Custom Containers with AI Platform Training

2021-05-05

Docker, MLOps

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인프런 강의

취준생을 위한 강의를 제작하였습니다.
본 블로그를 통해서 강의를 수강하신 분은 게시글 제목과 링크를 수강하여 인프런 메시지를 통해 보내주시기를 바랍니다.
- 스타벅스 아이스 아메리카노를 선물로 보내드리겠습니다.
[비전공자 대환영] 제로베이스도 쉽게 입문하는 파이썬 데이터 분석 - 캐글입문기

1줄 요약

UCI Machine Learning Repository 데이터를 활용해서 MLOps를 구축해본다.
본 장에서는 MLOps의 간단한 흐름을 파악하는데 주력한다.
실제로는 하나부터 열까지 모든 코드를 따 짜야 한다.
관련 내용은 추후에 여유가 될 때 업데이트를 해보도록 한다.

감사 인사

God Google 감사합니다.
God Coursera 감사합니다.

Objectives

Create a train and a validation split with BigQuery.
Wrap a machine learning model into a Docker container and train it on AI Platform.
Use the hyperparameter tuning engine on Google Cloud to find the best hyperparameters.
Deploy a trained machine learning model on Google Cloud as a REST API and query it.

Task 0: Setup

클라우드 창에서 Cloud Shell을 활성화 합니다. (그림 생략)
현재 프로젝트가 잘 연결이 되어 있는지 확인합니다.

$ student_02_2523be913322@cloudshell:~ (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ gcloud auth list
           Credentialed Accounts
ACTIVE  ACCOUNT
*       student-02-2523be913322@qwiklabs.net

To set the active account, run:
    $ gcloud config set account `ACCOUNT`

만약 실제 프로젝트에서 연결이 안되어 있다면 gcloud config set에서 참고합니다.

Task 1: Enable Cloud Services

여러 형태의 클라우드 서비스를 실행해야 하는 코드를 작성한다.
먼저, Cloud Shell에서 프로젝트 ID를 Google Cloud Project로 설정하려면 다음 명령을 실행합니다.

$ export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value core/project)
$ gcloud config set project $PROJECT_ID

필요한 클라우드 서비스를 활용하기 위해 다음 명령어를 추가합니다.

$ gcloud services enable \
cloudbuild.googleapis.com \
container.googleapis.com \
cloudresourcemanager.googleapis.com \
iam.googleapis.com \
containerregistry.googleapis.com \
containeranalysis.googleapis.com \
ml.googleapis.com \
dataflow.googleapis.com

Cloud Build 서비스 계정에 대한 Editor 사용 권한 추가 합니다.

$ PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects describe $PROJECT_ID --format="value(projectNumber)")
CLOUD_BUILD_SERVICE_ACCOUNT="${PROJECT_NUMBER}@cloudbuild.gserviceaccount.com"
gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT_ID \
  --member serviceAccount:$CLOUD_BUILD_SERVICE_ACCOUNT \
  --role roles/editor

Updated IAM policy for project [qwiklabs-gcp-02-9960bd90
e36a].
bindings:
- members:
  - serviceAccount:qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a@qwiklabs
-gcp-02-9960bd90e36a.iam.gserviceaccount.com
  - user:student-02-2523be913322@qwiklabs.net
  role: roles/appengine.appAdmin
- members:
  - serviceAccount:qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a@qwiklabs
-gcp-02-9960bd90e36a.iam.gserviceaccount.com
.
.
.
- members:
  - serviceAccount:qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a@qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a.iam.gserviceaccount.com
  - user:student-02-2523be913322@qwiklabs.net
  role: roles/viewer
etag: BwXBj7nBxIk=
version: 1

각각의 Role의 역할이 바뀐것을 확인했다면, 다음 Task를 진행하도록 한다.

Task 2. Create an instance of AI Platform Pipelines

Google Cloud Console의 탐색 메뉴에서 AI 플랫폼으로 스크롤하여 Pin 아이콘을 클릭합니다. 이렇게 하면 나중에 실습에서 쉽게 액세스할 수 있도록 메뉴 상단에 바로 가기가 만들어집니다.

AI 플랫폼 위에 놓고 파이프라인을 클릭합니다.
New instance를 생성합니다.
- 이 때, 계정 확인이 잘 되었는지 확인합니다.
다음 클라우드 API에 대한 액세스 허용을 선택하고 다른 설정을 변경하지 않은 상태로 둔 다음 클러스터 생성을 클릭합니다. 약 (5분 가량 시간이 소요됩니다.)
생성 되는 동안에, Kubernetes Engine과 Compute Engine을 선택하여 클러스터가 형성되는 과정을 지켜봅니다.
먼저 Kubernetes Engine입니다.

그 다음, Compute Engine을 선택합니다.

