GPU實例綁定彈性RDMA網卡(ERI)后,各GPU實例間在VPC網絡下可以實現RDMA直通加速互連,相比傳統的RDMA,eRDMA可以提供更高效的數據傳輸服務,有效提升GPU實例之間的通信效率并縮短任務處理時間。本文介紹如何在GPU實例上配置eRDMA。
使用限制
限制項 | 說明 |
實例規格 | 支持ERI的實例規格如下:
|
鏡像 | 支持以下鏡像(任選一款):
|
eRDMA設備數量 | ebmgn7ix、ebmgn7ex、 ebmgn8is彈性裸金屬實例支持2個eRDMA網卡設備。 |
網絡限制 |
|
操作步驟
支持eRDMA能力的實例使能eRDMA能力需滿足2個條件:安裝了eRDMA軟件棧、綁定了開啟彈性RDMA接口的網卡。
創建新GPU實例時配置eRDMA
創建支持ERI的GPU實例。
創建過程中需注意以下配置項(其他參數,請參見自定義購買實例):
實例規格:以ebmgn7ex或ebmgn8is為例。
鏡像:選擇公共鏡像時,默認同時選中安裝GPU驅動和安裝eRDMA軟件棧選項,則該實例創建完成后,系統會自動在實例內部安裝GPU驅動、CUDA、cuDNN以及eRDMA軟件棧。
在公共鏡像頁簽下,如果選擇了支持安裝eRDMA軟件棧的鏡像操作系統及版本(即可選中安裝eRDMA軟件棧選項),但實際并未選中安裝eRDMA軟件棧選項,則實例創建后您可通過腳本安裝或手動安裝方式安裝eRDMA軟件棧,來使能eRDMA網卡。
在公共鏡像頁簽下,如果選擇了不支持安裝eRDMA軟件棧的鏡像操作系統及版本(即無法選中安裝eRDMA軟件棧選項),則實例創建后您無法通過腳本安裝方式或手動安裝方式來啟動并使用eRDMA網卡。
在公共鏡像頁簽下,如果未選中安裝eRDMA軟件棧選項,則您可以選擇更多的鏡像操作系統及版本。
彈性網卡:創建GPU實例過程中,在帶寬和安全組配置向導頁面配置彈性網卡時,會默認創建一塊eRDMA主網卡和一塊eRDMA輔助網卡,并且主網卡和輔助網卡右側的彈性RDMA接口選項會默認被自動選中。
說明GPU實例開啟后不支持啟用或關閉某一彈性網卡的彈性RDMA能力。
開啟了彈性RDMA能力后的2張網卡會自動綁定到不同的通道上,無需您單獨指定。
主網卡不支持從GPU實例中解綁,只能隨GPU實例一起創建和釋放。
進入已創建的實例詳情頁,單擊彈性網卡頁簽,查看實例網卡類型。
主網卡或輔助網卡的網卡類型如下所示,表示該實例已開啟了彈性RDMA接口的網卡。
為已有GPU實例配置eRDMA
登錄ECS管理控制臺。
找到目標實例并進入實例詳情頁,選擇彈性網卡頁簽,查看實例是否已開啟了彈性RDMA接口的網卡。
如果已開啟,請跳過以下步驟。
如果未開啟,請按照以下步驟,為主網卡或者輔助彈性網卡配置eRDMA。
為主網卡或輔助彈性網卡配置eRDMA。
說明創建GPU實例時,如果主網卡和輔助網卡均未選中彈性RDMA接口,則創建實例后,您可以再單獨創建并啟用2個eRDMA輔助彈性網卡。
創建GPU實例時,如果主網卡或輔助網卡其中一個網卡未選中彈性RDMA接口,則創建實例后,您只能再單獨創建并啟用1個eRDMA輔助彈性網卡。
通過OpenAPI方式為主網卡配置eRDMA。具體操作,請參見ModifyNetworkInterfaceAttribute - 修改彈性網卡屬性。
參數
說明
RegionId
主網卡所在地域ID。
NetworkInterfaceId
主網卡的ID。
NetworkInterfaceTrafficMode
設置主網卡的通訊模式。取值范圍:
Standard:使用TCP通訊模式。
HighPerformance:開啟ERI(Elastic RDMA Interface)接口,使用RDMA通訊模式。
本步驟選擇
HighPerformance
模式。通過控制臺方式創建和掛載eRDMA網卡到GPU實例時,不支持綁定到不同通道,這會導致2張eRDMA網卡總帶寬減少一半,故建議您使用OpenAPI的方式掛載eRDMA網卡。
(推薦)OpenAPI方式
方式一:創建并綁定彈性RDMA網卡
每個GPU實例最多支持2張eRDMA網卡,且需要分別通過
NetworkCardIndex
參數綁定到不同的通道上。創建彈性RDMA網卡。
具體操作,請參見CreateNetworkInterface。
參數
說明
RegionId
待創建彈性網卡所屬地域ID。
VSwitchId
指定VPC的交換機ID。彈性網卡的私網IP地址在交換機的IP地址段內的空閑地址中取值。
SecurityGroupId
加入一個安全組。安全組和彈性網卡必須在同一個專有網絡VPC中。
NetworkInterfaceTrafficMode
彈性網卡的通訊模式。取值范圍:
Standard:使用TCP通訊模式。
HighPerformance:開啟ERI(Elastic RDMA Interface)接口,使用RDMA通訊模式。
本步驟選擇
HighPerformance
模式。調用成功后,請記錄返回數據中生成的彈性網卡ID(即
NetworkInterfaceId
對應的返回值)。綁定eRDMA彈性網卡。
具體操作,請參見AttachNetworkInterface。
參數
說明
RegionId
實例所在地域的ID。
NetworkInterfaceId
彈性網卡ID,即已創建的彈性RDMA網卡。
InstanceId
實例ID。
NetworkCardIndex
網卡指定的物理網卡索引。
創建彈性RDMA網卡時,在綁定到某個實例時需要您手動指定通道(即物理網卡索引),當前通道可以指定為0或1(2張彈性RDMA指定不同的值)。
說明為了獲取最大網絡帶寬,您需要指定2張RDMA網卡綁定到不同的通道。
調用成功(即掛載成功)后,在GPU實例的彈性網卡頁簽下,您可以看到掛載的彈性RDMA網卡。
方式二:修改已有彈性網卡屬性
說明該方式不支持指定
NetworkCardIndex
