cluster 前面操作，因此會啟用一兩部主機的網路卡卡號，好讓他能夠進入 Cluster 呦！底下就將我的防火牆機制給他列出來一下：?
- Master：
#!/bin/bash?
# This program is for iptables' rules?
# VBird 2003/05/02?
#?
# 0. PATH and modules?
? PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin?
? export PATH?
? modprobe ip_tables?
? modprobe iptable_nat?
? modprobe ip_nat_ftp?
? modprobe ip_nat_irc?
? modprobe ip_conntrack?
? modprobe ip_conntrack_ftp?
? modprobe ip_conntrack_irc?
#?
# 1. clear the rules and make the policys?
? iptables -F?
? iptables -X?
? iptables -Z?
? iptables -F -t nat?
? iptables -X -t nat?
? iptables -Z -t nat?
? iptables -P INPUT?? DROP?
? iptables -P OUTPUT? ACCEPT?
? iptables -P FORWARD ACCEPT?
? iptables -t nat -P PREROUTING? ACCEPT?
? iptables -t nat -P POSTROUTING ACCEPT?
? iptables -t nat -P OUTPUT????? ACCEPT#?
# 2. NAT services?
? echo "1" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward?
? iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.10.0/24 -o eth1 -j MASQUERADE?
#?
# 3. Trust network and conditions?
? iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED,RELATED? -j ACCEPT??
? iptables -A INPUT -i lo -j ACCEPT?
? iptables -A INPUT -m mac --mac-source?XX:YY:ZZ:WW:QQ:PP?-j ACCEPT??
# 上面這一行就是網路卡的卡號啦！ - Slave：
Slave 的防火牆機制跟 Master 幾乎一模一樣，只是因為在內部啊，所以不需要啟動 NAT 的服務即可！上面的給改一改先～
好啦！網路的設定與防火牆就到這裡為止，要記得喔，你的網路必須要已經能夠正確的啟動了！如果還是無法啟動網路，或者是防火牆機制還是有問題，那麼對外的那個網路卡的網路線還是先給他拔掉吧！比較安全一些些的啦！等到都設定妥當，尤其是防火牆，然後才來啟動他吧！?
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- NFS 架設規劃
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由於我這裡預計要設定 NIS ，並且每部主機的 /disk1 都要分享出去，因此，每部主機都必須要開放 NFS 的服務喔！並且，每一部主機的設定都可以相同吶！這樣比較容易來設定囉～此外，比較不一樣的地方在於 Master 這一部，由於我的 Cluster 所有的帳號都在 NIS 的管制之中，因此，我將 Master 的 /home 也分享出來，並且每部 Slave 主機都掛載 Master 的 /home 才成！?
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這個 NFS 在 Cluster 當中是相當重要的，為什麼呢？因為我們不是在四部主機上面工作嗎，而這四部主機會去讀取的『資料』其實都是『在本機上面可以看的到的』資料才行，這還包括底下我們會持續介紹的 mpich 這個軟體的函式庫呢！也就是說：『在 Cluster 裡面，所有的機器會使用到的資料必須都在相同的目錄當中！』所以，這就是為什麼我們要對 /home 進行分享，以及進行 NIS 的設定了！此外，因為我的 Server 這部 Master 機器分享出去的目錄中，已經含有 /disk1 這個 partition，此外，還通通將他掛載在 /cluster/server 底下，因此，可以建議：『未來在安裝所有的 Cluster 需要的套件資料時，例如 Compiler 以及 MPICH 等等，都可以安裝到 /cluster/server 這個目錄底下，以使所有的主機都能夠使用同一個 partition 來源的資料喔！』?
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設定程序：?
- Master：
1. 啟動 portmap 並且設定開機啟動：?
[root @server root]#?/etc/rc.d/init.d/portmap start?
[root @server root]#?chkconfig --level 35 portmap on?
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2. 設定 NFS 分享出去：?
[root @server root]#?vi /etc/exports?
/home? 192.168.10.0/24(rw,async,no_root_squash)?
/disk1 192.168.10.0/24(rw,async,no_root_squash)?
[root @server root]#?exportfs -rv?
