Openpai v1.8.1 部署总结

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Note: 微软官方已经停止维护此项目，目前我在我自己的分支维护一些我自己需要的功能，也欢迎PR。

前提

虽然我保留了v1.8.1这个release，但实际我已经添加了许多功能和bug fix，所以和microsoft发布的v1.8.1版本会有一些区别，具体可参考https://github.com/siaimes/pai/pulls?q=is%3Apr。

术语

术语 解释
dev-box 集群安装、管理与维护节点，不用的时候可以关机，请不要格式化，否则再也无法维护集群
master 集群主节点
worker 集群计算节点
所有机器 包括dev-box、master和worker在内的所有节点

硬件要求

节点 CPU 内存 系统盘
dev-box 4线程 8GB 40GB
master 8线程 64GB 256GB
worker 6线程/GPU 64GB/GPU 512GB

注1： master，worker必须为物理机器（其实也可以是虚拟机，但是生产环境不建议这样用，还要考虑显卡直通虚拟机的问题也挺麻烦），dev-box可以虚拟机（如果要调试代码或二次开发可能要100G以上硬盘空间），毕竟他只有安装和维护系统的时候才用到，用物理机器太浪费了。

前提条件

  1. 所有机器操作系统为全新的Ubuntu 18.04 LTS server；
  2. 所有机器具有相同用户名和密码的管理员账户；
  3. 所有机器时区为上海；
  4. 所有机器IP在同一网段，一台机器多个IP也是不允许的；
  5. 此文档只支持x86_84架构的机器。

注1： Openpai项目文档建议用Ubuntu 16.04 LTS，但是我在Ubuntu 16.04 LTS遇到了很严重的问题，所以更新到Ubuntu 18.04。

注2：k8s不支持swap，安装系统的时候请不要添加swap分区，否则节点重启就挂了。

初始化

所有机器

关闭自动更新

Ubuntu 18.04 LTS server默认是开启自动更新的，需要关闭，以避免不必要的系统故障。

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sudo nano /etc/apt/apt.conf.d/20auto-upgrades
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APT::Periodic::Update-Package-Lists "0";
APT::Periodic::Download-Upgradeable-Packages "0";
APT::Periodic::AutocleanInterval "0";
APT::Periodic::Unattended-Upgrade "0";

参考：Prevent Ubuntu 18.06 And Nvidia Drivers From Updating

切换清华源

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/ubuntu/

更新依赖

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sudo apt update
sudo apt upgrade

启动BBR（可选）

拥塞控制算法，比默认的更好。

查看：

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sudo sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

设置：

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sudo bash -c 'echo "net.core.default_qdisc=fq" >> /etc/sysctl.conf'
sudo bash -c 'echo "net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr" >> /etc/sysctl.conf'
sudo sysctl -p

验证：

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sudo sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

安装openssh-server

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sudo apt install openssh-server

安装ntp

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sudo apt install ntp

安装docker

https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/

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sudo apt remove docker docker-engine docker.io containerd runc
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sudo apt update
sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg \
    lsb-release
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg
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echo \
  "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
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sudo apt update
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

删除添加的docker源，因为安装Openpai的时候，Openpai的脚本会再添加一次docker源，会导致源冲突。

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sudo rm /etc/apt/sources.list.d/docker.list

安装python

按理说Ubuntu默认是有安装python的，但是我在实际操作的时候发现有的机器就是没有python，所以手动确认以下，以避免报错。

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sudo apt install python

安装nfs客户端

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sudo apt install nfs-common

安装压缩软件

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sudo apt install zip

修改daemon

在所有机器的/etc/docker/daemon.json中写入{}，可以避免不必要的报错。

如果您局域网地址是172.*.*.*，请参考这个文档Docker-Compose导致ssh连接断开的问题，修改/etc/docker/daemon.json，否则可能出现奇怪的网络问题。即使用下面的daemon文件：

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{
  "default-address-pools": [{"base":"10.10.0.0/16","size":24}]
}

修改完daemon之后重启一下docker：

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sudo systemctl restart docker

worker

注1： 下面介绍的是使用NVIDIA显卡的worker节点配置方法，如果使用AMD显卡请自己参考项目文档，由于我没有ADM显卡，所以无法测试。

注2： 如果是CPU计算节点可以跳过这一部分。

安装GPU驱动

https://launchpad.net/~graphics-drivers/+archive/ubuntu/ppa

https://openpai.readthedocs.io/zh_CN/latest/manual/cluster-admin/installation-faqs-and-troubleshooting.html#how-to-check-whether-the-gpu-driver-is-installed

https://howtoinstall.co/en/ubuntu/xenial/xserver-xorg?action=remove

https://chrisalbon.com/code/deep_learning/setup/prevent_nvidia_drivers_from_upgrading/ 

