Clúster de computacion con Raspberry Pi 4 | fratava.devhttps://fratava.dev/es/raspberry/Clúster de computacion con Raspberry Pi 4Wowchemy (https://wowchemy.com)es-mexico© ftapia 2026Thu, 31 Dec 2020 00:00:00 +0000https://fratava.dev/media/sharing.jpgClúster de computacion con Raspberry Pi 4https://fratava.dev/es/raspberry/Testhttps://fratava.dev/es/raspberry/test/Thu, 31 Dec 2020 00:00:00 +0000https://fratava.dev/es/raspberry/test/<h1 id="probando-nuestro-clúster">Probando nuestro clúster</h1> <h2 id="aplicaciones-en-paralelo">Aplicaciones en paralelo</h2> <h3 id="llamada-de-procesos">Llamada de procesos</h3> <p>Para esta parte, vamos a ejecutar una serie de códigos en parelelo para comprobar la comunicación entre los nodos. Para ello vamos a clonar el repositorio de pruebas siguiendo estos pasos:</p> <pre><code class="language-bash">su - alpha cd /beta/ git clone https://gitlab.com/fratava/cluster-pi.git cd cluster-pi </code></pre> <p>Para la primera prueba, vamos a comprobar que hay intercomunicación entre los nodos del clúster. Para evitar estar listando los núcleos que vamos a utilizar, crearemos una archivo en dónde le vamos a indicar a MPI los nodos con los cuales va a estalecer la comunicación dinámicamente. Es muy recomendable contar con este archivo, ya que de otra manera hay que indicarle explícitamente los núcleos de los nodos que vamos a utilizar.</p> <p>Creamos el archivo llamado <code>#!bash machinefile</code> de la siguiente manera</p> <pre><code class="language-bash">emacs machinefile </code></pre> <p>y escribimos</p> <pre><code class="language-bash">nodo1 nodo2 nodo3 master </code></pre> <p>pulsamos ctrl+s y ctrl+x.</p> <div class="alert alert-info"> <div> Si añadimos más nodos de cómputo a nuestro clúster o queremos hacer una segmentación, debemos modificar nuestro <code>machinefile</code> para agregar o remover nodos. </div> </div> <p>Compilamos el código</p> <pre><code class="language-bash">mpicc call-procs.c -o call-procs </code></pre> <p>y los ejecutamos</p> <p>Con machinefile</p> <pre><code class="language-bash">mpiexec -machinefile machinefile -n 16 ./call-procs </code></pre> <p>Sin machinefile</p> <pre><code class="language-bash">mpiexec -H master,master,master,master,nodo1,nodo1,nodo1,nodo1,nodo2,nodo2,nodo2,nodo2,nodo3,nodo3,nodo3,nodo3 ./call-procs </code></pre> <p>Si todo marcha bien debemos tener una salida como esta</p> <pre><code class="language-bash">Llamada al proceso 3 de 16 en master Llamada al proceso 2 de 16 en master Llamada al proceso 0 de 16 en master Llamada al proceso 1 de 16 en master Llamada al proceso 15 de 16 en nodo3 Llamada al proceso 12 de 16 en nodo3 Llamada al proceso 5 de 16 en nodo1 Llamada al proceso 6 de 16 en nodo1 Llamada al proceso 14 de 16 en nodo3 Llamada al proceso 8 de 16 en nodo2 Llamada al proceso 13 de 16 en nodo3 Llamada al proceso 7 de 16 en nodo1 Llamada al proceso 9 de 16 en nodo2 Llamada al proceso 4 de 16 en nodo1 Llamada al proceso 10 de 16 en nodo2 Llamada al proceso 11 de 16 en nodo2 </code></pre> <p>Recordemos que las llamadas son aleatorias.</p> <div class="alert alert-info"> <div> <p>En algunas ocasiones, podrías no tener esta salida. En este caso deberás revisar que tu cable de red está bien conectado, tu raspberry está prendida o tu volumen está montado. Para verificar esto último podemos teclear</p> <pre><code class="language-bash">cd /beta ls </code></pre> <p>Si el folder está vacío debemos teclear</p> <pre><code class="language-bash">sudo mount master:/beta /beta </code></pre> <p>y volvemos a ejecutar el código.</p> </div> </div> <h3 id="calculando-pi-en-paralelo">Calculando Pi en paralelo</h3> <p>Ahora calcularemos Pi de forma paralela. Para esto, haremos una integración numérica. La idea detrás de este algoritmo la podemos encontrar en esta <a href="http://cercs-ed.gatech.edu/node/14" target="_blank" rel="noopener">página</a>.