HPC 可视化容器用户指南 :: NVIDIA GPU 云文档

摘要

本 HPC 可视化容器用户指南详细概述了如何使用 NGC 注册中心提供的高性能计算 (HPC) 可视化容器。

1. HPC 可视化容器

除了访问 NVIDIA 优化框架和 HPC 容器外，NVIDIA GPU Cloud (NGC) 容器注册中心还托管以下用于 HPC 的科学可视化容器。这些容器依赖于名为 ParaView 的常用科学可视化工具。

HPC 环境中的可视化通常需要远程可视化，也就是说，数据驻留在远程 HPC 系统或云中并在其上进行处理，用户从其工作站以图形方式与此应用程序交互。由于某些可视化容器需要专门的客户端应用程序，因此 HPC 可视化容器由两个组件组成

服务器容器: 服务器容器需要访问服务器系统上的文件。下面提供了有关如何授予此访问权限的详细信息。服务器容器可以串行模式或并行模式运行。对于此 alpha 版本，我们专注于串行节点配置。如果您对并行配置感兴趣，请联系 hpcviscontainer@nvidia.com。
客户端容器: 为了确保客户端应用程序和服务器容器的版本匹配，NVIDIA 在容器中提供了客户端应用程序。与服务器容器类似，客户端容器需要访问某些端口才能建立与服务器容器的连接。

此外，客户端容器需要访问用户的 X 服务器才能显示图形用户界面。

使用 NVIDIA Holodeck 的 ParaView: 启用图形丰富的科学可视化；在 ParaView 和高端渲染引擎（如 NVIDIA Holodeck）之间架起桥梁。
使用 NVIDIA IndeX 的 ParaView: 在常用的科学可视化工具 ParaView 中提供 NVIDIA IndeX 可扩展体绘制技术。
使用 NVIDIA OptiX 的 ParaView: 在 ParaView 中提供 GPU 加速光线追踪技术；为大规模场景提供增强的视觉提示和高性能渲染。

2. HPC 可视化容器的先决条件

安装 docker-ce 和 nvidia-docker2。首先安装 docker-ce，然后为您的操作系统和 Docker 版本安装 nvidia-docker2。有关安装 nvidia-docker2 的脚本，请参阅安装 NVIDIA Docker 2.0。
注意：如果您已安装 nvidia-docker1 并打算保留它，则可以安装 nvidia-container-runtime。
根据您的 GPU 产品类型和系列，为您的操作系统安装 NVIDIA 显示驱动程序版本 384.57 或更高版本。有关更多信息，请参阅下载驱动程序。
确保您拥有支持 Compute Unified Device Architecture^® (CUDA) 版本的 NVIDIA GPU，其计算能力为 6.0.0 或更高版本。例如，Pascal GPU 架构世代或更高版本。
使用您的 NGC API 密钥登录位于 nvcr.io 的 NVIDIA® GPU Cloud (NGC) 容器注册中心。有关如何获得访问权限并获取 API 密钥的分步说明，请参阅 NGC 入门指南。

2.1. 安装 NVIDIA Docker 2.0

以下脚本安装 NVIDIA Docker 2.0，这是拉取使用 NVIDIA IndeX HPC 可视化容器的 ParaView 的先决条件。

NVIDIA Docker 2.0 完全支持容器中的并发图形和计算功能。NGC 的当前安装在 NVIDIA Docker 1.0 上运行。在任何这些实例上使用容器之前，必须安装 NVIDIA Docker 2.0。

使用以下脚本在您的实例上安装 NVIDIA Docker 2.0。

# Install NVIDIA Docker 2.0
docker volume ls -q -f driver=nvidia-docker | \
  xargs -r -I{} -n1 docker ps -q -a -f volume={} | xargs -r docker rm -f
sudo apt-get purge -y nvidia-docker
curl -L https://nvidia.github.io/nvidia-docker/gpgkey | sudo apt-key add -
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-docker.list <<< \
"deb https://nvidia.github.io/libnvidia-container/ubuntu16.04/amd64 /
deb https://nvidia.github.io/nvidia-container-runtime/ubuntu16.04/amd64 /
deb https://nvidia.github.io/nvidia-docker/ubuntu16.04/amd64 /"

sudo apt-get -y update
sudo apt-get install -y nvidia-docker2
sudo pkill -SIGHUP dockerd

