技(jì )术资料

在超算集群中(zhōng)，“开源”这两个字代表着很(hěn)大的魅力，不是简单的公(gōng)布源代码或者说无需许可(kě)费用(yòng)所以有(yǒu)效节省集群管理(lǐ)成本，而是意味着大众可(kě)以通过修改代码将“自己的需求”真正落实。因此，我们接触的各类集群中(zhōng)，很(hěn)多(duō)客户钟爱于开源的软件与系统，比如今天要和大家聊一聊的一款非常常见的开源且可(kě)扩展的高级集群管理(lǐ)和配置工(gōng)具(jù)——xCAT。

xCAT(Extreme Cloud Administration Toolkit)是一款大家非常熟悉的开源工(gōng)具(jù)，主要用(yòng)于自动化裸机服務(wù)器和虚拟机的部署、扩展与管理(lǐ)，允许使用(yòng)者通过一个单点，控制和管理(lǐ)一个集群系统，可(kě)以有(yǒu)效简化集群管理(lǐ)、实现快速扩展，显著提高系统管理(lǐ)员的工(gōng)作(zuò)效率。值得一提的是，xCAT软件包基本上全部由一系列有(yǒu)用(yòng)的 perl 脚本构成，所以使用(yòng)者修改代码后不需要重新(xīn)再编译和安(ān)装(zhuāng)，而是可(kě)以很(hěn)方便地根据自己的需求直接修改脚本来定制出自己需要的 xCAT 软件。

xCAT作(zuò)為(wèi)集群基础配置的第一步，常用(yòng)于HPC、HPC中(zhōng)的AI以及HPC开发云。在2018年11月统计的全球超级计算机500强中(zhōng)，排名(míng)第一和第二的Summit和Sierra使用(yòng)的集群管理(lǐ)软件就是xCAT，可(kě)见xCAT除了“开源”，其它优势在全球也是得到普遍认可(kě)的。

xCAT最突出的优势便是层次结构具(jù)有(yǒu)的极强可(kě)扩展性。我们都知道，超级计算中(zhōng)心往往需要配置管理(lǐ)上千台服務(wù)器，一台一台配置简直是不现实的（虽然在没有(yǒu)管理(lǐ)配置工(gōng)具(jù)前我们就是这么做的） ，“可(kě)伸缩”就成了其體(tǐ)系架构的必要条件之一。xCAT支持具(jù)有(yǒu)多(duō)服務(wù)器节点的层次结构，计算节点分(fēn)由服務(wù)节点进行分(fēn)區(qū)与管理(lǐ)，保证了极强的扩展性，大大缩短了配置时间，提高配置效率，因此保证了xCAT作(zuò)為(wèi)基础工(gōng)具(jù)在超算领域的广泛利用(yòng)。

作(zuò)為(wèi)一款基础常见的配置工(gōng)具(jù)软件，奥工(gōng)服務(wù)小(xiǎo)分(fēn)队部署的每一个集群都会在硬件实施后安(ān)装(zhuāng)xCAT，安(ān)装(zhuāng)步骤几乎做到了烂熟于心，简单地说只需要解压对应安(ān)装(zhuāng)包，并生成yum源，然后使用(yòng)yum一键安(ān)装(zhuāng)即可(kě)。

以2.14.6版本的xCAT為(wèi)例：

1、上传安(ān)装(zhuāng)包并解压

2、生成安(ān)装(zhuāng)xCAT的yum源

3、使用(yòng)yum一键安(ān)装(zhuāng)

4、加载环境变量

至此xCAT 的安(ān)装(zhuāng)就算完成了。安(ān)装(zhuāng)过程很(hěn)简单，但是配置过程有(yǒu)点难度，需要涉及配置xCAT多(duō)张tab表，包含集群基本信息（site表）、集群节点定义（nodelist表）、集群网络定义（network表）、集群硬件管理(lǐ)（nodehm表&ipmi表）、集群节点类型定义（nodetype表）、集群密码定义（passwd表）、集群mac地址定义（mac表）等，以及所需的HTTP、DHCP、DNS服務(wù)，最终才算配置完成。

说到本期想分(fēn)享xCAT,奥工(gōng)服務(wù)小(xiǎo)分(fēn)队的工(gōng)程师们都表示这个软件太过于常见和熟悉（毕竟奥工(gōng)拥有(yǒu)超过350+服務(wù)案例，几乎每一例都安(ān)装(zhuāng)了xCAT），每个人和它都有(yǒu)独特的回忆与心得，想和大家畅所欲言：

工(gōng)程师A：

在实际生产(chǎn)环境中(zhōng)有(yǒu)时候需要安(ān)装(zhuāng)各种驱动和软件，一般情况下需要安(ān)装(zhuāng)完系统后再一台台的安(ān)装(zhuāng)驱动软件，费时又(yòu)费力，遇上规模大的集群就有(yǒu)点捉襟见肘了。如果使用(yòng)xCAT管理(lǐ)集群，可(kě)以指定节点启动脚本，这样系统安(ān)装(zhuāng)完成后软件和驱动也自动安(ān)装(zhuāng)完成了,超赞！

工(gōng)程师B：

xCAT包含了大量功能(néng)模块，对于兼容性和技(jì )术要求有(yǒu)一定的门槛，很(hěn)多(duō)用(yòng)户和新(xīn)加入小(xiǎo)分(fēn)队的小(xiǎo)伙伴们都表示刚接触时往往无从下手。奥工(gōng)服務(wù)小(xiǎo)分(fēn)队為(wèi)简化安(ān)装(zhuāng)部署流程，更方便小(xiǎo)伙伴们掌握这项安(ān)装(zhuāng)技(jì )能(néng)，将xCAT以及它的依赖环境移植到Docker中(zhōng)，这样就可(kě)以在任何系统任何硬件环境实现快速高效部署了。

工(gōng)程师C：

你们都说xCAT简单方便，但我还是要提醒大家“磨刀(dāo)不误砍柴工(gōng)”，在感受xCAT给集群管理(lǐ)带来的便利之前其实还有(yǒu)很(hěn)多(duō)步骤需要做的。首先需要关闭防火墙、编辑维护好包含所有(yǒu)节点的hosts表、服務(wù)器做好raid、记录好网卡的mac地址、打开管理(lǐ)口的ipmi over lan功能(néng)等等，这些工(gōng)作(zuò)是保证xCAT正常安(ān)装(zhuāng)和使用(yòng)的前提，一定要仔细仔细再仔细。

工(gōng)程师D：

添加计算节点时，我们通常会将所有(yǒu)的节点都添加到all这个大组，同时也可(kě)以根据计算节点类型再添加其他(tā)分(fēn)组类型，比如刀(dāo)片服務(wù)器可(kě)以按照刀(dāo)箱划分(fēn)為(wèi)组，gpu节点可(kě)以添加到gpu组中(zhōng)，大内存节点可(kě)以添加到fat组中(zhōng)，这样运维的时候可(kě)以定点运维，避免不小(xiǎo)心操作(zuò)其他(tā)服務(wù)器，提高运维效率。

“敏捷”“强大”“扩展性”已经成為(wèi)了xCAT的代言词，丰富的集群管理(lǐ)功能(néng)让它成為(wèi)超算集群客户的“宠儿”，更是奥工(gōng)服務(wù)小(xiǎo)分(fēn)队有(yǒu)超级多(duō)心得體(tǐ)会的“老朋友”之一，篇幅有(yǒu)限，本篇先和大家点到為(wèi)止啦。