[root @server root]#?/etc/rc.d/init.d/nfs start?
[root @server root]#?chkconfig --level 35 nfs on?
?
3. 設定預計的掛載點：?
[root @server root]#?mkdir -p /cluster/node1?
[root @server root]#?mkdir -p /cluster/node2?
[root @server root]#?mkdir -p /cluster/node4?
[root @server root]#?mkdir -p /cluster/server- Slave：
1. 啟動 portmap 並且設定開機啟動：?
[root @node1 root]#?/etc/rc.d/init.d/portmap start?
[root @node1 root]#?chkconfig --level 35 portmap on?
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2. 設定 NFS 分享出去：?
[root @node1 root]#?vi /etc/exports?
/disk1 192.168.10.0/24(rw,async,no_root_squash)?
[root @node1 root]#?exportfs -rv?
[root @node1 root]#?/etc/rc.d/init.d/nfs start?
[root @node1 root]#?chkconfig --level 35 nfs on?
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3. 設定預計的掛載點：?
[root @node1 root]#?mkdir -p /cluster/node1?
[root @node1 root]#?mkdir -p /cluster/node2?
[root @node1 root]#?mkdir -p /cluster/node4?
[root @node1 root]#?mkdir -p /cluster/server
- Master：
將底下這些指令測試執行一下，如果成功後，將指令寫入 /etc/rc.d/rc.local 當中
[root @server root]#?mount -t nfs -o bg,intr server.cluster:/disk1 /cluster/server?
[root @server root]#?mount -t nfs -o bg,intr? node1.cluster:/disk1 /cluster/node1?
[root @server root]#?mount -t nfs -o bg,intr? node2.cluster:/disk1 /cluster/node2?
[root @server root]#?mount -t nfs -o bg,intr? node4.cluster:/disk1 /cluster/node4
- Slave：
- 將底下這些指令測試執行一下，如果成功後，將指令寫入 /etc/rc.d/rc.local 當中
[root @node1 root]#?mount -t nfs??????????? server.cluster:/home? /home?
[root @node1 root]#?mount -t nfs -o bg,intr server.cluster:/disk1 /cluster/server?
[root @node1 root]#?mount -t nfs -o bg,intr? node1.cluster:/disk1 /cluster/node1?
[root @node1 root]#?mount -t nfs -o bg,intr? node2.cluster:/disk1 /cluster/node2?
[root @node1 root]#?mount -t nfs -o bg,intr? node4.cluster:/disk1 /cluster/node4
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- NIS 架設規劃
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NIS 的設定也是很簡單，不過主要還是需要分為 NIS Server 與 NIS Client 兩部份來設定的！請注意，在設定之前，就已經要將 NFS 搞定喔！這些流程都是有一定程度的相關性的呢！?
- Master：
在 Master 上面需要進行的工作很多喔！首先，一定要修改 ypserv.conf 以及其他相關的檔案的吶！?
?1. 啟動 time 與 time-udp 這兩個預先要啟動的 daemon?
[root @server root]#?chkconfig --level 35 time on?
[root @server root]#?chkconfig --level 35 time-upd on?
[root @server root]#?/etc/rc.d/init.d/xinetd restart?
?
2. 建立 NIS 的領域名稱 (我這裡是設定為 cluster )：??
[root @server root]#?nisdomainname cluster??
[root @server root]#?echo "/bin/nisdomainname cluster" >> /etc/rc.d/rc.local??
[root @server root]#?echo "NISDOMAIN=cluster" >> vi /etc/sysconfig/network?
?
3. 建立 NIS 設定檔：?
[root @server root]#?vi /etc/ypserv.conf?(在這個檔案內增加三行即可)?
127.0.0.0/255.255.255.0?? :? *? :? *? :? none??
192.168.10.0/255.255.255.0:? *? :? *? :? none??
*???????????????????????? :? *? :? *? :? deny??
[root @server root]#?touch /etc/netgroup?
?
4. 啟動 NIS：?
[root @server root]#?/etc/rc.d/init.d/ypserv??? start??
[root @server root]#?/etc/rc.d/init.d/yppasswdd start??