클러스터 생성이 완료되면 서비스 약관 상자를 선택하고 다른 설정을 변경하지 않은 상태로 둔 다음 배포를 클릭합니다. Kubeflow 파이프라인의 개별 서비스가 GKE 클러스터에 배포됩니다. 설치가 진행되는 동안 다음 단계로 진행합니다.

Task 3. Create an instance of AI Platform Notebooks

Cloud Shell에서 홈 디렉토리에 폴더를 생성합니다.

$ cd
$ mkdir tmp-workspace
$ cd tmp-workspace
~/tmp-workspace (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ gsutil cp gs://cloud-training/OCBL203/requirements.txt .

requirements.txt 파일에는 아래와 같이 설정이 되어 있다.

kfp==0.2.5
fire
gcsfs

~/tmp-workspace (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ gsutil cp gs://cloud-training/OCBL203/Dockerfile .

Dockerfile에는 아래와 같이 설정이 되어 있다.

FROM gcr.io/deeplearning-platform-release/base-cpu
SHELL ["/bin/bash", "-c"]
RUN apt-get update -y && apt-get -y install kubectl
COPY requirements.txt .
RUN python -m pip install -U -r requirements.txt

requirements.txt와 Dockerfile을 활용하여 Docker Image를 만든다.

~/tmp-workspace (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ IMAGE_NAME=kfp-dev
~/tmp-workspace (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ TAG=latest
~/tmp-workspace (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ IMAGE_URI="gcr.io/${PROJECT_ID}/${IMAGE_NAME}:${TAG}"

~/tmp-workspace (qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a)$ gcloud builds submit --timeout 15m --tag ${IMAGE_URI} .
.
.
.
latest: digest: sha256:ec1f40b078a0e3e46b316e57a9b28a4146b078847acbdd17e72fa8b905590f25 size: 4917
DONE
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ID                                    CREATE_TIME                DURATION  SOURCE                                                                                                     
 IMAGES                                                 STATUS
5a28221f-77e0-42d8-afe4-55f775bfbf79  2021-05-05T07:38:00+00:00  2M15S     gs://qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a_cloudbuild/source/1620200278.303062-a86f73ed9e5d45648c0727b97085b146.tgz 
 gcr.io/qwiklabs-gcp-02-9960bd90e36a/kfp-dev (+1 more)  SUCCESS

AI Platform Notebook을 생성합니다.

$ ZONE=us-central1-a
$ INSTANCE_NAME=ai-notebook

다른 ZONE과 Instance_NAME을 사용하려면 us-central1-a를 선택한 [YOUR_ZONE]으로 바꾸고 ai-notebook을 선택한 인스턴스 이름으로 [YOUR_INSTANCE_NAME]로 바꾸십시오.

IMAGE_FAMILY="common-container"
IMAGE_PROJECT="deeplearning-platform-release"
INSTANCE_TYPE="n1-standard-4"
METADATA="proxy-mode=service_account,container=$IMAGE_URI"

gcloud compute instances create $INSTANCE_NAME \
  --zone=$ZONE \
  --image-family=$IMAGE_FAMILY \
  --machine-type=$INSTANCE_TYPE \
  --image-project=$IMAGE_PROJECT \
  --maintenance-policy=TERMINATE \
  --boot-disk-device-name=${INSTANCE_NAME}-disk \
  --boot-disk-size=100GB \
  --boot-disk-type=pd-ssd \
  --scopes=cloud-platform,userinfo-email \
  --metadata=$METADATA

완료하는 데 최대 5분이 걸릴 수 있습니다.
이 작업이 완료가 되면, AI 플랫폼 > 노트북을 클릭합니다. 이전 단계에서 생성한 노트북 인스턴스가 나열됩니다.

Task 4. Clone the mlops-on-gcp repo within your AI Platform Notebooks instance

Jupyter lab에서 터미널을 엽니다.
그리고 홈 폴더로 이동합니다.

$ cd home/jupyter
root@f65dca3b2c68:/home/jupyter#

GCP github 폴더를 가져옵니다.

root@f65dca3b2c68:/home/jupyter# $ git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/mlops-on-gcp

정상적으로 파일이 왔다면 아래와 같이 파일이 확인 될 것입니다.

Task 5. Navigate to the mlops-on-gcp notebook

노트북 인터페이스에서 mlops-on-gcp > on_demand > kfp-caip-sklearn > lab-01-caip-containers > exercise 이동하고 lab-01.ipynb를 엽니다.
중간 중간 마다, #TO DO에 해당하는 영역은 직접 코딩을 진행해야 합니다.
만약 Solution.ipynb 파일 확인을 원한다면 mlops-on-gcp > on_demand > kfp-caip-sklearn > lab-01-caip-containers에서 lab-01.ipynb파일을 확인합니다.
최종 정답 파일은 다음 링크를 확인합니다.
- lab-01.ipynb

Reference

https://www.coursera.org/learn/mlops-fundamentals/home/welcome