Erste Schritte auf den Hochleistungsrechnern am ZIH

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1 Zentrum für Informationsdienste und Hochleistungsrechnen (ZIH) Erste Schritte auf den Hochleistungsrechnern am ZIH Zellescher Weg 12 HRSK 151 Tel

2 Einführung in das Hochleistungsrechnen am ZIH Agenda Uhr: Überblick zu den Rechnern am ZIH Uhr: Architektur der Hochleistungsrechner Uhr: Pause Uhr: Erste Schritte auf den Hochleistungsrechnern Uhr: Mittagspause Uhr: Compiler und Bibliotheken :30 Uhr: Dateisysteme und LSF Uhr Pause Uhr Programmentwicklung und Performance-Analyse

3 Inhalt Linux Loginantrag Netzwerk Login Aufrufen von Programmen Umgebungsvariablen Editoren Erste Bewegungen

4 Linux plattformunabhängiges Mehrnutzer- Betriebssystem erste öffentliche Kernel-Version 1991 (Linus Torvalds) "Linux" an sich ist nur der Kernel plus die Gerätetreiber seit 1983 GNU-Projekt mit dem Ziel, ein freies UNIX-ähnliches Betriebssystem zu schaffen seit 1993 steht Linux unter der GNU public license GNU/Linux Bereitstellung/Verwendung im Rahmen einer Distribution

5 Linux - Distributionen

6 Linux - Architektur Aufgabe: Abstraktion von Hardware Verwaltung der zur Verfügung stehenden Ressourcen Rechnerunabhängiges Interface modular, monolithisch Anwenderprogamme Kern Nutzer Bibliotheken libc System-Aufrufe (brk,trap etc.) Kernel (Gerätetreiber, Scheduler etc.) Hardware

7 Linux - Bestandteile Kernel Systembibliotheken Dateisysteme ( xfs, ext2, ext3, reiser, ) Graphische Oberflächen: KDE Gnome FWM, Browser, Mailprogramme Musik-/Videobearbeitung OpenOffice Webserver, Skriptsprache Tools nur ein Teil ist auf den Hochleistungsrechnern installiert

8 Linux - Organisation des Speichers kleinste Adresse größte Adresse Hardware Code Daten Heap frei Stack shared libraries Betriebssystem durch Betriebssystem initialisiert und belegt gemeinsam genutze Bibliotheken Nutzercode + Daten aus dem Binary dynamisch zur Laufzeit allokiert frei

9 Loginantrag Login nur mit Projekt zih/dienste/formulare Verbunden mit einem Login auf den zentralen Login-Rechnern (wird automatisch mit angelegt) Laufzeit: bis Projektende ggf. jährliche Verlängerung notwendig berechtigt zum Abruf der im Projekt festgelegten CPU-Stunden

10 Loginantrag

11 Loginantrag

12 Antrag -> Login Problem: Hochleistungsrecher steht im Rechnerraum, Anwender sitzt im Institut Terminal 1978: VAX-11/780

13 Arbeit auf den Hochleistungsrechnern heute SSH Client SSH Daemon Campus LAN HRSK-Anbau Institute Internet

14 Login: Windows Clients: putty: ssh-client: non-commercial.html wichtige Daten: Hostname/IP-Adresse Loginname/Passwort gegebenfalls: Portnummer: 22 X11 forwarding einschalten

15 Login - putty bei 'Session' Hostname oder IP-Adresse, z.b.: mars.hrsk.tu-dresden.de deimos.hrsk.tu-dresden.de

16 Login - putty Login, z.b.: hpclab30 bei 'Data'

17 Login - putty Einschalten Fehlermeldung X connection to mars:28.0 broken (explicit kill or server shutdown). bei 'X11'

18 Login - ssh-client Hostname oder IP-Adresse, z.b.: mars.hrsk.tu-dresden.de Login, z.b.: hpclab30 Quick Connect

19 Login - ssh-client (Menu Edit->Settings) Einschalten Tunneling

20 Login: Linux / Mac OS X Terminal öffnen Kommandozeile: ssh [-X] ssh mars.hrsk.tu-dresden.de The authenticity of host 'mars.hrsk.tu-dresden.de ( )' can't be established. RSA key fingerprint is 08:3b:da:02:1d:ff:a8:cf:26:27:96:16:86:07:a2:a9. Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes Warning: Permanently added 'mars.hrsk.tu-dresden.de' (RSA) to the list of known hosts. Password: Last login: Mon Feb 26 09:35: from