參數(即網卡指定的物理網卡索引),如果同時綁定兩張RDMA網卡,采用該方式為輔助彈性網卡配置eRDMA可能會導致最大帶寬達不到要求。具體操作,請參見ModifyNetworkInterfaceAttribute - 修改彈性網卡屬性。
參數
說明
RegionId
輔助網卡所在地域ID。
NetworkInterfaceId
輔助網卡的ID。
NetworkInterfaceTrafficMode
設置輔助網卡的通訊模式。取值范圍:
Standard:使用TCP通訊模式。
HighPerformance:開啟ERI(Elastic RDMA Interface)接口,使用RDMA通訊模式。
本步驟選擇
HighPerformance
模式。調用成功(即掛載成功)后,在GPU實例的彈性網卡頁簽下,您可以看到掛載的彈性RDMA網卡。
控制臺方式
創建輔助彈性網卡。
具體操作,請參見創建輔助彈性網卡。在創建并啟用ERI的輔助彈性網卡時,啟動增加彈性RDMA接口開關。ERI會共用該輔助彈性網卡的設置,包括彈性網卡的IP、應用于彈性網卡的安全組規則等。
將輔助彈性網卡綁定至GPU實例。
具體操作,請參見綁定輔助彈性網卡。
說明單臺實例最多綁定2個啟用ERI的輔助彈性網卡。
將啟用ERI的輔助彈性網卡綁定至GPU實例后,如需解綁,必須先停止該實例。具體操作,請參見停止實例。
遠程連接GPU實例。
具體操作,請參見使用Workbench工具以SSH協議登錄Linux實例。
執行
ifconfig
命令,查看新綁定的服務彈性網卡是否存在。如未顯示新綁定的輔助彈性網卡,請手動配置該網卡,具體操作,請參見配置輔助彈性網卡。否則,請跳過該步驟。
說明部分鏡像可能無法自動識別新綁定的輔助彈性網卡,您需要在實例內配置輔助彈性網卡。
(可選)在實例內使能彈性RDMA網卡(ERI)。
如果選擇公共鏡像時未選中安裝eRDMA軟件棧選項,根據實際情況選擇腳本方式或者手動方式安裝eRDMA軟件棧,來使能彈性RDMA網卡(ERI)。
腳本安裝方式
GPU實例創建完成后,您可以通過腳本安裝方式單獨安裝eRDMA軟件棧、GPU驅動、CUDA以及cuDNN等軟件,腳本示例如下所示。其中,關于
DRIVER_VERSION
、CUDA_VERSION
、CUDNN_VERSION
的版本選擇,請參見可選版本說明。#!/bin/sh #Please input version to install DRIVER_VERSION="550.90.07" CUDA_VERSION="12.4.1" CUDNN_VERSION="9.2.0.82" IS_INSTALL_eRDMA="TRUE" IS_INSTALL_RDMA="FALSE" INSTALL_DIR="/root/auto_install" #using .run to install driver and cuda auto_install_script="auto_install_v4.0.sh" script_download_url=$(curl http://100.100.100.200/latest/meta-data/source-address | head -1)"/opsx/ecs/linux/binary/script/${auto_install_script}" echo $script_download_url rm -rf $INSTALL_DIR mkdir -p $INSTALL_DIR cd $INSTALL_DIR && wget -t 10 --timeout=10 $script_download_url && bash ${INSTALL_DIR}/${auto_install_script} $DRIVER_VERSION $CUDA_VERSION $CUDNN_VERSION $IS_INSTALL_RDMA $IS_INSTALL_eRDMA
手動安裝方式
GPU實例創建完成后,您可以通過手動安裝方式單獨安裝OFED驅動、eRDMA驅動、GPU驅動以及加載
nv_peer_mem
服務組件,具體操作如下所示。安裝OFED驅動。
運行以下命令,安裝依賴軟件包。
根據不同鏡像,執行相應命令來安裝依賴。
鏡像
命令
Centos 8.5
sudo yum install -y dkms cmake gcc-c++ libdb-devel iptables-devel gdb-headless bison libmnl-devel elfutils-devel flex libselinux-devel kernel-rpm-macros rpm-build elfutils-libelf-devel
Centos 8.4
sudo dnf config-manager --enable epel #使能epel sudo dnf config-manager --set-enabled powertools #使能powertools sudo yum install -y dkms gcc-c++ cmake libarchive kernel-rpm-macros perl-generators python3-Cython sudo yum install -y libselinux-devel numactl-devel bison elfutils-devel systemd-devel libdb-devel flex rpm-build gdb-headless libmnl-devel valgrind-devel libnl3-devel iptables-devel
Centos 7.9
sudo yum install -y python-devel libmnl-devel valgrind-devel rpm-build systemd-devel libdb-devel iptables-devel lsof libselinux-devel flex cmake elfutils-devel bison libnl3-devel numactl-devel
