Mit meinen Tensorflow Framework für Apache Mesos wird es möglich, Tensorflow Prozesse parallel auf Servern im Mesos Cluster zu betreiben.
TensorFlow ist ein Open-Source-Framework für maschinelles Lernen, das von Google entwickelt wurde. Es bietet eine flexible Plattform zur Erstellung, Schulung und Bereitstellung von Machine-Learning- und Deep-Learning-Modellen. TensorFlow unterstützt sowohl CPU- als auch GPU-Beschleunigung und kann auf verschiedenen Plattformen ausgeführt werden.
Das Framework basiert auf dem Konzept von Datenflussgraphen, bei denen mathematische Operationen als Knoten und Daten als Tensoren dargestellt werden. Diese Architektur ermöglicht eine effiziente Berechnung komplexer Modelle, insbesondere neuronaler Netzwerke. TensorFlow enthält außerdem Keras, eine hochentwickelte API, die die Erstellung von Modellen vereinfacht.
Einsatzgebiete von TensorFlow reichen von Bilderkennung und natürlicher Sprachverarbeitung bis hin zu medizinischer Diagnostik und autonomem Fahren.
Durch seine Skalierbarkeit, Community-Unterstützung und Integration mit anderen Technologien ist TensorFlow eines der führenden Werkzeuge im Bereich Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen.
Apache Mesos ist ein Open-Source-Cluster-Manager, der Rechenressourcen wie CPU, GPU, Speicher und Speicherplatz effizient verwaltet und verteilt. Es wurde ursprünglich von der University of California, Berkeley, entwickelt und ist für große verteilte Systeme optimiert.
Mesos ermöglicht die Ausführung verschiedener Workloads, darunter Container-Orchestrierung mit mesos-compose oder Kubernetes (mesos-m3s), sowie Big-Data-Anwendungen wie Apache Spark und Hadoop. Es nutzt einen zweistufigen Scheduling-Ansatz, bei dem Ressourcen flexibel bereitgestellt werden.
Dank seiner Skalierbarkeit und Fehlertoleranz wird Mesos häufig in Cloud- und Rechenzentrumsumgebungen eingesetzt, um die Ressourcennutzung zu optimieren.
Die Kombination von TensorFlow mit Apache Mesos bietet eine leistungsstarke, skalierbare Lösung für verteiltes maschinelles Lernen. Mesos verwaltet die Ressourcen effizient und ermöglicht die dynamische Zuweisung von CPU, RAM und GPUs, wodurch TensorFlow-Workloads optimal ausgeführt werden.
Dank der Skalierbarkeit von Mesos können große Deep-Learning-Modelle parallel auf mehreren Knoten trainiert werden, was die Trainingszeit erheblich verkürzt. Zudem verbessert die Fehlertoleranz von Mesos die Zuverlässigkeit von TensorFlow-Jobs, da fehlerhafte Knoten automatisch ersetzt werden.
Diese Kombination eignet sich besonders für Unternehmen, die KI-Modelle in großem Maßstab trainieren und bereitstellen möchten.
Nachfolgend ein Beispiel zur Kategorisierung von Bildern:
from __future__ import print_function
import json
import os
import tensorflow as tf
import pathlib
import matplotlib.pyplot as plt
from tensorflow import keras
from tensorflow.keras import layers
from tfmesos2 import cluster
# MESOS-Umgebungsvariablen setzen
os.environ["MESOS_MASTER"] = "<mesos_manager>:5050"
os.environ["MESOS_SSL"] = "true"
os.environ["MESOS_USERNAME"] = "<mesos_username>"
os.environ["MESOS_PASSWORD"] = "<mesos_password>"
extra_kw = {}
extra_kw['fetcher'] = {"http://192.168.150.81:11000/v0/download/flower_photos.tgz": "true"}
data_dir = pathlib.Path("/mnt/mesos/sandbox/flower_photos/")
# Bildverarbeitung und Modelltraining
def create_model(input_shape, num_classes):
model = keras.Sequential([
layers.Rescaling(1./255, input_shape=input_shape),
layers.Conv2D(32, (3, 3), activation='relu'),
layers.MaxPooling2D(),
layers.Conv2D(64, (3, 3), activation='relu'),
layers.MaxPooling2D(),
layers.Flatten(),
layers.Dense(128, activation='relu'),
layers.Dense(num_classes, activation='softmax')
])
model.compile(optimizer='adam',
loss='sparse_categorical_crossentropy',
metrics=['accuracy'])
return model
def main():
jobs_def = [
{"name": "ps", "num": 1},
{"name": "worker", "num": 2},
]
client_ip = "192.168.150.81"
with cluster(jobs_def, client_ip=client_ip, **extra_kw) as c:
os.environ["TF_CONFIG"] = json.dumps({"cluster": c.cluster_def})
print(os.environ["TF_CONFIG"])
cluster_resolver = tf.distribute.cluster_resolver.TFConfigClusterResolver()
strategy = tf.distribute.ParameterServerStrategy(cluster_resolver)
batch_size = 1
img_size = (180, 180)
num_classes = 5
train_ds = keras.utils.image_dataset_from_directory(
data_dir,
image_size=img_size,
batch_size=batch_size,
validation_split=0.2,
subset="training",
seed=123,
shuffle=True)
val_ds = keras.utils.image_dataset_from_directory(
data_dir,
image_size=img_size,
batch_size=batch_size,
validation_split=0.2,
subset="validation",
seed=123,
shuffle=True)
steps_per_epoch = tf.data.experimental.cardinality(train_ds).numpy()
validation_steps = tf.data.experimental.cardinality(val_ds).numpy()
print(f"Train batches: {steps_per_epoch}, Val batches: {validation_steps}")
train_ds = strategy.experimental_distribute_dataset(train_ds)
val_ds = strategy.experimental_distribute_dataset(val_ds)
with strategy.scope():
model = create_model(input_shape=(180, 180, 3), num_classes=num_classes)
model.summary()
model.fit(train_ds, validation_data=val_ds, epochs=1, steps_per_epoch=steps_per_epoch, validation_steps=validation_steps)
print(">>>>>>Modelltraining abgeschlossen<<<<<<<<")
model.save("saved_models/flower_model.keras")
print(">>>>>>Modell gespeichert.<<<<<<<<")
if __name__ == '__main__':
main()