[root @server root]#?chkconfig --level 35 ypserv on??
[root @server root]#?chkconfig --level 35 yppasswdd on?
?
5. 製作資料庫：(每次有更動使用者資訊時，就必須要進行這個步驟！)?
[root @server root]#?/usr/lib/yp/ypinit -m?
[root @server root]#?chkconfig --level 35 ypserv on??
[root @server root]#?chkconfig --level 35 yppasswdd on - Slave：
至於 NIS Client 則是需要設定 yp.conf 這個檔案呢！?
?1. 建立 NIS 的領域名稱 (我這裡是設定為 cluster )：??
[root @node1 root]#?nisdomainname cluster??
[root @node1 root]#?echo "/bin/nisdomainname cluster" >> /etc/rc.d/rc.local??
[root @node1 root]#?echo "NISDOMAIN=cluster" >> vi /etc/sysconfig/network?
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2. 建立 NIS 查尋的主機名稱：?
[root @node1 root]#?vi /etc/yp.conf??
domain cluster??
ypserver server.cluster?
?
3. 修改密碼驗證方式：?
[root @node1 root]#?vi /etc/passwd?(在這個檔案的最底下新增如下一行)?
+::::::?
[root @node1 root]#?vi /etc/nsswitch.conf??
passwd:???? files nis nisplus??
shadow:???? files nis nisplus??
group:????? files nis nisplus??
hosts:????? files nis dns??
?
4. 啟動 NIS：?
[root @server root]#?/etc/rc.d/init.d/ypbind??? start??
[root @server root]#?chkconfig --level 35 ypbind on?
?
- Master：
- RSH 設定
?
這個 RSH 已經提過了，主要的功能是提供 Master 可以使用 R 指令(如 rsh, rlogin, rcp 等等)來進行 slave 端主機的操控的！所以啦， RSH daemon 主要是在 slave 機器上面架設的喔！與 Master 就無關啦！Master 只要能夠執行 R command 即可！雖然是如此，不過，在我的測試當中，最好 Master 也啟動 RSH 比較好一些些囉！在底下的設定當中，我們假設 Server 上面的所有使用者都可以使用 R command 呢！設定的方法很簡單啊！?
- Slave & Master：
底下的設定在 Master 與 Slave 上面都需要動作喔！設定一樣即可！
?1. 啟動 RSH 囉！?
[root @node1 root]#?chkconfig --level 35 rsh on?
[root @node1 root]#?/etc/rc.d/init.d/xinetd restart?
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2. 編輯可使用 R command 的主機設定檔：?
[root @node1 root]#?vi /etc/hosts.equiv?
server.cluster +
特別注意，由於 RSH 預設就是不支援 root 使用 R command ，所以您必須要到 master 上面去，並以一般身份使用者進行 R command 的測試才行喔！不要直接以 root 工作，會無法成功的啦！(顯示 permission deny 的啦！)
- Master：
由於 RSH Server 上面的設定中，您的 User 家目錄必須要存在一個名為 .rhosts 的檔案，原本我的 Server 上面就有一個名為 test 的使用者，而並且為了讓我未來新建立的使用者都能夠使用 R command ，所以我在 Master 這部機器上面做了這樣的動作喔：[root @server root]#?vi /home/test/.rhosts?
server.cluster?
[root @server root]#?vi /etc/skel/.rhosts?
server.cluster?
[root @server root]#?chmod 644 /etc/skel/.rhosts
?