Ubuntu 18.04
Ubuntu 20.04
sudo apt-get update sudo apt-get install -y pkg-config sudo apt-get autoremove -y librbd1 fio librados2 sudo apt install dkms libnl-3-dev libnl-route-3-dev cmake -y
Alibaba Cloud Linux 3
sudo yum install -y libmnl-devel bison systemd-devel iptables-devel elfutils-libelf-devel libselinux-devel libnl3-devel lsof libdb-devel numactl-devel elfutils-devel cmake flex sudo yum install -y valgrind-devel python3-Cython perl-generators rpm-build gdb-headless kernel-rpm-macros
執行以下命令,下載并安裝OFED驅動。
根據不同鏡像,選擇執行相應命令來下載并安裝OFED驅動。
鏡像
命令
Centos 8.5
sudo wget https://content.mellanox.com/ofed/MLNX_OFED-5.4-3.5.8.0/MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel8.5-x86_64.tgz tar -zxf MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel8.5-x86_64.tgz cd MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel8.5-x86_64 sudo ./mlnxofedinstall --kernel-only --without-fw-update -q
Centos 8.4
sudo wget https://content.mellanox.com/ofed/MLNX_OFED-5.4-3.5.8.0/MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel8.4-x86_64.tgz tar -zxf MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel8.4-x86_64.tgz cd MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel8.4-x86_64 sudo ./mlnxofedinstall --kernel-only --without-fw-update -q
Centos 7.9
sudo wget https://content.mellanox.com/ofed/MLNX_OFED-5.4-3.5.8.0/MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel7.9-x86_64.tgz tar -zxf MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel7.9-x86_64.tgz cd MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-rhel7.9-x86_64 sudo ./mlnxofedinstall --kernel-only --without-fw-update -q
Ubuntu 18.04
sudo wget https://content.mellanox.com/ofed/MLNX_OFED-5.4-3.5.8.0/MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-ubuntu18.04-x86_64.tgz tar -zxf MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-ubuntu18.04-x86_64.tgz cd MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-ubuntu18.04-x86_64 sudo ./mlnxofedinstall --kernel-only --without-fw-update -q
Ubuntu 20.04
sudo wget https://content.mellanox.com/ofed/MLNX_OFED-5.4-3.5.8.0/MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-ubuntu20.04-x86_64.tgz tar -zxf MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-ubuntu20.04-x86_64.tgz cd MLNX_OFED_LINUX-5.4-3.5.8.0-ubuntu20.04-x86_64 sudo ./mlnxofedinstall --kernel-only --without-fw-update -q
Alibaba Cloud Linux 3(通過源碼編譯的方式安裝)
