小集群上SGE作业系统初探

学校分配了一个小集群帐来优化应用，需要通过SGE作业管理系统提交作业到计算节点。第一次接触SGE，从网上选摘一些基本用法，并将自己使用过程中的所遇到的问题罗列出来并给出相应的解决方案。

一、基本用法

• SGE工作流程：

1. 接受用户投放的任务
2. 在任务运行以前，将任务放到一个存储区域
3. 发送任务到一个执行设备，并监控任务的运行
4. 运行结束写回结果并记录运行日志

• 常用的SGE命令：

1. 投递任务到指定队列all.q
    方法一： qsub -cwd -l vf=*G -q all.q *.sh
    方法二： qsub -cwd -S /bin/bash -l vf=*G -q all.q *.sh
    -cwd 表示在当前路径下投递，sge的日志会输出到当前路径。
    -l vf=*G 任务的预估内存，内存估计的值应稍微大于真实的内存，内存预估偏小可能会导致节点跑挂。
    -q 指定要投递到的队列，如果不指定的话，SGE会在用户可使用的队列中选择一个满足要求的队列。
    注： 方法一和方法二都可以投递任务到指定队列，但是方法一可能会输出警告信息“Warning: no access to tty (Bad file descriptor). Thus no job control in this shell.” 这是因为SGE默认使用的是tcsh，而*.sh使用的是bash，所以应该在投递的时候指明命令解释器。若非要使用方法一的话，可以在脚本*.sh的开头加上#$ -S /bin/bash。
 
2. 投递任务到指定节点
    qsub -cwd -l vf=*G -l h=node1 *.sh
    qsub -cwd -l vf=*G -l h=node1 -P project -q all.q *.sh
    -P 参数指明任务所属的项目
 
3. 查询任务
    qstat -f 查看所有任务
    qstat -j jobId 按任务id查看
    qstat -u user 按用户查看
    任务状态：
    
    qw 表示等待状态
    Eqw 投递任务出错
    r 表示任务正在运行
    dr 节点挂了之后，删除任务就会出现这个状态，只有节点重启之后，任务才会消失
 
4. 删除任务
    qdel -j 1111 删除任务号为1111的任务
 
5. 其他命令
    qrsh 与qsub相比，是交互式的投递任务，注意参数：
            -now yes|no 默认设置为yes
                     若设置为yes，立即调度作业，如果没有可用资源，则拒绝作业，任务投递失败，任务状态为Eqw。
                     若设置为no，调度时如果没有可用资源，则将作业排入队列，等待调度。
            例子： qrsh -l vf=*G -q all.q -now no -w n *sh
    qacct 从集群日志中抽取任意账户信息
    qalter 更改已提交但正处于暂挂状态的作业的属性
    qconf 为集群和队列配置提供用户界面
    qhold 阻止已提交作业的执行
    qhost 显示SGE执行主机（即各个计算节点）的状态信息
    qlogin 启动telnet或类似的登录会话。
 
6. bash脚本与Linux环境变量
    为了防止脚本运行时找不到环境变量，在投递的bash脚本的前面最好加上以下两句话：
    #! /bin/bash

    #$ -S /bin/bash

二、指令列表

PBS 是公开源代码的作业管理系统，在此环境下运行，用户不需要指定程序在哪些节点上运行，程序
所需的硬件资源由PBS 管理和分配。

1、PBS 命令
PBS 提供4 条命令用于作业管理。

(1) qsub 命令—用于提交作业脚本
命令格式：
qsub [-a date_time] [-c interval] [-C directive_prefix]
[-e path] [-I] [-j join] [-k keep] [-l resource_list] [-m mail_options]
[-M user_list][-N name] [-o path] [-p priority] [-q destination] [-r c]
[-S path_list] [-u user_list][-v variable_list] [-V]
[-W additional_attributes] [-z]
[script]
参数说明：因为所采用的选项一般放在pbs 脚本中提交，所以具体见PBS 脚本选项。
例：# qsub aaa.pbs 提交某作业，系统将产生一个作业号

