仮 想 化 技 術 で 始 める 超 快 適 な 生 体 高 分 子 解 析 環 境 のレシピ 大 阪 大 学 蛋 白 質 研 究 所 : 小 林 直 宏
仮 想 化 技 術 とは メリットとデメリット
仮 想 化 って 何? 仮 想 化 ソフトウエア サーバー 仮 想 サーバー 仮 想 化 ソフトウエア 仮 想 PC デスクトップPC 物 理 マシン 上 に 仮 想 的 なPCを 構 築 して 動 作 させる
仮 想 化 技 術 ーーー 何 がそんなにいいの? 少 電 力 化 省 スペース 化 (たくさんのOSが1 台 に) 耐 障 害 性 向 上 ( 仮 想 サーバーを 冗 長 的 に 構 築 ) バックアップ 復 元 操 作 が 容 易 ( 仮 想 OSイメージをコピーすればいい) アプリケーションなどの 長 期 運 用 が 可 能 ハードウエアの 寿 命 故 障 等 の 心 配 から 解 放 される? 仮 想 マシンといっても 意 外 と 速 い
サーバー 群 を 仮 想 化 する 前 の 構 成 DATA Serv. ADIT- NMR SMS DEP BMRB Web FTP BMRB Mirror Institute for Protein Research firewall Internet
サーバー 群 仮 想 化 による 耐 障 害 性 の 強 化
サーバー 群 仮 想 化 による 耐 障 害 性 の 強 化
( 注 ) 全 て 個 人 的 な 見 解 です 使 えるアプリケーションは? オフィス 系 (Office2003など) メールソフト (Outlookなど) ウェブブラウザ (Firefoxなど) ネットワーク 共 有 並 列 処 理 (OpenMPIなど) 軽 い 構 造 計 算 (CYANA, Xplorなど) 重 いMD 計 算 (Amber, Gromacsなど) 分 子 モデルビュアー (MolMol, PyMolなど) サーバー 関 連 (apache, sshdなど) 動 画 処 理 3Dゲームなど
多 くの 解 析 用 アプリケーションをインストールした 仮 想 OSイメージ CentOS6.2-32bit/64bit + VirtualBox NMRPipe, MagRO-NMRView, CcpNmr, MolMol, SPARTA+, ShiftX *Cyana, Xplor-NIH, CNS CS-ROSETTA, HADDOCK *Amber12, Gromacs, *Gaussian * 商 用 に 付 きライセンスを 購 入 する 必 要 があります およそ25GB
小 規 模 内 部 ネットワークに 実 装 された 解 析 用 サーバー 群
仮 想 化 のデメリットも 知 っておこう... 何 でも 仮 想 化 出 来 るわけではない( 特 殊 デバイス OSのタイプ) Windows, MacOSXなどライセンス 的 に 困 難 高 いマシンスペックを 必 要 とする バックアップなどに 大 量 のストレージを 消 費 する 稼 働 中 のマシンの 仮 想 化 は 大 変 難 しい P2Vソフトを 利 用 すればよいが そう 簡 単 ではない ライセンスの 扱 いには 特 に 注 意 が 必 要 です!
くれぐれも 自 己 責 任 でお 願 いします 分 からなかったらとりあえず ググって 見 てください (google->) 著 作 権 は 守 ってください
デスクトップPCで 構 築 してみよう
何 を 用 意 する? 最 近 発 売 されたPC1 台 CPU: Core i7 あるいはCore i5 メモリ: 8MB 以 上 ハードディスク: 1TB 以 上 仮 想 OSソフトウエア VirtualBox, VMWare, Xen, KVMなど OSインストーラー(Linux 系 ) CentOS, Ubuntu...
