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Singularity簡(jiǎn)介

怎么樣高效的搭建分析流程且能保證分析流程穩(wěn)定運(yùn)行的使用效果呢？目前主流的是conda和 容器技術(shù) （container）。

雖然 conda能解決大部分生信軟件安裝問(wèn)題 ，但是 若軟件安裝多了 ，會(huì)出現(xiàn)兼容性問(wèn)題以及 ”臃腫” 現(xiàn)象，為此，引入容器技術(shù)（container）來(lái)解決這些問(wèn)題。

在容器技術(shù)中，docker和singularity 是常用的容器軟件。但 docker不太適合 HPC 環(huán)境 。因?yàn)樵谡{(diào)度管理器上容器無(wú)法施加資源限制、多用戶（非 root 用戶）使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)權(quán)限問(wèn)題、而且docker會(huì)存在一些不必要的資源開(kāi)銷。

為此，引進(jìn)singularity容器來(lái)解決docker的一些 缺點(diǎn) 。首先，singularity可以兼容docker的鏡像，同時(shí)構(gòu)建出的鏡像可以很容易進(jìn)行拷貝和轉(zhuǎn)移，且體積更?。淮送鈙ingularity 假設(shè)用戶在一個(gè)有root權(quán)限的系統(tǒng)上構(gòu)建容器，在一個(gè)沒(méi)有root權(quán)限的系統(tǒng)上運(yùn)行容器，兼顧了數(shù)據(jù)的安全性和便捷性，更加符合實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景。

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Singularity安裝

方法1：conda安裝（ 最簡(jiǎn)便、無(wú)需root權(quán)限 ）

conda create -n singularity singularity -y

方法2：自行編譯

#1. 安裝依賴
sudo apt-get update && sudo apt-get install -y \\
build-essential \\
uuid-dev \\
libgpgme-dev \\
squashfs-tools \\
libseccomp-dev \\
wget \\
pkg-config \\
git \\
cryptsetup-bin
#2.安裝 GO 語(yǔ)言；下載地址：https://golang.org/dl/
cd
wget https://dl.google.com/go/go1.20.1.linux-amd64.tar.gz
tar -xzvf go1.20.1.linux-amd64.tar.gz
rm go1.20.1.linux-amd64.tar.gz
添加到環(huán)境變量
echo 'export PATH=~/go/bin:$PATH' >>~/.bashrc
#3. 下載 singularity;下載地址：https://github.com/hpcng/singularity/releasessudo
apt install singularity-container #不一定是最新版
#或
wget https://github.com/apptainer/singularity/releases/download/v3.8.7/singularity-3.8.7.tar.gz
$ tar -xzf singularity-3.8.7.tar.gz
cd singularity
#4. 安裝 singularity
./mconfig
cd builddir
make
sudo make install
#最后記得添加到 PATH哦。

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Singularity基礎(chǔ)知識(shí)

1.Singularity的兩種鏡像格式

2.兩種鏡像格式之間的轉(zhuǎn)換

3.其他常見(jiàn)命令

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Singularity實(shí)操

1. 下載 images

Container Library

Docker Hub

#官方庫(kù)下載
singularity pull --arch amd64 library://library/default/ubuntu:20.04
#Docker鏡像轉(zhuǎn)Singularity鏡像
singularity pull docker://ubuntu:20.04

2. 創(chuàng)建沙箱

singularity build --sandbox blast ubuntu_20.04.sif

3. 進(jìn)入容器

默認(rèn)會(huì)自動(dòng)掛載 **HOME, **PWD , /tmp , /proc , /sys , /dev 目錄。

容器內(nèi)用戶完全一致,當(dāng)需要root權(quán)限時(shí)加–fakeroot參數(shù)進(jìn)入容器，且root只在容器內(nèi)有效。

#交互式運(yùn)行
singularity shell ubuntu_20.04.sif bash
#Singularity> echo 'hello world'
#Singularity>id
#直接運(yùn)行
singularity exec ubuntu_20.04.sif echo 'hello world'
#修改容器
singularity shell --writable --fakeroot blast
#Singularity>id
apt update
cd /opt/
wget https://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast/executables/blast+/LATEST/ncbi-blast-2.13.0+-x64-linux.tar.gz
tar -zxvf ncbi-blast-2.13.0+-x64-linux.tar.gz

4. 打包

singularity build blast.sif blast

5. 運(yùn)行程序

#通過(guò) --bind 掛載文件夾
singularity shell --bind /home/test/test.fa:/mnt blast.sif
#直接運(yùn)行程序
singularity exec blast.sif \\
makeblastdb -dbtype prot -in test.fasta -out test
singularity exec blast.sif \\
blastp -query test.fa -db test -out blast.xml -outfmt 6

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總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在存在著各種各樣的容器技術(shù)，比如docker，podman，singularity等。每一個(gè)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和 使用范圍 。比如docker****適合于web網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)等、singularity****適合于在集群上挖掘大數(shù)據(jù)。