Схема работы на кластере проиллюстрирована ниже на примере кластера "Уран" с использованием программ WinSCP и PuTTY (см. Программы удаленного доступа).

Для вычислений на компьютере или кластере нужен исполняемый файл программы и, как правило, исходные данные. Поскольку на компьютере пользователя обычно установлена операционная система Windows, а на кластере - Linux (разновидность UNIX), то для счета на кластере необходимо получить исполняемый файл с помощью одного из компиляторов кластера. Следовательно, на кластер должен быть переписан текст программы.
Для удаленного копирования файлов используется программа WinSCP.
Пользователь копирует файлы (текст программы, исходные данные) с персонального компьютера в свой домашний каталог на кластере:
на рисунке это копирование в /home/u9999, где u9999 - имя (идентификатор, login) пользователя на кластере.

Компиляция программ и запуск задач на счет осуществляются после входа на кластер через программу удалённого доступа PuTTY. Набирая в окне PuTTY соответствующие команды, пользователь выполняет на управляющей машине (хосте) нужные ему действия, в частности, компиляцию и запуск задач на кластере. При этом запуск задачи осуществляется с помощью постановки её в очередь на счет. Ведением очереди и стартом задач на вычислительных узлах занимается система SLURM. Во время счета параллельные вычислительные процессы задачи могут обмениваться данными по коммуникационной сети и имеют доступ к домашнему каталогу.
Пользователь в любой момент может получить информацию о своих задачах в очереди и о доступных ресурсах кластера.

Ускорение вычислений достигается лишь после преобразования последовательной программы в параллельную, обычно с применением стандартов MPI и OpenMP. Запуск задач на кластере осуществляется с учетом особенностей программ, в частности, с учетом использования MPI и/или OpenMP. Для отладки полезно запустить на кластере последовательный тестовый вариант программы. Так же как параллельные, последовательные (однопроцессные) программы должны запускаться путем постановки в очередь.
Для работы на кластере полезно ознакомиться с базовыми командами ОС UNIX.

Внимание! По правилам пользования вычислительным кластером "Уран" счетные задачи можно запускать лишь на вычислительных узлах кластера, используя команды системы SLURM srun, sbatch или упрощенную команду mqrun (см. раздел Запуск задач на кластере). Такое ограничение связано с тем, что исполняющиеся на хост-машине процессы счетного характера на длительное время занимают процессорные ядра хост-машины, затрудняя работу с кластером всех остальных пользователей.

• Доступ по ключу
• Использование агента аутентификации
• Генерация ключей в UNIX
• Совместное использование ключа и пароля
• Основные ссылки

Для входа на кластер пользователь должен иметь логин (имя пользователя) и для аутентификации (подтверждения подлинности) ключ или пароль (password).
Поскольку использование ключа обеспечивает большую конфиденциальность и дает возможность избавиться от подтверждения пароля для операций типа scp (удалённого копирования файлов), доступ по ключу рассматривается в дальнейшем как более предпочтительный.
Поэтому первоначально, а также при утере пароля или ключа для обеспечения доступа к кластеру необходимо создать ключи, как это описано ниже.

Для входа на кластер из ОС Windows можно воспользоваться программой PuTTY (см. Программы удаленного доступа).

Доступ по ключу

Для организации доступа по ключу требуется выполнить следующую последовательность действий.

1. Сгенерировать и сохранить на своем компьютере приватный (секретный) и публичный ключи,
используя программу PuTTYgen из поставки PuTTY, как проиллюстрировано в инструкции [1]. При этом публичный ключ следует сохранить в файле Блокнота, копируя текст из PuTTYgen: начиная с типа ключа 'ssh-rsa' и заканчивая знаками '==' и комментарием с датой вида 'rsa-key-20150421'.
Секретный ключ рекомендуется зашифровать кодовой фразой (паролем секретного ключа, passphrase) и хранить в безопасном месте.

2. Добавить публичный ключ в файл ~/.ssh.authorized_keys каталога на сервере ( '~’ обозначает домашний каталог пользователя).   Пользователь может сделать это самостоятельно (если у него есть доступ на кластер по паролю или другому ключу, см. [1]) или отправить файл с публичным ключом администратору кластера на адрес parallel@imm.uran.ru. Администратор кластера установит публичный ключ и сообщит об этом пользователю.

3. Создать в PuTTY именованную сессию (Session) для работы на кластере с доступом по ключу, для чего вставить путь к секретному ключу в разделе Connection->SSH->Auth, вернуться в раздел Session и, заполнив поля Host Name и Saved Sessions значениями, например umt.imm.uran.ru и umt, сохранить настройки (см. [1]).

После этого работа с кластером может быть инициирована двойным нажатием на имени созданной сессии.