- Slave & Master：
- 安裝 Fortran 90 的編譯程式 PGI pgf90 ( PS. server version )
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我由 PGI 的官方網站下載了最新的 PGI Server 套件，請特別留意的是，由於 PGI 有兩種模式，一種是工作站(Workstation)一種則是伺服器(Server)模式，其中，工作站僅能提供單一主機來操作，無法進行 Cluster 的功能的！因此，請務必要下載 Server 的版本，並且是支援 Linux 版本的喔！不要搞混了！ PGI Fortran Server version 的下載網址在這個地方：http://www.pgroup.com/downloads.htm，請自行下載吧！比較需要留意的是，從上面這個網站下載的版本僅是分享軟體的版本，您安裝之後可以具有 15 天的免費使用期限，超過期限之後，又需要重新安裝一次，很是麻煩的啦！如果您的 Cluster 是用來進行學術研究的，那麼在測試完成之後，可能需要去他的網站註冊，這個註冊的費用差異可就很大了～因為未來我的 Cluster 需要一直不斷的運作，因此是需要去註冊的啦！並且，我只會用到 Fortran 這個編譯器，因此，我就直接使用 PGIHPF 這個版本來測試安裝而已，而不是使用全部 ( 含 PGI Fortran 與 C ) 的版本喔！因為註冊的價差差了兩～三萬臺幣啊！安裝 Fortran 真是很簡單的啦！假設您將 linux86-HPF.tar.gz 放置在 /root/software 底下，則：(註：以下的動作僅只要在 Master 上面進行即可喔！)?
?1. 建立 pgi fortran 在 /cluster/server/program/pgi 底下：?
[root @server root]#?cd /usr/local/src?
[root @server src]#?mkdir pgi-fortran; cd pgi-fortran?
[root @server pgi-fortran]#?tar -zxvf /root/software/linux86-HPF.tar.gz?
[root @server pgi-fortran]#?./install?
接下來會有一些問題，請依序回答您的問題喔！?
至於授權嘛！請建立吧！?
最重要的地方，是在第三個問題，他會問你要安裝的目錄，請選擇?
/cluster/server/program/pgi?
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2. 修改個人參數：由於 RSH 不以 root 工作，所以我以使用者 test 來測試：?
[root @serer root]#?vi /home/test/.bashrc?
# 加入這幾行關於 PGI 的咚咚：?
PGI=/cluster/server/program/pgi?
export PGI?
PATH=$PGI/linux86/bin:$PATH?
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3. 設定查尋路徑：?
[root @server root]#?vi /etc/man.config?
# 加入這一行：?
MANPATH /cluster/server/program/pgi/man
這樣就好了嗎？！沒錯！確實是這樣就完成了！很是簡單吧！ ^_^要注意的是：?
- 記得 pgf90 必須要讓所有的 node 都能夠讀的到，所以一定要安裝在 Server 的分享出去的目錄當中，我這裡的例子就是安裝在 /cluster/server/program/gpi 這個目錄當中囉！
- 執行檔要能夠執行，當然是必須要讓目錄在 PATH 這個變數底下，而我的 pgf90 是在 /cluster/server/program/pgi/linux86/bin 底下，所以，您的 PATH 必須要含有這個目錄才行！
大概就是如此囉！?
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- 安裝 MPICH
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前面我們提過了，安裝 MPICH 是平行運算裡面最重要的一項工作了！因為我們就是靠他來幫我們達成運作的啊！那麼怎麼來安裝呢？又是簡單得不得了啊！首先，請先下載 mpich 吧！下載的網址在底下，我是以 mpich 1.2.5-1a 來測試的喔！?
- http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/mpich/download.html
假設您將 mpich 下載在 /root/software 裡面，並且預計要安裝到 /cluster/server/program/mpich 當中，而且僅安裝 Fortran 而已的話，可以這樣做：?
?1. 建立 mpich 在 /cluster/server/program/mpich 底下：?
[root @server root]#?cd /usr/local/src?
[root @server src]#?tar -zxvf /root/software/mpich.tar.gz?
[root @server src]#?cd mpich-1.2.5?
[root @server mpich-1.2.5]#?./configure --enable-debug \?
>?-fc=pgf77 -f90=pgf90? \?
>?--prefix=/cluster/server/program/mpich?
[root @server mpich-1.2.5]#?make && make install?
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2. 建立可以利用的主機狀態：?
[root @server mpich-1.2.5]#?cd /cluster/server/program/mpich/share?
[root @server share]#?vi machines.LINUX?
node1.cluster:2?
node2.cluster:2?
node4.cluster:2?
server.cluster:2?
# 這個檔案當中，格式為 <主機名稱>:<主機的 CPU 個數>?
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3. 建立需要的變數：(又是以 test 為準喔！)?
[root @server root]#?vi /home/test/.bashrc?