sudo wget https://content.mellanox.com/ofed/MLNX_OFED-5.4-3.5.8.0/MLNX_OFED_SRC-5.4-3.5.8.0.tgz tar -zxf MLNX_OFED_SRC-5.4-3.5.8.0.tgz cd MLNX_OFED_SRC-5.4-3.5.8.0 sudo ./install.pl --config ofed.conf --distro RHEL8
其中,
ofed.conf
文件內容如下所示:libibverbs=y libibverbs-utils=y librdmacm=n librdmacm-utils=n mstflint=n ofed-docs=y ofed-scripts=y mlnx-tools=n mlnx-ethtool=n mlnx-iproute2=y mlnx-ofa_kernel=y mlnx-ofa_kernel-devel=y kernel-mft-mlnx=n mlnx-nvme=n core=y mlxfw=n mlx5=n ipoib=n
重啟實例。
OFED驅動安裝完成后,您需要重啟實例,確保新的內核模塊生效。具體操作,請參見重啟實例。
安裝eRDMA驅動。
執行以下命令,下載并安裝eRDMA驅動。
sudo wget http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/erdma/env_setup.sh sudo bash env_setup.sh --egs
執行以下命令,通過eadm工具確認eRDMA驅動是否正常安裝。
eadm ver
返回結果如下所示,表示驅動已正常安裝。
說明本示例以驅動版本為0.2.35為例。如果返回結果提示沒有本命令或者執行失敗,請您重新安裝eRDMA驅動。
安裝GPU驅動。
具體操作,請參見在GPU計算型實例中手動安裝Tesla驅動(Linux)。
加載nv_peer_mem服務組件。
(推薦)GPU驅動為470.xx.xx及以上版本
使能GPU Direct RDMA需要加載nv_peer_mem服務組件,建議使用470.xx.xx及以上版本的GPU驅動,因為NVIDIA在驅動版本為470.xx.xx及以上版本中已預裝了該服務組件。您可以直接按照以下步驟加載nvidia_peermem模塊。
sudo modprobe nvidia_peermem # 可通過lsmod|grep nvidia檢查是否已成功加載nvidia_peermem
說明如果機器重啟后,您需要重新加載nvidia_peermem模塊。
GPU驅動為470.xx.xx以下版本
您需要手動下載并安裝相應服務組件,下載及編譯安裝方法如下所示。
sudo git clone https://github.com/Mellanox/nv_peer_memory.git # 編譯并安裝nv_peer_mem.ko cd nv_peer_memory && make cp nv_peer_mem.ko /lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers/video depmod -a modprobe nv_peer_mem # 可通過lsmod|grep nv_peer_mem檢查 service nv_peer_mem start
帶寬驗證。
遠程連接GPU實例。
具體操作,請參見使用Workbench工具以SSH協議登錄Linux實例。
執行以下命令,檢查2塊eRDMA網卡是否正常。
sudo ibv_devinfo
eRDMA驅動安裝腳本默認安裝最新版本的驅動,如果您需要安裝舊版本eRDMA驅動,請提交工單獲取幫助。
本文以eRDMA驅動為0.2.37或以上版本為例,顯示結果如下所示,表示2塊eRDMA網卡正常存在。其中,2個eRDMA設備的端口
state
均為PORT_ACTIVE
時,表示eRDMA網卡狀態正常。說明如果eRDMA設備的端口
state
為invalid state
時,表示該eRDMA網卡狀態異常,建議先檢查輔助網卡是否配置正確。例如,通過執行ifconfig
命令查看所有網卡配置是否存在,所有網卡IP地址是否存在。執行以下命令,安裝perftest測試工具。
sudo yum install perftest -y
執行以下命令,測試RDMA網絡帶寬是否符合對應硬件的預期表現。
在Server端執行以下命令,等待Client端的連接請求。
sudo ib_write_bw -d erdma_0 -F -q 16 --run_infinitely --report_gbits -p 18515
在Client端執行以下命令,發送連接請求和數據包。
sudo ib_write_bw -d erdma_0 -F -q 16 --run_infinitely --report_gbits -p 18515 server_ip
其中,
server_ip
是Server端ECS實例上綁定eRDMA的彈性網卡所對應的私有IP地址。獲取IP地址的方法,請參見查看IP地址。
說明上述perftest測試使用了1張網卡通信,如果您業務需要啟用2張網卡進行通信,則需要同時啟動2個perftest進程,并通過
-d
參數為2個進程各指定1張eRDMA網卡、-p
參數指定不同的通信端口。更多信息,請參見perftest詳情。測試結果包括平均帶寬,系統返回信息如下,表示eRDMA通信正常。