# Tests
#docker run --runtime=nvidia --rm nvidia/cuda nvidia-smi

3. 使用 NVIDIA Holodeck 的 ParaView

目前，使用 NVIDIA Holodeck 容器的 ParaView 需要在服务器主机和客户端主机上都运行 X 服务器。因此，只需要单个容器镜像。

在服务器主机和客户端主机上拉取 docker 镜像，如下所示

docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-holodeck:glx-17.11.13-beta

3.1. 运行使用 NVIDIA Holodeck 容器的 ParaView

为您的容器创建 X 转发变量。

XSOCK=/tmp/.X11-unix; XAUTH=/tmp/.docker.xauth;
touch /tmp/.docker.xauth;
xauth nlist :0 | sed -e 's/^..../ffff/' | xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge -

在服务器主机上，启动 ParaView Holodeck 服务器

docker run --rm -it --runtime=nvidia \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
-e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 \
-p 11111:11111 \
--shm-size=4g \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-holodeck:glx-17.11.13-beta \
./service.sh externalvis pvserver

将显示显示空间场景的 Holodeck 渲染窗口。

在您收到类似于以下消息的消息后，服务器容器即可就绪

“Accepting connection(s): [...]:11111”

设置 X 访问权限并在客户端主机上启动客户端容器。确保替换 your_server_hostname。

XSOCK=/tmp/.X11-unix; XAUTH=/tmp/.docker.xauth 
touch /tmp/.docker.xauth
xauth nlist :0 | sed -e 's/^..../ffff/' \
| xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge -docker run --rm -it --runtime=nvidia \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
-e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-holodeck:glx-17.11.13-beta \
sh -c paraview\ --server-url=cs://your_server_hostname:11111

将显示 ParaView 用户界面。

要启用 Holodeck 中的渲染，请替换 ParaView 的默认视图。通过关闭布局删除默认视图
插入新的外部可视化视图
ParaView Holodeck 容器现在可以显示可视化管线。对于简单的测试场景，添加小波源
将小波源的范围从 -60 调整为所有三个维度的 60，然后单击应用
添加轮廓过滤器，然后单击应用
从视图中隐藏小波源，以防止边界框阻止等值面
使用启用外部可视化按钮启用通过 Holodeck 进行渲染

4. 使用 NVIDIA IndeX 的 ParaView

为了同时支持启用 X 的主机和无头主机，ParaView IndeX 容器镜像可用于 GLX 和 EGL 支持。以下部分介绍如何在不同用例中启动 IndeX 容器。

有关 ParaView 的更多信息，请参阅 ParaView 用户指南和 NVIDIA IndeX SDK。

4.1. 使用 GLX 的单机

登录到 docker 存储库并在您的工作站上拉取启用 X 显示的容器
```
docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-index:glx-17.11.13-beta
```

指定 X 转发变量

XSOCK=/tmp/.X11-unix; XAUTH=/tmp/.docker.xauth
touch /tmp/.docker.xauth
xauth nlist :0 | sed -e 's/^..../ffff/' \
| xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge

运行镜像。在此示例中，当前目录 $(pwd) 中的主机系统数据被挂载到容器中的 /work。应根据用户需要修改此设置。

docker run --rm -it --runtime=nvidia \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
-v $(pwd):/work -e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-index:glx-17.11.13-beta \
sh -c paraview

4.2. 使用 EGL 的服务器容器

在典型的客户端-服务器设置中，一个充当服务器的容器将在远程无显示器机器上运行，并连接到在工作站本地运行并提供图形前端的第二个容器。

使用以下命令从服务器主机上的 NGC 注册中心拉取启用 EGL 的无显示器容器

docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-index:egl-17.11.13-beta

在服务器主机上运行服务器组件。我们监听默认端口 11111

docker run --runtime=nvidia -p 11111:11111 --rm -it \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-index:egl-17.11.13-beta sh -c pvserver

4.3. 连接到服务器的 GLX 客户端

在您的工作站上拉取启用 X 显示的容器

docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-index:glx-17.11.13-beta

设置 X 访问权限并启动客户端应用程序容器（确保将 your_server_hostname 替换为您的 ParaView 服务器主机的地址）

XSOCK=/tmp/.X11-unix; XAUTH=/tmp/.docker.xauth
touch /tmp/.docker.xauth
xauth nlist :0 | sed -e 's/^..../ffff/' \
| xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge -

docker run --rm -it --runtime=nvidia \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
-e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-index:glx-17.11.13-beta \
sh -c paraview\ --server-url=cs://your_server_hostname:11111