(2) qstat 命令—用于查询作业状态信息
命令格式：qatat [-f][-a][-i] [-n][-s] [-R] [-Q][-q][-B][-u]
参数说明：
-f jobid 列出指定作业的信息
-a 列出系统所有作业
-i 列出不在运行的作业
-n 列出分配给此作业的结点
-s 列出队列管理员与scheduler 所提供的建议
-R 列出磁盘预留信息
-Q 操作符是destination id，指明请求的是队列状态
-q 列出队列状态，并以alternative 形式显示
-au userid 列出指定用户的所有作业
-B 列出PBS Server 信息
-r 列出所有正在运行的作业
-Qf queue 列出指定队列的信息
-u 若操作符为作业号，则列出其状态。
若操作符为destination id，则列出运行在其上的属于user_list 中用户的作业状态。
例：# qstat -f 211 查询作业号为211 的作业的具体信息。

(3) qdel 命令—用于删除已提交的作业
命令格式：qdel [-W 间隔时间] 作业号
命令行参数：
例：# qdel -W 15 211 15 秒后删除作业号为211 的作业

(4) qmgr 命令—用于队列管理
qmgr -c "create queue batch queue_type=execution"
qmgr -c "set queue batch started=true"
qmgr -c "set queue batch enabled=true"
qmgr -c "set queue batch resources_default.nodes=1"
qmgr -c "set queue batch resources_default.walltime=3600"
qmgr -c "set server default_queue=batch"

2、PBS 脚本文件
PBS 脚本文件由脚本选项和运行脚本两部分组成。

(1) PBS 作业脚本选项 （若无-C 选项，则每项前面加‘#PBS’）
-a date_time ： date_time 格式为：[[[[CC]YY]MM]DD]hhmm[.SS]
表示经过date_time 时间后作业才可以运行。
-c interval ： 定义作业的检查点间隔，如果机器不支持检查点，则忽略此选项。
-C directive_prefix ：在脚本文件中以directive_prefix 开头的行解释为qsub 的命
令选项。（若无此选项，则默认为’#PBS’ ）
-e path ：将标准错误信息重定向到path
-I ：以交互方式运行
-j join ：将标准输出信息与标准错误信息合并到一个文件join 中去。
-k keep ：定义在执行结点上保留标准输出和标准错误信息中的哪个文件。
keep 为o 表示保留前者，e 表示后者，oe 或eo 表示二者都保留，
n 表示皆不保留。若忽略此选项，二者都不保留。
-l resource_list ： 定义资源列表。以下为几个常用的资源种类。
cput=N ： 请求N 秒的CPU 时间; N 也可以是hh:mm:ss 的形式。
mem=N[K|M|G][B|W]：请求N {kilo|mega|giga}{bytes|words} 大小的内存。
nodes=N:ppn=M ：请求N 个结点，每个结点M 个处理器。
-m mail_options ：mail_option 为a：作业abort 时给用户发信；为b：作业开始运行发信；为e：
作业结束运行时发信。若无此选项，默认为a。
-M user_list ： 定义有关此作业的mail 发给哪些用户。
-N name ： 作业名，限15 个字符，首字符为字母，无空格。
-o path ： 重定向标准输出到path。
-p priority ： 任务优先级，整数，[-1024，1023]，若无定义则为0.
-q destination ： destination 有三种形式： queue , @server,queue@server。
-r y|n ： 指明作业是否可运行，y 为可运行，n 为不可运行。
-S shell ： 指明执行运行脚本所用的shell，须包含全路径。
-u user_list ： 定义作业将在运行结点上以哪个用户名来运行。
-v variable_list ： 定义export 到本作业的环境变量的扩展列表。
-V ： 表明qsub 命令的所有环境变量都export 到此作业。
-W additional_attributes ： 作业的其它属性。
-z ： 指明qsub 命令提交作业后，不在终端显示作业号。

(2) 运行脚本同LINUX 下一般的运行脚本文件。
[注]：脚本文件中的mpirun_rsh 命令行中的节点列表文件要用环境变量表示
$PBS_NODEFILE，这个环境变量表示由pbs 自动分配给作业的节点列表；
节点数为命令行中指定的进程数。
格式如下：
mpirun_rsh –np 进程数 –hostfile $PBS_NODEFILE 可执行程序名

