２．現システムにおけるジョブスケジューリング

２．１ 九州大学大型計算機センターのシステム構成

　現在、本センターでは、富士通の分散メモリ型並列計算機ＶＰＰ７００／５６が稼働している。このモデルは、５６台のＰＥ（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成されている。本センターのユーザーは、この５６台のＰＥを利用して、１ＰＥのみを用いる逐次処理、及び複数のＰＥを用いる並列処理を行うことができる。
　このうち並列処理については、バッチシステムを介した利用に制限されている。この並列処理を行うために３２ＰＥと８ＰＥのパーティションが確保されており、利用可能ＰＥ数の上限が８、１６及び３２のキューに投入されたジョブに割り当てられる。このうち８ＰＥまで利用できるキューは３２ＰＥもしくは８ＰＥのパーティションで実行される。すなわち３２ＰＥのパーティションでは、利用可能ＰＥ数の上限が８、１６及び３２のキューに投入されたバッチ処理が実行される。さらにＶＰＰ７００／５６は、各ＰＥでプロセスの多重実行が可能である。本センターの場合、並列処理については、各ＰＥについて主記憶のユーザー領域を超えない限り、最大２多重の実行を許している。

２．２　ＮＱＳ

　ＮＱＳはＵＮＩＸシステムのバッチ運用を支援するシステムである[1,2]｡本センターのスーパーコンピュータや汎用計算機のように多数のユーザーが同時に利用する可能性のあるシステムでは、ユーザーから要求される処理が短時間に集中する場合がある。この場合、従来のＴＳＳ（会話処理）による運用では、一時的に応答時間が長くなったり、資源不足で処理を拒否されたりする。これに対してＮＱＳは、ユーザーに要求された処理をシステムの資源量に合わせて実行する。そのため、負荷を分散し、効率的にシステムを運用することができる。
　ＮＱＳでは、ユーザーによって投入されたコマンドやシェルスクリプトをジョブという単位で扱う。投入されたジョブは、まずキューと呼ばれる待ち行列に格納される。ＮＱＳが動作しているシステムに投入されたジョブはバッチキューへネットワーク上の他の計算機に転送するジョブはパイプキューへ格納される。本稿では、ＮＱＳが動作しているシステムに対して投入されたジョブのみを扱う。

　キューの状態に変化があるとＮＱＳはバッチキューに格納された全ジョブを探索し、現在利用可能な計算機資源で実行できる最も優先順位の高いものを実行する。ジョブの優先順位は以下の４個のパラメータを用いて決定される。

ジョブ優先度

バッチキュー内でのそのジョブの相対的な優先度。

バッチキュー優先度

複数のバッチキューが存在する場合、どのバッチキューから検索するかを決定する優先度。

キュー内のジョブ走行制限値

あるバッチキューから同時に実行できるジョブの数

ＮＱＳ全体のジョブ走行制限値

ＮＱＳ全体で同時に実行できるジョブの数

２．３　ＮＱＳ−ＪＭ

　ＮＱＳ−ＪＭは、主にユーザー毎の制限を行うための機能を提供することにより、ＮＱＳと連携してより細かい運用を可能にする[3]｡このＮＱＳ−ＪＭの機能は、主に全てのユーザーに公平に計算機資源を割り当てるために用いられる。ＮＱＳ−ＪＭの提供する機能は下記の通りである。

受付制御

投入されたジョブに対して、それを受け付けるか否かを決定する。受付の可否はジョブ受付数制限値、ジョブ重み制限値、ランク値制御によって行う。これらの制限はユーザー毎に設定できるため、同一ユーザーによるバッチキューの占有を防止できる。

資源設定

投入されたジョブについて、資源制限値が設定されていない場合や、ＮＱＳ−ＪＭで設定された最大値を超えている場合に、そのジョブの制限値をＮＱＳ−ＪＭで予め設定された制限値に変更する。これにより、ジョブに必要以上の資源が割り当てられたり、バッチキューの制限値を超えているためにジョブの受付が拒否されたりすることを防ぐことができる。

実行制御

実行待ちのジョブに対して、システム内同時実行数制限、キュー内同時実行数制限及びキュー内連続実行制限機能により、その実行を許可するか否かを決定する。これにより、同一ユーザーによるシステム内の計算機資源の占有を防止できる。ただし、バッチキューに他ユーザーの実行待ちジョブが無いときに限り、システム内同時実行数制限を超えているジョブの実行を許可する機能も提供されている。

２．４　ＮＱＳ−ＪＳ

　ＮＱＳ−ＪＳは、ＮＱＳからリクエスト選択依頼を受け、ジョブの優先順位の評価をし、最も優先順位の高いものを返す[4]｡評価の際には、すべてのリクエストが評価の対象になるわけではなく、ＮＱＳ−ＪＳにチェックを依頼し、制限にふれるものは除く空き資源をチェックし、空き資源以上の資源を要するものは除くという二つのチェックを行なう。ＮＱＳやＮＱＳ−ＪＭとＮＱＳ−ＪＳとの関係を図１に示す。

図１：　ＮＱＳ−ＪＳ

　優先順位の評価値Eは、各パラメータ i の値 v_i とパラメータの重みr_i によって、

で決定される。 可能なパラメータを表１にしめす。

　例えば、required pe には qsub コマンド¹のオプション -lp で指定した値が代入される²。オプションの指定がない場合にはデフォルトの値が使用される。
　例えばスケジューリングポリシとして、実行時間が短かく、使用する仮想プロセッサ数が少ないものを先に実行させたい場合には、required pe と elapse time の重み付けを上げればよい。
　これらのファクタが依存するパラメータがいくつかあるが、特に重要なものとして、max waittime がある。これは、リクエストが長時間待つことのないようにするためのもので、待ち時間がこのパラメータの値を越えたときに、このリクエストを優先的に実行できるようにする。

　優先順位が評価されるタイミングの主なものは、以下のとおりである。

　　　・バッチリクエスト受付時
　　　・バッチリクエスト終了時
　　　・キューの多重度の変更時
　　　・キューの開始時
　　　・qmove, qrlsコマンド実行時

　ＮＱＳ−ＪＳの各パラメータについての重み付けは、ＮＱＳが動作しているシステムのファイルで設定されており、動作中に変更することが可能である。

　

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¹ ＮＱＳへの実行依頼コマンド
² パラメータには指定された値からの関数で指定するので、実際には指定した値そのものが代入されるわけではない。