21 Login: Linux / Mac OS X nodestat nodes available: 4/4 nodes damaged: jobs running: 9 cores closed (exclusive jobs): 0 jobs wait: 7 cores closed by ADMIN: 0 jobs suspend: 0 cores working: 1018 jobs damaged: normal working cores: 1872 cores free for jobs:

22 X11 forwarding ermöglicht das Ausführen von X11-Anwendungen graphisches Display z.b.: nedit, mozilla, xclock benötigt lokalen Client Windows: Exceed X-Win32 cygwinhttp://www.cygwin.com haben ssh-client automatisch mit dabei Linux: automatisch dabei Mac OS X: X11 forwarding muss im ssh-client eingeschalten sein

23 Wo bin ich? Aktuelle Nachrichten ueber kurzfristige Wartungen, Bitte Lesen! Projekt, Laufende Jobs, freie CPUs, default Compiler

24 Verzeichnisstrukturen unter Linux keine verschiedenen Laufwerke alle Verzeichnisse hängen an einem Stamm-Verzeichnis '/' jeder Nutzer hat ein eigene Home-Verzeichnis, typischerweise unter /work/home/<login> Konfigurationsdateien liegen unter /etc per Verzeichnis bzw. Datei können individuelle Schreib- und Leserechte gesetzt werden Nutzer hat unbeschränkte Rechte in seinem eigenen Home-Verzeichnis Nutzer hat üblicherweise keine sonstigen Schreibrechte in anderen Verzeichnissen spezielle Verzeichnisnamen, die immer existieren:. das aktuelle Verzeichnis..das übergeordnete Verzeichnis ~ Verweis auf das Home-Verzeichnis

25 Verzeichnisstrukturen unter Linux / home bin dev etc sys var usr alf bernd ralf log lib

26 Hilfe auf der Kommandozeile generell Hilfe zu man Suche in der man-datebank Hilfe zu Shell-Bultins man <Kommando> man man man -k <Begriff> help <builtin> man -k printf vasprintf (3) - print to allocated string vwprintf (3p) - wide-character formatted output. vfprintf (3) - formatted output conversion swprintf (3) - formatted wide character output conversion snprintf (3) - formatted output conversion Begriff Sektion Erklärung

27 Sektionen von man 1 Executable programs or shell commands 2 System calls (functions provided by the kernel) 3 Library calls (functions within program libraries) 4 Special files (usually found in /dev) 5 File formats and conventions eg /etc/passwd 6 Games 7 Miscellaneous (including macro packages and conventions), e.g. man(7), groff(7) 8 System administration commands (usually only for root) 9 Kernel routines [Non standard] Suche zuerst in 1. Sektion, dann 2. etc. der erste Treffer wird angezeigt man <Sektion> Begriff

28 Eingabe von Kommandos generell: Kommando [Optionen] Eingabedaten z.b. icc -o binary source.c Optionen: Kurzversion, z.b. -o Langversion, z.b. --output Versionen -v, -V, -version, --version Hilfe -h,-help,--help mit einem, bzw. ohne Argument -o <file> mit mehreren Argumenten -o <file1> <file2> <filen> -- Umleitung von Ausgaben Kommando >ausgabedatei Eingaben aus einer Datei lesen Kommando <eingabedatei

29 Eingabe von Kommandos - Pipes Weiterleitung des Ausgaben eines Programmes an ein anderes Programm, zwei Kommandos werden mit verbunden vermeidet das Zwischenspeichern + statt Prozess Datei Datei Prozess Prozess Systempuffer Prozess Beispiele: ls sort ls -la less

30 Bewegen auf der Kommandozeile - Arbeit mit Dateien aktuelles Arbeitsverzeichnis pwd Liste aller Dateien in einem Verzeichnis wechseln in ein anderes Verzeichnis wechseln in Home-Verzeichnis Verzeichnis anlegen leeres Verzeichnis löschen Datei löschen Rechte für Datei/Verzeichnis setzen Eigentümer einer Datei setzen Gruppenzugehörigkeit einer Datei setzen Datei/Verzeichnis kopieren Datei/Verzeichnis umbenennen Ausgabe von Text Prozess beenden/signal senden ls cd <Verzeichnis> cd mkdir rmdir rm chmod chown chgrp cp mv echo kill