</p> <p>Procedemos entonces a ejecutar el código. Primero lo compilamos</p> <pre><code class="language-bash">mpicc pi_mpi.c -o pi_mpi </code></pre> <p>y lo ejecutamos</p> <p>Con machinefile</p> <pre><code class="language-bash">mpiexec -machinefile machinefile -n 16 ./pi_mpi </code></pre> <p>Sin machinefile</p> <pre><code class="language-bash">mpiexec -H master,master,master,master,nodo1,nodo1,nodo1,nodo1,nodo2,nodo2,nodo2,nodo2,nodo3,nodo3,nodo3,nodo3 ./pi_mpi </code></pre> <p>En este caso no solicitará el número de rectángulos</p> <pre><code class="language-shell">####################################################### Master node name: master Enter the number of intervals: </code></pre> <p>El valor queda al criterio del usuario. A continuación, te mostramos a modo de ilustración, los resultados que se obtienen para 300000 rectángulos cuando se calcula Pi con diferentes números de procesadores, los cuales los designaremos con &ldquo;n=??&rdquo; y <code>#!bash time</code> antes de la ejecución para medir el tiempo.</p> <p>n=1</p> <pre><code class="language-shell"> alpha@master:/beta/cluster-pi $ time mpiexec -machinefile machinefile -n 1 ./pi_mpi ####################################################### Master node name: master Enter the number of intervals: 300000 *** Number of processes: 1 Pi Calculado = 3.141592653590713268840772798285 Pi = 3.141592653589793115997963468544 Error relativo = 0.000000000000920152842809329741 real 8m54.547s user 8m47.000s sys 0m0.160s </code></pre> <p>n=2</p> <pre><code class="language-shell"> alpha@master:/beta/cluster-pi $ time mpiexec -machinefile machinefile -n 2 ./pi_mpi ####################################################### Master node name: master Enter the number of intervals: 300000 *** Number of processes: 2 Pi Calculado = 3.141592653590711492483933398034 Pi = 3.141592653589793115997963468544 Error relativo = 0.000000000000918376485969929490 real 4m36.129s user 8m58.883s sys 0m0.211s </code></pre> <p>n=4</p> <pre><code class="language-shell"> alpha@master:/beta/cluster-pi $ time mpiexec -machinefile machinefile -n 4 ./pi_mpi ####################################################### Master node name: nodo3 Enter the number of intervals: 300000 *** Number of processes: 4 Pi Calculado = 3.141592653590712824751562948222 Pi = 3.141592653589793115997963468544 Error relativo = 0.000000000000919708753599479678 real 2m19.781s user 9m10.213s sys 0m0.228s </code></pre> <p>n=8</p> <pre><code class="language-shell"> alpha@master:/beta/cluster-pi $ time mpiexec -machinefile machinefile -n 8 ./pi_mpi ####################################################### Master node name: master Enter the number of intervals: 300000 *** Number of processes: 8 Pi Calculado = 3.141592653590715045197612198535 Pi = 3.141592653589793115997963468544 Error relativo = 0.000000000000921929199648729991 real 1m26.563s user 4m44.188s sys 0m12.459s </code></pre> <p>n=16</p> <pre><code class="language-shell"> alpha@master:/beta/cluster-pi $ time mpiexec -machinefile machinefile -n 16 ./pi_mpi ####################################################### Master node name: master Enter the number of intervals: 300000 *** Number of processes: 16 Pi Calculado = 3.141592653590720818357340249349 Pi = 3.141592653589793115997963468544 Error relativo = 0.000000000000927702359376780805 real 0m59.547s user 2m41.094s sys 0m30.697s </code></pre> <p>Como podemos darnos cuenta, el tiempo de ejecución, baja a medida que aumentamos el número de procesadores.</p> <div class="alert alert-success"> <div> Ahora que tenemos nuestro clúster funcionando, desarrollaremos códigos parelelos. Pero como lo hemos mencionado en la <a href="https://fratava.dev/introduccion/#en-que-se-utiliza-el-computo-de-alto-rendimiento">introducción</a>, podemos utilizar nuestro clúster para diversas tareas. </div> </div>