どのくらいのスペックが 必 要 か サーバー 向 け Xeon 560 番 台 6-Core X 2 (12-Core) 32GB メモリ 256GB SSD (~300MB/sec) 2TB RAID1+0 / 2TB RAID1+0 mirror ホストOS:CentOS 5.7-64bit / Xen デスクトップ 向 け Core i7-2600 (4-Core) 12GBメモリ 128G SSD (~400MB/sec) 1TB ソフトウエアRAID1 USB3.0 (~300MB/sec) ホストOS:Windows7-64bit / VirtualBox コア 数 搭 載 メモリも 多 めに ストレージの 転 送 速 度 も 重 要
CPUについて: 計 算 機 の 高 速 化 マルチコア 化 は 急 速 に 進 む 800000 400000 Core-i7/5/3ファミリーの 登 場 トランジスタ 数 (x1000) 40000 4000 400 40 Ivy Bridge プロセスルール:22nm 3 次 キャッシュ: 8MB 仮 想 化 対 応 : VT-x,VT-d 2~4コア 4 1 1970 1980 1990 2000 2010
チェック 項 目 1 CPUが 仮 想 技 術 に 対 応 しているか? 最 近 のCPUはほとんど 対 応 しているが 念 のため 確 認 すべし ( 最 低 限 Intel VT-x) google -> CPU 性 能 比 較
チェック 項 目 2 BIOSで 仮 想 機 能 を 有 効 にする( 結 構 敷 居 が 高 い?) 起 動 後 にBIOSに 入 る( 入 れないと 話 ならない...) "Intel Virtualization" などを"Enable"にする MacOSXでは 不 要 Windows 系 パソコンでは 要 注 意 です
チェック 項 目 3 物 理 マシンのOSは64bitが 基 本 たくさんメモリを 搭 載 できる(メモリは 多 めに) 64bitOSの 仮 想 化 などに 有 効
まずは 仮 想 化 ソフトの 調 達 google -> VirtualBox
本 体 のダウンロード (~100MB) 拡 張 パックのダウンロード (~10MB)
ディスクの 残 り 容 量 に 注 意! ~40GBくらいは 欲 しいです VirtualBoxのインストール (20~30 分 ) ダブルクリック 終 了! 割 となすがままでクリックしてみる
拡 張 パックのインストール(~1 分 ) ダブルクリック 同 意 してインストールするだけ
VirtualBoxの 環 境 設 定 (~5 分 ) ダブルクリック
仮 想 イメージ 置 き 場 の 指 定
仮 想 画 面 から 出 るためのキー 設 定 結 構 大 事 押 せるキーじゃないと 駄 目 忘 れないようにメモっておこう
アップデートは 慎 重 に 最 新 版 にして 不 具 合 が 出 ることも 直 るこ ともあります
仮 想 OSをインストールしてみる CentOS5.7 64bit
OSの 調 達 google -> CentOS アジア 向 けサイトに 移 動
HTTPでダウンロード
最 新 版 はCentOS5.9
isoファイル 置 き 場 64bit 版
DVD 版 1 of 2だけでOK
仮 想 OSのインストール 準 備 (~5 分 ) 新 規 を 押 す
メモリのサイズは 後 で 変 更 できます
とりあえずVDIを 選 びます 可 変 サイズをお 勧 めします
ファイルのサイズを 決 めるが 結 構 大 事 です 後 でサイズを 小 さくするのはとても 大 変 です! 一 方 パーティションを 増 やす 削 除 するのは 簡 単 です
仮 想 OSインストール 設 定 (~5 分 ) 設 定 ボタンから 搭 載 メモリ CPU 数 などの 設 定
共 有 フォルダーの 設 定 (~5 分 ) 追 加 ボタン
仮 想 OSインストールの 設 定 (~5 分 ) 先 ほどダウンロードしてきたCentOSインストールファイルを 指 定
仮 想 OSインストールの 開 始 この 画 面 で 素 早 くF12を 押 します Cを 押 します これ 以 降 は 通 常 のCentOSのインストールです 慣 れないと 結 構 時 間 が 掛 かります
仮 想 OSイメージの 運 用
仮 想 OSイメージの 読 み 込 み ただ 読 み 込 むだけ エラーが 出 なければOK! メモリ CPU 数 共 有 フォルダなどは 再 設 定 します
仮 想 OSイメージの 起 動 起 動 ボタン これもエラーが 出 なければOK! めでたく 起 動 できました!
仮 想 OSイメージの 一 時 停 止 Windowを 閉 じるだけ 一 時 停 止 状 態 から 復 帰 できる 仮 想 マシンの 状 態 を 保 存 する ( 注 )たまに 復 帰 できないことがあります!
ディスクの 削 除 は 逆 の 操 作 を 行 います 仮 想 ハードディスクの 追 加 ( 削 除 ) ストレージの 追 加 ボタン 新 規 のディスク 作 成 を 選 ぶ この 後 はVDI 可 変 サイズなどを 選 んでサイズを 決 めます くれぐれもあまり 大 きなサイズにしないように (8GBくらいがよいでしょう)
仮 想 マシンの 削 除 除 去 のみ を 選 びます ( 注 ) すべてのファイルを 削 除 を 選 ぶと 本 当 にみんな 消 され てしまいます 慎 重 に 操 作 してください
仮 想 マシンの 削 除 (つづき) 仮 想 ディスクマネージャーから 稼 働 中 のディスクを 除 去 します 保 持 を 選 びます ( 注 ) 削 除 を 選 ぶと 本 当 にディスクを 消 されてしまいます 面 倒 ですが 慎 重 に 操 作 してください
仮 想 マシンのバックアップを 取 る 仮 想 アプライアンスのエクスポートを 選 びます アプライアンスの 保 存 場 所 とファイル 名 を 指 定 します
仮 想 マシンのバックアップを 取 る (つづき) 仮 想 アプライアンスの 設 定 エキスポートを 押 すとovaファイル 作 成 が 始 まります 数 分 掛 かりますが 3 分 の1ほどのサイズになります
仮 想 アプライアンスの 読 み 込 み ovaファイルを 指 定 するだけです エラーが 出 なければ 成 功!