# 加入這一些資料：?
PATH=$PATH:/cluster/server/program/mpich/bin?
export PATH?
MPI_HOME=/cluster/server/program/mpich?
MPI_ARCH=$MPI_HOME/bin/tarch?
export MPI_ARCH MPI_HOME?
[root @server root]#?vi /etc/man.config?
# 加入這一行：?
MANPATH /cluster/server/program/mpich/man
呵呵！這樣就已經完成了 MPICH 的安裝與設定了！就跟你說很簡單吧！但是呢，要測試可就得需要特別留意了，因為 root 預設是不許使用 RSH 的，所以測試一定要使用一般身份的使用者，這裡我以 test 這個人做為測試的使用者喔！所以，請以 test 的身份登入主機，並且，這個 test 必須要在所有的主機上面都可以被查詢的到才行(請參考 NIS 的設定喔！)。?
?[test @server test]$?cp -r /cluster/server/program/mpich/examples/ .?
[test @server test]$?cd examples?
[test @server examples]$?make pi3f90?
[test @server examples]$?mpirun -np 8 pi3f90?
# 上面那個 -np 後面接的就是使用 CPU 的個數啦！因為我有 8 個 node ，?
# 所以當然就以最大的 CPU 個數來測試看看，如果要看到底 CPU 有沒有啟動的話，?
# 可以先登入各個 slave 的主機，然後執行『 top -d 1 』來觀察 CPU 的使用率，?
# 再執行上面這個程式，就能夠知道 CPU 有沒有運作了！ ^_^
呵呵！沒想到 PGI 的試用版本就能夠提供多顆 CPU 的 Cluster 運作，真是給他很高興！這樣既然可以測試成功了，自然就可以去向 PGI 的官方網站註冊了！註冊費用不低，但是挺值得的啊！
其他主機相關設定：
- 除了一些基本的 Cluster 設定之外，您的主機其實可能還需要其他的設定項目的！最常見的可能就是 X-Window System 的 server/slave 架構了！您總不希望老是呆在 cluster 前面吧？！粉吵的呢！這個時候，或許就會希望可以在 Client 端連接上 Server 的 X Server 囉！?
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- X-Window Server/Slave 架構
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架設一個很簡單的 X Server 真的是很容易，容易到讓你會很想笑出來～在上面的環境設定好了之後，請注意：『您的主機應該是在 run-level 為三的文字模式底下，也就是沒有 X Window 存在』才對！這個時候，要設定完成 X Server ，僅要修改一個檔案，並且啟動一支程式即可！先說明一下我的環境：?
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X Server 主機的 IP 是 192.168.10.30，作業系統是 Red Hat 9；?
X Client 的 IP 是 192.168.10.100 ，作業系統同時是 Linux 與 Windows 2000 。?
- X Server 的設定：
由於我們需要啟動監聽來自 X Client 的要求，這個時候需要重新做一下設定：1. 先備份原先的設定檔：?
[root @server root]#?cd /etc/X11/gdm?
[root @server gdm]#?mv gdm.conf gdm.conf.bak?
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2. 編輯設定檔，只要底下兩行即可！?
[root @server gdm]#?vi gdm.conf?
[xdmcp]?
Enable=1?
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3. 啟動 gdm ：?
[root @server gdm]#?gdm?
[root @server gdm]#?netstat -uln?
udp??????? 0????? 0 0.0.0.0:177???????????? 0.0.0.0:*?
# 如果有出現上面這行就對了！?
[root @server gdm]#?echo "/usr/bin/gdm" >> /etc/rc.d/rc.local?
# 上面這行在設定開機時啟動 gdm 囉！ - X Client 的設定(在 Linux 上面)：
如果您的 X Client 同樣是 Linux ，那麼：『在這目前這個 Client 端連接到 X Server 端執行 X 視窗』的功能，只要進行幾個步驟就可以了！0. 請務必要在 X Window 當中，進入 X Window 的方式有：?
[root @client root]#?startx?
或?
[root @client root]#?init 5?
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1. 在 X Window 的畫面當中，啟用一個 shell ，然後輸入：?
[root @client root]#?xhost + 192.168.10.30?