31 Exkurs: Rechte unter Linux interpretieren Drei Rechte-Ebenen: Eigentümer, Gruppe, Andere Drei Rechte pro Ebene: Lesen (r), Schreiben (w), Ausführen (x) ls -l <Datei/Verzeichnis> Beispiel: Nutzer darf alles, Gruppe und alle anderen nur Lesen und Ausführen ls -l a.out -rwxr-xr-x 1 mkluge zih :28 a.out Eigentümer - Datei d Verzeichnis Gruppe Andere

32 Exkurs: Rechte unter Linux setzen setzen mit chmod indirekt mir Angabe, welches Recht entzogen/gewährt werden soll Rechteebenen werden mit: u, g oder a angesprochen Rechte entzogen wird mit -, gewährt wird mit + Beispiel: Andere dürfen jetzt schreiben chmod a+w <Datei> Beispiel: Gruppe darf gar nichts mehr chmod g-rwx <Datei> direkt durch Angabe der neuen Rechte, siehe man chmod Bei Verzeichnissen heißt x, dass der Inhalt des Verzeichnisses aufgelistet werden darf

33 Kommandozeile - weitere Tools top top -u <login> file was ist auf dem System los Beobachtung der Prozesse die unter <login> laufen Typ einer Datei bestimmen file a.out a.out: ELF 64-bit LSB executable, IA-64 (Intel 64 size Größe eines ausführbaren Programmes im Speicher size a.out text data bss dec hex filename cc8 a.out ldd locate nm ps Abhängigkeiten von Bibliotheken anzeigen Suche nach Dateien Symbole in einer Bibliothem/einem Binary anzeigen Prozesse anzeigen

34 Kommandozeile - Beispiel top

35 Kommandozeile - Platzhalter (bash) zwei Jokerzeichen * steht für eine beliebige Zeichenkette? steht für ein beliebiges Zeichen Kombinationen aus normalem Text und Jokerzeichen sind zulässig Beispiele: Auflisten aller Dateien in einem Verzeichnis ls * Dateien, die mit a anfangen und mit t enden ls a*t Dateien, die vier Zeichen als Dateinamen haben ls???? [] gibt einen Bereich für Zeichen an, dahinter kann optional ein Wiederhol-Flag gesetzt werden Datei mit den Name 0,1,,9 ls [0-9] Datei mit den Name daten0,dateb1,,daten9 ls daten[0-9] Dateien, die nur Kleinbuchstaben im Namen haben ls [a-z]*

36 Umgebungsvariablen SHELL-Variablen mit vorgegebenem Namen setzen von Variablen mit: WO=wert Abfrage mit: echo $WO wert Exportieren mit export für Kinderprozesse Bedeutung spezieller Variablen: PATH Verzeichnisse, in denen nach Binaries gesucht wird LD_LIBRARY_PATH Verzeichnis für Bibliotheken MAN Verzeichnisse für man pages HOME das eigene Home-Verzeichnis USER, PWD, SHELL, TERM, An eine Umgebungsvariable einen Wert anhängen: Trennung mehrerer Werte durch Doppelpunkt export PATH="$PATH:/home/ich/bin"

37 Module für Umgebungsvariablen Module bearbeiten Umgebungsvariablen so, dass Anwengungspakete ihre Bibliotheken und Binaries finden verfügbare Module gerade geladene Module Module laden Module entladen module avail module list module load <name> module rm <name> Module tauschen module switch <1> <2> Module für: Compiler, Debugger Performanceanalysetools Kommerzielle Software (Matlab, Fluent, ) Bibliotheken

38 Editoren vi mächtiges Werkzeug, gewöhnungsbedürftig GUI mit gvim emacs ebenso wie vi GUI mit xemacs nedit erleichtert den Umstieg

39 Kopieren von Daten zu anderen Systemen einfach Verbindungen: ftp Veschlüsselung erwünscht: secure copy (scp) secure ftp (sftp) Windows: WinSCP SCP Client pscp download.html Linux: scp Kopieren von Daten rsync Synchronisieren von Unterschieden

40 WinSCP

41 WinSCP

42 Kopieren/Synchronisieren: Kommandozeilentools scp [-r] <Quelle> <Ziel> dabei kann Quelle oder Ziel eine entfernte Adresse sein z.b. scp -r inst_v ist weder Ziel noch Quelle eine entfernte Adresse, verhält sich scp wie cp Beispiel rsync: rsync -vz inst_v

43 Verhaltensregeln nur kurze Programmläufe im Boot CPU-Set für längere Tests empfiehlt sich ein interaktiver Job Logins bitte nicht offen stehen lassen vernünftige Passwörter mehr Unterstützung?

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