4.4. 使用 NVIDIA IndeX 的 ParaView 示例管线

退出启动画面。
要设置测试场景，请添加小波源，然后单击应用。
将显示模式从轮廓更改为 NVIDIA IndeX。
将着色从纯色更改为 RTData。

结果是由 ParaView 的 IndeX 库在服务器 GPU 上渲染的 ParaView 小波源

5. 使用 NVIDIA OptiX 的 ParaView

使用 NVIDIA OptiX 容器的 ParaView 旨在像用户通常在容器外部一样运行 ParaView。以下部分介绍如何在不同用例中启动 OptiX 容器。

有关 ParaView 的更多信息，请参阅 ParaView 用户指南和 NVIDIA OptiX SDK。

5.1. 使用 GLX 的单机容器

在具有物理显示器的系统上，或者在运行 ParaView 客户端时，用户希望启动支持 GLX 的容器。可以按如下方式完成此操作。

拉取 docker 镜像

docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix:glx-17.11.13-beta

设置 X11 转发变量

XSOCK=/tmp/.X11-unix; XAUTH=/tmp/.docker.xauth;
touch /tmp/.docker.xauth;
xauth nlist :0 | sed -e 's/^..../ffff/' | xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge -

运行镜像。在此示例中，当前目录 $(pwd) 中的主机系统数据被挂载到容器中的 /work。应根据需要修改此设置。

docker run --rm -it --runtime=nvidia -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth -e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 -v $(pwd):/work:rw nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix-glx-beta:17.11.10 sh -c paraview

5.2. 使用 EGL 的服务器容器

在 GPU HPC 资源上启动 ParaView 服务器通常需要 EGL 支持，这需要单独构建 ParaView，为此我们有一个单独的容器。

拉取容器

docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix:egl-17.11.13-beta

指定连接端口并按如下所示启动容器（在此示例中，我们监听默认端口 11111）

docker run --runtime=nvidia -p 11111:11111 --rm -it \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix:egl-17.11.13-beta sh -c pvserver

对于希望在支持 GLX 的工作站上运行服务器的用户，同样可以使用带有 pvserver 参数的 GLX 镜像。

5.3. 运行 GLX 客户端并连接到服务器

启动服务器后，就可以直接使用 GLX 镜像运行客户端，并按如下所示连接到服务器。在这里，我们假设服务器正在端口 11111 上监听，可在 your.server.address 寻址。

docker pull nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix:glx-17.11.13-beta

XSOCK=/tmp/.X11-unix; XAUTH=/tmp/.docker.xauth
touch /tmp/.docker.xauth
xauth nlist :0 | sed -e 's/^..../ffff/' \
| xauth -f /tmp/.docker.xauth nmerge -

docker run --rm -it --runtime=nvidia \
-v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
-e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 \
nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix:glx-17.11.13-beta \
sh -c paraview\ --server-url=cs://your.server.address:11111

5.4. 可选：使用 ParaView .config 文件

重用 ParaView 配置文件以在 ParaView 会话之间保持设置很有用。为此，首先为 ParaView 创建一个新目录以存储其设置。

mkdir pvsettings

发出 docker run 命令时，添加以下命令作为参数

-v $(pwd)/pvsettings:/home/paraview/.config/ParaView

在镜像 URL 之前插入命令。例如，

docker run --rm -it --runtime=nvidia \
 -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
 -e XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth -e DISPLAY=:0 \
 nvcr.io/nvidia-hpcvis/paraview-optix:glx-17.11.13-beta \
 -v $(pwd)/pvsettings:/home/paraview/.config/ParaView \
 sh -c paraview\ --server-url=cs://your.server.address:11111

5.5. 使用 NVIDIA OptiX 的 ParaView 示例管线

退出启动画面。
在顶部下拉菜单中，单击来源 > 小波。在左侧窗格中，单击应用。
从顶部下拉菜单中选择过滤器 > 常用 > 轮廓。再次单击应用。
从顶部下拉菜单中选择过滤器 > 常用 > 剪裁。将剪裁平面移动到所需位置，然后单击应用。
在左侧窗格的平面参数子窗格下，取消选中显示平面以隐藏剪裁平面。
在左侧窗格上向下滚动并选择启用 OptiX。
可选： 启用阴影 OptiX。
可选： 在 OptiX 中启用每像素 4 个样本和 4 个环境光样本。
可选： 在左侧窗格中单击添加光源并根据需要进行修改。结果应如下所示

6. 故障排除

有关 nvidia-docker 容器的更多信息，请访问 GitHub 站点：NVIDIA-Docker GitHub。

有关深度学习框架发行说明和其他产品文档，请参阅深度学习文档网站：深度学习框架发行说明。

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