192.168.10.30 being added to access control list?
[root @client root]#?init 3?(離開 X Window)2. 在文字介面下輸入：?
[root @client root]#?X -query 192.168.10.30?
.....(進入 X Window 囉！) - X Client 的設定(在 Windows 上面)：
如果您的 X Client 是在 Windows 上面，那麼就必須要額外的來執行其他的軟體了！目前您可以選擇購買?Exceed?這個連線軟體，或者是先『試用』?X-Win這個軟體！都是用在 Windows 上面模擬連接到 Linux X Server 用的軟體啦！我這裡是以 X-Win 這套程式做為介紹的，您可以在各大學的 FTP 網站上面捉到這個軟體，當然，也可以在我這裡下載 5.4 版。http://linux.vbird.org/download/#x-win54?
- 在 Windows 上的安裝步驟，就是執行他即可啊！然後一直給他下一步就是了！
- 執行 X-Win32 這個程式，在出現如下的圖示後，按下 Evaluation 這個試用按鈕；
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- 按下確認按鈕；
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- 在右下角的小圖示當中，例如：?給他按下那個 X 囉，就會出現如下的圖示：
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- 按下 Add 之後，會出現如下的圖示：
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- 上面選擇 XDMCP 這個項目，然後選擇 Next 之後，會出現：
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- 重要的地方在於 Query 這個選項，以及 192.168.10.30 這個 IP 指向喔！都設定好之後，給他 Save 一下，會出現：
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- 上面的圖示當中，給他按下確定吧！然後呢？在右下角的 X 小圖示中 (??) 按一下 X 之後，就會出現剛剛我們建立的 My Linux X Server 這個選項，給他選擇下去的啦，呵呵！就會出現囉：
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很棒吧！這樣就能在 Windows 上面連線進入 Linux 使用他的 X Window 功能囉！
- X Server 的設定：
後記：雖然架設一個 X Server/Client 是很簡單的一件事，不過，如果您的機器並不是在 LAN 裡面的話，而是在 Internet 上面進行 Server/Client 的 X 系統架構的連結，請特別留意的是，由於 X Window 的圖形介面需要一直傳輸圖形到您的工作機上面來，如此一來，將會損耗掉大部分的頻寬喔！在我的實際案例當中，發現到我的 X Server/Client 之間流量傳輸達到 2000 Kbits/second, 亦即是 250KBytes/second ，還記得流量的算法吧？！如果是 ADSL 撥接架構的話，目前已經蠻常見 下載/上傳 = 1.5M/386K 的傳輸速度，不過，即使下載達到 1.5M 了，不過在我的案例中竟然高達了 2.0M 的傳輸！呵呵！瞭解吧！所以囉，這個 X Window 的 Server/Client 架構請務必在內部網路架設就好，不要想連上 Internet 啊！會等的快睡著.....
重點回顧
- Cluster 可以是平行計算的一種，主要除了雙 CPU 系統外，也可以用在多主機架構下的一種增快數值計算的方式；
- 平行計算的 Cluster 主要是藉由主從的架構去運行的，其主要的設定都在 Master 上面設定的， Slave 主要是計算功能而已，
- Cluster 上面相當重要的地方在於 NFS 的設定，因為 Master/Slaves 都需要讀取同樣的資料，所以 NFS 分享的檔案資料就極其重要了；
- 除了 NFS 之外，還需要 MPI 這個平行計算的函式庫之安裝，有了 MPI ，Cluster 才能真的運作起來；
- 在 Cluster 當中，所有的主機之指令的溝通主要亦經過 RSH 的運作；
參考資源
- Marty's Linux Cluster 架設日誌：http://web.csie.chu.edu.tw/~cs87668/cluster.htm
- 張裕麟先生的小文章：http://www.se.ntou.edu.tw/~ylchang/MyDocuments/MPICH-ins.txt
- 國家高速電腦中心：http://binfo.ym.edu.tw/edu/seminars/200201.files/frame.htm
- MPICH官方網站：http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/mpich/
總結
以上是生活随笔為你收集整理的鸟哥的Linux私房菜(服务器)- 簡易 Cluster 架設的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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