Использование агента аутентификации

Если секретный ключ защищён кодовой фразой (passphrase), то запуск агента аутентификации, программы Pageant из поставки PuTTY (см. инструкцию [2]), избавляет от ввода passphrase при повторном соединении по ключу с кластером на период времени до завершения работы агента.

Pageant можно запустить, например, двойным кликом на секретном ключе и набором его кодовой фразы (если есть). В результате в системной области панели задач (внизу справа ) появится иконка Pageant.
Далее (при каждом входе на кластер) правой кнопкой мыши открываем меню и выбираем для запуска нужную сессию (umt).

Генерация ключей в UNIX

В UNIX-системах для генерации ключей используется утилита ssh-keygen,
создающая два файла: ~/.ssh/id_rsa и ~/.ssh/id_rsa.pub (имена по умолчанию),
агент аутентификации запускается с помощью утилиты ssh-agent.

Совместное использование ключа и пароля

Имея доступ по ключу, пользователь при необходимости может запросить пароль у администратора кластера. Администратор создает пароль (password) и кладет его в домашний каталог пользователя, сообщая ему об этом.
Пользователь всегда может изменить пароль командой passwd.

Надо иметь в виду, что при входе на кластер сначала делается попытка пройти аутентификацию по ключу, а в случае неудачи - по паролю.
В PuTTY удобнее иметь разные сессии для доступа по ключу или паролю.

При доступе по паролю вводить password требуется всегда. В случае использования ключа кодовая фраза (passphrase) запрашивается (если есть), но возможно только один раз и возможно для доступа ко многим системам. Поэтому кодовая фраза может быть более сложной, что повышает безопасность, не слишком усложняя работу пользователя.

Основные ссылки

1. Настройка аутентификации по ключу в PuTTY
2. Работа с агентом аутентификации в PuTTY

Для работы на суперЭВМ с персонального компьютера пользователю необходимо установить программы на компьютере, которые обеспечат
удаленный доступ к командной строке сервера для компиляции программ и запуска задач,
возможность обмена файлами между компьютером и сервером
и позволят использовать удобный графический интерфейс.

1.  Удаленный доступ к командной строке сервера

Доступ к серверам осуществляется через протокол SSH (собственно SSH – « secure shell »). Для работы с командной строкой рекомендуется программа PuTTY. Эта программа позволяет единожды ввести адрес сервера и, в дальнейшем, выбирать его из списка сессий. В настройках PuTTY необходимо указать протокол SSH. При первом соединении с сервером программа выдает предупреждение о том, что ключ шифрования сервера ранее не использовался, и предлагает его сохранить или отвергнуть (продолжить сеанс или прервать). Естественно надо выбрать продолжение сеанса.

Полезно более подробно ознакомиться с установкой и некоторыми настройками программы PuTTY.

Пример диалога при входе на сервер UM16 с именем xxxxx с компьютера ada.imm.uran.ru:

login as: xxxxx
Password:				  (ввести пароль)
Last login: Tue Sep 6 16:31:23 2005 from ada.imm.uran.ru 

Вы можете изменить свой пароль в любое время, набрав команду passwd, например:

[~@um16]:passwd
Password for xxxxx@IMM.URAN.RU:		   (наберите здесь свой текущий пароль)
Enter new password:			   (наберите новый пароль)
Enter it again:				   (повторите новый пароль)
Password changed.			   (успешная смена пароля)

Для того чтобы защитить свою учетную запись, придерживайтесь следующих рекомендаций:
- используйте пароль не менее, чем из 6 букв и цифр и храните его в секрете;
- один раз в полгода меняйте свой пароль;
- никогда не оставляйте активный терминал без внимания, всегда выходите (logout) со своего терминала (заканчивайте сеанс) прежде, чем покинуть его;
- обязательно сообщайте о любом неправильном использовании или злоупотреблении системному администратору, иначе доступ к серверу будет закрыт.

Для того, чтобы завершить сеанс работы на сервере, выполните команду logout.

2.  Обмен файлами между компьютером и сервером

Для обмена файлами между компьютером и сервером рекомендуется использовать программу WinSCP.

При копировании файлов (протоколы SCP – “secure copy ” и SFTP – “ secure ftp ”) в настройках WinSCP рекомендуется выбрать протокол SFTP. Программа WinSCP позволяет сохранить имя пользователя и пароль. При первом соединении с сервером программа выдает предупреждение о том, что ключ шифрования сервера ранее не использовался, и предлагает его сохранить или отвергнуть (продолжить сеанс или прервать). Естественно, надо выбрать продолжение сеанса. Программа WinSCP может использоваться как самостоятельное приложение и как плагин для других программ проводников, например для Far Commander.

Тексты программ и данные для задачи можно записать в