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sudo add-apt-repository ppa:graphics-drivers/ppa
sudo apt update
sudo apt install nvidia-driver-470
sudo apt autoremove xserver-xorg
sudo apt autoremove --purge xserver-xorg
sudo apt-mark hold nvidia-driver-470 # Freeze NVIDIA Drivers

如果上面第一条命令不成功可以用下面这条替代： 

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sudo bash -c 'echo "deb https://launchpad.proxy.ustclug.org/graphics-drivers/ppa/ubuntu bionic main" > /etc/apt/sources.list.d/graphics-drivers-ubuntu-ppa-bionic.list'

安装nvidia-container-runtime

https://github.com/NVIDIA/nvidia-container-runtime#installation

https://openpai.readthedocs.io/zh_CN/latest/manual/cluster-admin/installation-faqs-and-troubleshooting.html#how-to-install-nvidia-container-runtime

先用这个命令ping一下nvidia.github.io看看返回的IP地址是否正常。 

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ping nvidia.github.io

我的网络环境这个域名已经被DNS污染了（DNS返回127.0.0.1），我的解决方案是在/etc/hosts文件中添加一行如下： 

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185.199.110.153 nvidia.github.io

然后继续安装即可

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curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-container-runtime/gpgkey | \
  sudo apt-key add -
distribution=$(. /etc/os-release;echo $ID$VERSION_ID)
curl -s -L https://nvidia.github.io/nvidia-container-runtime/$distribution/nvidia-container-runtime.list | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-container-runtime.list
sudo apt update
sudo apt install nvidia-container-runtime
sudo nano /etc/docker/daemon.json

填入下面的配置文件：

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{
  "default-runtime": "nvidia",
  "runtimes": {
      "nvidia": {
          "path": "/usr/bin/nvidia-container-runtime",
          "runtimeArgs": []
      }
  }
}

如果有按照上一部分修改daemon，配置文件应该如下：

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{
  "default-runtime": "nvidia",
  "runtimes": {
      "nvidia": {
          "path": "/usr/bin/nvidia-container-runtime",
          "runtimeArgs": []
      }
  },
  "default-address-pools": [{"base":"10.10.0.0/16","size":24}]
}

最后重启docker。

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sudo systemctl restart docker

设置GPU常驻内存

https://linuxeye.com/463.html

设置GPU常驻内存，可将nvidia-smi -pm 1加入/etc/rc.local，重启生效，可解决GPU初始化缓慢、无任务运行但是利用率居高不下、偶尔丢卡等问题。

Ubuntu 18.04 LTS的rc.local逻辑已经改变了，需要自己调整一下。

  1. /lib/systemd/system/rc-local.service文件新增以下内容：
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[Install]
WantedBy=multi-user.target
Alias=rc-local.service
  1. 设置rc-local开机自启：
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sudo systemctl enable rc-local
  1. 在/etc/rc.local中填入以下内容：
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#!/bin/sh -e

nvidia-smi -pm 1

exit 0
  1. 赋予可执行权限：
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sudo chmod +x /etc/rc.local

测试驱动是否正常

  1. 重启一下服务器。
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sudo reboot
  1. 检查显卡驱动以及常驻内存是否生效
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nvidia-smi
  1. 能正确返回信息即驱动安装成功，Persistence-M的状态为On，则常驻内存配置成功。

检查nvidia-container-runtime是否安装成功。

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sudo docker run nvidia/cuda:10.0-base nvidia-smi

处理容器内nvidia-smi无法显示占用GPU进程问题

nvidia-smi can not detect the PID of processes using GPU

dev-box

配置免密登录

  1. 生成密钥
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ssh-keygen
  1. 向远程主机注册密钥
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ssh-copy-id username@remote_host
  1. 测试是否可免密登录
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ssh username@remote_host

开始安装

下面都在dev-box中操作

https://openpai.readthedocs.io/en/pai-1.6.y/manual/cluster-admin/installation-guide.html

准备项目

无法clone github项目的，可以为git开一个代理，或者其他电脑clone下来之后上传，这里应该是目前唯一可能遭遇网络问题的地方。

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git clone -b release-2.11 https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray.git ${HOME}/pai-deploy/kubespray
git clone https://github.com/siaimes/pai.git
cd pai
git checkout v1.8.1