--------------------------------------------------------------------------------------- RDMA_Write BW Test Dual-port : OFF Device : erdma_0 Number of qps : 16 Transport type : IB Connection type : RC Using SRQ : OFF PCIe relax order: ON ibv_wr* API : OFF TX depth : 128 CQ Moderation : 1 Mtu : 1024[B] Link type : Ethernet GID index : 1 Max inline data : 0[B] rdma_cm QPs : OFF Data ex. method : Ethernet --------------------------------------------------------------------------------------- local address: LID 0000 QPN 0x0002 PSN 0xa66b22 RKey 0x000100 VAddr 0x007f09922fd000 GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:192:168:01:146 local address: LID 0000 QPN 0x0003 PSN 0x3b9364 RKey 0x000100 VAddr 0x007f099230d000 GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:192:168:01:146 local address: LID 0000 QPN 0x0004 PSN 0x6b1ade RKey 0x000100 VAddr 0x007f099231d000 GID: 00:00:00:00:00:00:00:00:00:00:255:255:192:168:01:146 local address: LID 0000 QPN 0x0005 PSN 0x8c83d5 RKey 0x000100 VAddr 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測試驗證
為測試和驗證配備eRDMA網絡的GPU實例在應用中的實際表現,本文以nccl-tests為例,展示如何在實際業務中使用eRDMA的具體操作。關于nccl-tests的更多信息,請參見nccl-tests。
執行以下命令,安裝NCCL。
通過下載并編譯源碼安裝NCCL,源碼編譯的方式如下:
說明您也可以在NVIDIA官網NVIDIA NCCL下載安裝包,然后進行安裝。
# build nccl cd /root git clone https://github.com/NVIDIA/nccl.git cd nccl/ make -j src.lib PREFIX=/usr/local/nccl make install PREFIX=/usr/local/nccl # 通過ls /usr/local/nccl/lib查看libnccl.so庫
執行以下命令,安裝OpenMPI及編譯器。
wget https://download.open-mpi.org/release/open-mpi/v4.1/openmpi-4.1.3.tar.gz tar -xzf openmpi-4.1.3.tar.gz cd openmpi-4.1.3 ./configure --prefix=/usr/local/openmpi make -j && make install
執行以下命令,設置環境變量。
NCCL_HOME=/usr/local/nccl CUDA_HOME=/usr/local/cuda MPI_HOME=/usr/local/openmpi export LD_LIBRARY_PATH=${NCCL_HOME}/lib:${CUDA_HOME}/lib64:${MPI_HOME}/lib:$LD_LIBRARY_PATH export PATH=${CUDA_HOME}/bin:${MPI_HOME}/bin:$PATH
在實例內部進入
~/.bashrc
文件、設置PATH和LD_LIBRARY_PATH,其中,NCCL_HOME、CUDA_HOME、MPI_HOME需要根據實際情況填寫。編輯完成后,執行以下命令使環境變量設置生效。source ~/.bashrc
執行以下命令,下載并編譯測試代碼。
git clone https://github.com/NVIDIA/nccl-tests cd nccl-tests/ make MPI=1 CUDA_HOME=/usr/local/cuda MPI_HOME=/usr/local/openmpi
執行以下命令,建立實例之間的SSH互信。
在host1生成公鑰后并拷貝到host2上來建立實例之間的SSH互信。
#在host1執行 ssh-keygen ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub ${host2} ssh root@{host2} # 在host1執行,測試一下是否可以無密碼連接host2。如果是,表示已建立實例之間的SSH互信。
執行如下命令,測試NCCL all_reduce效果。
# 將host1, host2替換為您對應的IP地址 mpirun --allow-run-as-root -np 16 -npernode 8 -H host1:8,host2:8 \ --bind-to none \ -mca btl_tcp_if_include eth0 \ -x NCCL_SOCKET_IFNAME=eth0 \ -x NCCL_DEBUG=INFO \ -x LD_LIBRARY_PATH \ -x PATH \ ./build/all_reduce_perf -b 4M -e 4M -f 2 -g 1 -t 1 -n 20
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