3、PBS 环境下运行示例

(1)脚本文件编辑示例
实例1：运行mpi 程序
命令行：#vi aaa.pbs
编辑的内容：
#PBS -N myjob
#PBS -o /home/jz/my.out
#PBS -e /home/jz/my.err
#PBS –l nodes=2:ppn=2
cd 目录（你们原来直接在节点上运行时所在的目录）
mpirun_rsh –np 4 –hostfile $PBS_NODEFILE /home/jz/helloworld
解释：原先大家都是在中断输入 mpirun_rsh…..这些命令执行程序的，现在只要把这些提交命令放
在.pbs 配置文件的最后，由PBS 来调度执行（自动分配节点和其它资源）。
Myjob 是为你此次要运行的程序起的任务名，可以改成你自己想要的名字
原先输出信息都是直接在屏幕上显示的，现在屏幕上的显示全部输出到文件中，上例中输出文
件是/home/jz/my.out 文件，大家可以根据自己的需要修改（目录，文件名）。程序运行时遇到的一些错误会
记录在.err 文件中。好处:因为对每个任务都设定了不同的输出文件，所以看结果只要打开相应文件看就可
以了，不需要开多个终端，而且里面有任务的详细信息，比如实际分配的是哪些节点计算，运行时间等。
#PBS –l nodes=2:ppn=2，你们程序需要几个节点只要修改nodes 后的数字就可以了，ppn=2 保持
不变，因为我们的机器每个节点都是双cpu 的。
mpirun_rsh –np 4 –hostfile $PBS_NODEFILE /home/jz/helloworld
此例中-np 后的4 是并行数（2 × 2 ＝ 4 个cpu ）， –hostfile $PBS_NODEFILE 不需要改变。
/home/jz/helloworld 是你编译好的可执行文件名，需修改。
对于每个你要运行的mpi 程序都需要这样一个.pbs 配置文件
也就是说大家原来的操作是：mpirun…………
现在改成2 步走：1）写个pbs 配置文件(比如xxx.pbs)；2）向pbs 提交（qsub xxx.pbs）
实例2：运行非mpi 程序
有些用户并不是自己编写mpi 程序，同样也可以用pbs 提交。
比如物理系运行程序时一般输入的命令是 RunDMol3.sh TiFeCp2-pbe-dspp-m=1-opt ，那么配置文件可以
这样写：
命令行：#vi job.pbs
编辑的内容：
#PBS -N physics_job
#PBS -o /home/physics/physics_job.out
#PBS -e /home/physics/physics_job.err
#PBS -l nodes=1:ppn=2
#PBS -r y
cd 目录（你们原来直接在节点上运行时所在的目录）
RunDMol3.sh TiFeCp2-pbe-dspp-m=1-opt
解释：也就是说把原来在终端直接输入的命令RunDMol3.sh TiFeCp2-pbe-dspp-m=1-opt 放到pbs 配置
文件中，因为你们只要一个节点，所以nodes=1，至于用哪个节点系统自动分配，你们肯定很关心是分配
了哪个节点给你们，那么可以用qstat 命令查询（比如qstat -n）。

(2) 提交作业示例
命令行：#qsub aaa.pbs
显示结果：

(3) 作业状态查询示例
Qstat 后加不同参数可以查看不同的信息（各参数的意思，上面有详细的说明，你们可以一个个试验一
下，以后就知道查看哪些信息，需要哪些参数）
实例：
命令行：#qstat –a （查看作业的状态）
显示结果：
解释：Job id 211 是给你提交的任务分配的任务号，S（任务状态，R 表示正在运行，Q 表示正在排
队等候调度）
命令行：#qstat –n （查看作业使用的节点）
显示结果：
解释:blade32 就是分给你这个任务的节点
命令行：#qstat –f 211 （查看有关作业运行具体信息）
显示结果：
解释：exec_host 显示的是实际执行该任务的节点

三、问题记录