CST如何安裝和設(shè)置分布式計算？

來源：CST仿真專家之路更新時間：2024-06-23 閱讀：

作者 | Wang Yuanteng

最近常有用戶問到分布式計算設(shè)置相關(guān)問題。其實，幫助文檔中詳細介紹了分布式計算（Distributed Computing，簡稱DC）設(shè)置的方法，今天將DC設(shè)置的幾部分關(guān)鍵內(nèi)容總結(jié)一下。

CST支持多核、GPU、DC和MPI四種高性能計算方式。DC支持互相獨立的計算任務(wù)，如頻域求解器不同頻點的計算、參數(shù)掃描或優(yōu)化的計算、連續(xù)激勵多個端口。下面詳細介紹DC的系統(tǒng)架構(gòu)、安裝和設(shè)置方式。

DC系統(tǒng)架構(gòu)

在進行DC設(shè)置之前，我們首先需要了解一下DC系統(tǒng)架構(gòu)：

工作原理主要分成以下幾個步驟：

Frontend即用戶前端，用戶從Frontend向DC Main Controller提交仿真作業(yè)。
DC Main Controller作為一個排隊系統(tǒng)，根據(jù)在求解器設(shè)置中輸入的條件選擇Solver Server（DC Main Controller可以連接任意數(shù)量的Frontend和DC Solver Server）。
DC Main Controller通過網(wǎng)絡(luò)將仿真任務(wù)發(fā)送到可用的選定服務(wù)器上。提交任務(wù)依據(jù)“先到先得”原則。
DC Solver Servers的作用是保持和MainController的通信，并在本地運行和控制求解器的可執(zhí)行文件。
作業(yè)在DC Solver Server上一旦完成，就會被發(fā)送回DC Main Controller，排隊等待最終傳輸回相應(yīng)Frontend。

Frontend提交仿真作業(yè)給分布式計算系統(tǒng)后，可以斷開(即關(guān)閉)CST前端。當(dāng)Frontend再次連接到系統(tǒng)，它將自動接收當(dāng)前打開的項目所有之前計算的仿真結(jié)果（這里Main Controller必須可以訪問lincense server）。

安裝和設(shè)置

Main Controller只需要安裝在網(wǎng)絡(luò)中的一臺計算機上，該計算機不一定要安裝CST Studio Suite其他組件。

Solver Server需要安裝在網(wǎng)絡(luò)中遠程運行仿真的每臺計算機上，且計算機需要安裝CST Studio Suite程序。

實際上，用戶安裝CST時如果選擇typical，DC Main Controller和DC Solver Server都會被安裝。并且，DC Main Controller和DC Solver Server安裝后會有一些默認設(shè)置，為了使DC更夠正常使用，我們需要搞明白幾個關(guān)鍵的設(shè)置。

DC Main Controller

1：指定TCP/IP服務(wù)器端口，默認為36300。Main Controller將使用該端口與Frontend和Solver Server通信。需確保防火墻已配置，使該端口可以正常訪問。

2：需要指定一個工作目錄，所有仿真數(shù)據(jù)存儲在該目錄，直到仿真結(jié)果已成功傳輸回前端。強烈建議使用本地硬盤，避免不必要的網(wǎng)絡(luò)流量。該文件夾中存儲的數(shù)據(jù)量可能會很大，需確保有足夠的磁盤空間。

3: 補丁目錄，該目錄用作自動更新補丁包，允許將CST服務(wù)包自動分發(fā)和安裝到所有Solver Server。

該界面還包括安全設(shè)置，具體可以查閱help進行設(shè)置。

單擊Start Server即啟動DC Main Controller服務(wù)。

DC Solver Server

1：指定服務(wù)器端口號，默認為38300。該端口將用于求解器可執(zhí)行文件和Solver Server通信以及Main Controller和Solver Server之間的通信。

2：指定工作目錄，當(dāng)前仿真任務(wù)的數(shù)據(jù)將暫存在該目錄下。強烈建議使用本地硬盤，以避免不必要的網(wǎng)絡(luò)流量，因為數(shù)據(jù)傳輸過程會降低求解器性能。確保有足夠的磁盤空間來保存數(shù)據(jù)。

3：指定DC Main Controller計算機的名稱或IP地址，以及它的TCP/IP端口地址。點擊Start Server，Solver Server將自動連接到主控制器，即可以在Main Controller連接到的服務(wù)器列表中看到該服務(wù)器，如下圖。

指定DC Main Controller非常重要，前面所有內(nèi)容不改都可以用，但這里不改可能會錯。默認的DC Main Controller是localhost，也就是本機。所以，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中作為計算的機器安裝了Main Controller的時候，需要將本機的Main Controller服務(wù)停止掉，這里修改成實際使用的Main Controller機器。

根據(jù)以上信息我們可以知道，從設(shè)置角度來說，F(xiàn)rontend和Main Controller可以在同一臺機器上，甚至它們也可以和其中一臺Solver Server在同一臺機器上（但最好不要）。大家可以根據(jù)自己的資源情況和使用需求靈活設(shè)置。

4：指定本地計算機上運行的服務(wù)器的數(shù)量，即同時執(zhí)行的求解器數(shù)量，默認為1。設(shè)置服務(wù)器數(shù)量后，點擊Select CPU device或Select Hardware acceleration device，可以將CPU或GPU分配給多個不同的Solver Server。

Set Priorities可以為每個求解器服務(wù)器設(shè)置優(yōu)先級，數(shù)字越小，優(yōu)先級越高。Max number of allowed threads per server 如字面意思，可以指定每個服務(wù)器允許的最大線程數(shù)，限制每個求解器運行所使用的CPU核數(shù)。注意，實際物理CPU核的數(shù)量其實是這個設(shè)置的上限。

另外，即使解算器服務(wù)器正在運行，上述大多數(shù)設(shè)置也可以修改。

設(shè)置完成之后，回到MainController界面：

在這里可以找到有關(guān)已連接的Solver Server的信息，如可用內(nèi)存、已安裝的CPU、已安裝的硬件加速設(shè)備和操作系統(tǒng)信息。單擊Active可以啟用或禁用特定的Solver Server，單擊PP可以要啟用或禁用特定服務(wù)器上的遠程后處理。這樣就完成了DC系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)置，接下來去仿真任務(wù)中調(diào)用即可。

Frontend

在仿真工程的Solver->Accleration->DC進行設(shè)置，即可以激活DC。DC支持三種應(yīng)用方式：參數(shù)掃描/優(yōu)化，分布激勵計算，遠程計算。

根據(jù)仿真需要，可以勾選DC使用的方式和設(shè)置數(shù)量，可參考FAQ049：如何設(shè)置硬件加速選項:GPU/DC/MPI/token DC部分（這里需要注意使用DC所帶來的的token消耗數(shù)量為所使用服務(wù)器CPU和GPU消耗token數(shù)總和），點擊OK，回到求解器界面點擊Start，即可以激活分布式計算。

如果分布式作業(yè)正在運行，則可以在自動打開的“分布式計算狀態(tài)”窗口中查看進度。