将contrib/kubespray/script/environment.sh#L18-L23：

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echo "Clone kubespray source code from github to ${HOME}/pai-deploy"
sudo rm -rf ${HOME}/pai-deploy/kubespray
git clone -b release-2.11 https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray.git ${HOME}/pai-deploy/kubespray

echo "Copy inventory folder, and save it "
cp -rfp ${HOME}/pai-deploy/kubespray/inventory/sample ${HOME}/pai-deploy/kubespray/inventory/pai

改为 

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#echo "Clone kubespray source code from github to ${HOME}/pai-deploy"
#sudo rm -rf ${HOME}/pai-deploy/kubespray
#git clone -b release-2.11 https://github.com/kubernetes-sigs/kubespray.git ${HOME}/pai-deploy/kubespray

echo "Copy inventory folder, and save it "
rm -rf ${HOME}/pai-deploy/kubespray/inventory/pai
cp -rfp ${HOME}/pai-deploy/kubespray/inventory/sample ${HOME}/pai-deploy/kubespray/inventory/pai

离线安装相关文件准备

参考：

https://github.com/siaimes/k8s-share

https://github.com/microsoft/pai/issues/5150

启动服务容器

在dev-box运行如下命令：

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sudo docker run -itd -p 0.0.0.0:10000:80 --restart always --name k8s_share siaimes/k8s-share:v1.8.1

该命令会在dev-box启动一个容器以提供安装PAI需要的资源文件，现在假设你dev-box的IP为10.10.10.10，后面有提到这个地址的地方自己对照修改。

修改安装脚本

将 /src/device-plugin/deploy/start.sh.template#L32 由 

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svn cat https://github.com/NVIDIA/k8s-device-plugin.git/tags/1.0.0-beta4/nvidia-device-plugin.yml \

改为 

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curl "http://10.10.10.10:10000/k8s-share/NVIDIA/k8s-device-plugin/1.0.0-beta4/nvidia-device-plugin.yml" \

即将nvidia-device-plugin.yml资源文件下载地址改为我们自己启动的服务地址。

编写参数文件

参考项目文档编写layout.yaml文件。

参考下面的格式编写config.yaml文件。

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user: username
password: password
docker_registry_namespace: siaimes
docker_image_tag: v1.8.1

openpai_kubespray_extra_var:
  kube_image_repo: "siaimes"
  gcr_image_repo: "siaimes"
  pod_infra_image_repo: "siaimes/pause-{{ image_arch }}"
  dnsautoscaler_image_repo: "siaimes/cluster-proportional-autoscaler-{{ image_arch }}"
  kubeadm_download_url: "http://10.10.10.10:10000/k8s-share/kubernetes-release/release/{{ kubeadm_version }}/bin/linux/{{ image_arch }}/kubeadm"
  hyperkube_download_url: "http://10.10.10.10:10000/k8s-share/kubernetes-release/release/{{ kube_version }}/bin/linux/{{ image_arch }}/hyperkube"
  cni_download_url: "http://10.10.10.10:10000/k8s-share/containernetworking/plugins/releases/download/{{ cni_version }}/cni-plugins-linux-{{ image_arch }}-{{ cni_version }}.tgz"
  calicoctl_download_url: "http://10.10.10.10:10000/k8s-share/projectcalico/calicoctl/releases/download/{{ calico_ctl_version }}/calicoctl-linux-{{ image_arch }}"

kubelet_custom_flags:
  serialize-image-pulls: "false"

安装

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cd contrib/kubespray
/bin/bash quick-start-kubespray.sh
/bin/bash quick-start-service.sh

重启服务注意事项

https://github.com/microsoft/pai/issues/5465

项目文档说管理集群要使用/pai/paictl.py，但是该文件默认checkout的是最终版本而非当前版本，所以会导致版本不一致问题。

如果要使用这个脚本的话，每次启动容器都要手动checkout一下，否则可能导致服务无法正常启动。

目前的解决方案是将本地checkout好的项目挂载到容器里面然后直接用那里面的paictl.py。

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sudo docker run -itd \
        -e COLUMNS=$COLUMNS -e LINES=$LINES -e TERM=$TERM \
        -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
        -v ${HOME}/pai-deploy/cluster-cfg:/cluster-configuration  \
        -v ${HOME}/pai-deploy/kube:/root/.kube \
        -v ${HOME}/pai:/mnt/pai \
        --pid=host \
        --privileged=true \
        --net=host \
        --name=dev-box \
        --restart=always \
        siaimes/dev-box:v1.8.1

运行这个命令前确保${HOME}/pai中检出版本与安装版本一致，然后容器中使用/mnt/pai中的paictl.py。

后续

成功启动service之后，其他个性化配置过程一般不会有问题，除非配置文件写错了，务必检查清楚。

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