次 回 の 中 級 編 を 企 画 中 クラウドストレージの 利 用 ( 仮 想 OSから 使 用 ) Dropbox, icloudなど google->dropbox 出 張 先 などでファイル 共 有 できる PC, サーバー, タブレット 携 帯 電 話 などあらゆる 端 末 で 使 用 可 能 パーティションサイズの 縮 める( 結 構 難 しい!) 空 き 領 域 をzeroで 埋 め gpartedによりパーティション を 縮 め vboxmanageでshrinkさせる google->"virtualbox パーティション 縮 小 "
次 回 の 中 級 編 を 企 画 中 (つづき) 仮 想 PC 間 での 並 列 計 算 ネットワークカードをburidgeに 設 定 し 通 常 の OpenMPIでの 並 列 計 算 環 境 を 構 築 する google->"virtualbox OpenMPI" 物 理 マシンから 仮 想 マシンへ 変 換 する VMWareの 変 換 ツール Paragon Virtualization Managerなどを 使 う
SSDを 使 いましょう 3.5インチハードディスク2TB 2.5インチSSD 512GB ( 注 ) 非 常 にまれですがデータが 破 壊 されることがありますので バックアップは 頻 繁 にとる 必 要 があります
秘 訣 として 分 からなければまず ググれ! バックアップを 取 るべし 著 作 権 をまもるべし
PDBj-BMRBにより 開 発 されたツール 群 の 紹 介
NMRデータベースの 運 用 開 発 とその 連 携 Osaka University Programmer / Sysadmin. Takeshi Iwata University of Wisconsin-Madison Programmer / Sysadmin. Dimitiri Maziuk Tool dev. Kent Wenger 研 究 者 の 要 望 を 元 に 互 いに 連 携 しながら 機 能 の 向 上 を 目 的 に 開 発 を 行 なっている
BMRB (BioMagResBank): 生 体 高 分 子 NMRデータベース NMR structure All 80,000 70,000 60,000 NMR 構 造 は 年 間 500 件 以 上 BMRBエントリーは600 件 以 上 のペースで 増 え 続 けている 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 0 2011 年 12 月 末 の 時 点 で NMR 構 造 は 約 9,200 件 10,000 NMR structure BMRB 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 BMRBエントリーは 約 7,600 件 に 達 している 3,000 2,000 1,000 0 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
MagRO-NMRView: NMRデータ 解 析 とデータベース 登 録 支 援 GUIによるNMRデータの 解 析 と 登 録 準 備 の 支 援 機 能 MagRO-NMRViewがサポートする 複 雑 なNMR 実 験 データの 構 造
MagRO-Mol: NMR 構 造 NOE 解 析 データの 表 示 正 しい 側 鎖 帰 属 間 違 った 側 鎖 帰 属 no_noe, bad contact L14:2HB-L14:HN viol_level: -0.440 no_noe, bad contact L14:2HB-F29:HN viol_level: -1.339 no_noe, bad contact F91:HA-F91:HN viol_level: -0.212 no_noe, bad contact F91:2HB-F91:HN viol_level: -0.043 no_noe, bad contact L14:3HB-C92:HN viol_level: -2.447 no_noe, bad contact W102:HZ2-L14:HG viol_level: -0.222 no_noe, bad contact F29:2HB-L141:HD1 viol_level: -0.354 no_noe, bad contact F29:3HB-L141:HD1 viol_level: -0.591 no_noe, bad contact W102:HE3-L31:HG viol_level: -0.810 no_noe, bad contact I106:3HG1-L31:HG viol_level: -2.083 no_noe, bad contact F29:2HB-F29:HD1 viol_level: -3.712...... no_noe, bad contact W102:HZ3-F29:3HB viol_level: -1.296 no_noe, bad contact F80:HZ-F91:2HB viol_level: -2.903 no_noe, bad contact L14:3HB-F91:3HB viol_level: -2.990 no_noe, bad contact F80:HZ-F91:3HB viol_level: -2.435 no_noe, bad contact F91:HD1-F91:3HB viol_level: -1.487
fit_robot: マルチドメイン 構 造 に 対 しても 構 造 重 ね 合 わせを 自 動 実 行 2.5 2 1.5 1 0.5 0-2.5-1.5-0.5 0.5 1.5 2.5-0.5-1 -1.5-2 -2.5 2つに 分 かれているのは 明 白 だが...ちょっと 分 かりにくい 多 次 元 尺 度 構 成 法 で2 次 元 にembedしたmap 明 確 なクラスターが2つ 見 える
ツール 群 の 公 開 サイト: NMRToolBox googleなどで "BMRB osaka" を 検 索 し てください
ご 清 聴 ありがとうございました