在 AWS EC2 上训练 Unity ML-Agents 环境：完整云端训练部署指南-北京尧图网络

在 AWS EC2 上训练 Unity ML-Agents 环境完整云端训练部署指南【免费下载链接】ml-agentsThe Unity Machine Learning Agents Toolkit (ML-Agents) is an open-source project that enables games and simulations to serve as environments for training intelligent agents using deep reinforcement learning and imitation learning.项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ml/ml-agents本篇技术指南聚焦 Unity ML-Agents Toolkit 在 Amazon Web ServiceAWSEC2 实例上的云端训练方案。你将掌握两条落地路径一是直接使用官方预配置的 Deep Learning AMI 快速起步二是从零配置自己的 GPU 实例含 CUDA、NVIDIA 驱动、虚拟显示 X Server 的完整搭建。读完本文你将能够在无显示器的云端服务器上构建、上传并运行 Unity 环境可执行文件通过mlagents-learn启动强化学习训练并能独立排查最常见的启动失败问题。⚠️ 前置说明本指南对应仓库中的 Training-on-Amazon-Web-Service.md。该文档原为 Unity 官方团队内部使用的指南官方已声明我们不再自行使用此指南因此它可能无法完全按原文正常工作仅作为参考保留。文中涉及的 AMI ID、NVIDIA 驱动版本390.87等属于历史环境信息在使用时请结合当前 AWS 镜像市场与驱动版本做相应替换但整体的部署流程、故障排查思路与 ML-Agents 的训练接入方式依然完全有效。为什么选择在 EC2 上训练ML-Agents 的强化学习训练是典型的计算密集型任务本地机器的 GPU 算力往往成为训练吞吐量的瓶颈。将训练迁移到 AWS EC2 的核心收益在于弹性算力按需租用 GPU 实例如 p2.xlarge搭载 Tesla K80训练完成后即可释放成本可控算力隔离训练期间可以继续使用本地 Unity Editor 做其他开发任务规模化并发可以在实例上利用 --num-envs 并发训练特性同时启动多个环境实例加速样本采集无人值守环境以可执行文件Executable形式运行无需依赖本地 Editor 进程。从架构层面看云端训练与本地训练的唯一区别在于Unity 可执行文件与 Python 训练进程mlagents-learn在同一台远程机器上通过内部端口通信而不像 Editor 模式那样通过外部端口连接本地进程。具体通信机制见 environment.pyUnityEnvironment在初始化时若指定了file_name会通过env_utils.launch_executable直接拉起 Unity 二进制进程并基于base_port worker_id建立 socket 连接。方案一使用预配置 AMI 快速起步官方在us-east-1区域准备了一个预配置 AMIID 为ami-016ff5559334f8619。该 AMI 基于 AWS Marketplace 上的Deep Learning AMI (Ubuntu)修改而来已内置 NVIDIA 驱动、CUDA 9 与 cuDNN并已使用p2.xlarge实例完成过验证。启动实例并 SSH 登录后若你的训练任务不使用Headless 模式即环境需要渲染视觉观测必须先启动 X Server否则 Unity 无法创建渲染上下文# 启动 X Server按回车返回命令行 $ sudo /usr/bin/X :0 # 通过 nvidia-smi 确认 Xorg 进程已出现在 GPU 进程列表中 $ nvidia-smi正常时nvidia-smi的输出应类似Xorg 出现在进程列表中# Thu Jun 14 20:27:26 2018 # ----------------------------------------------------------------------------- # | NVIDIA-SMI 390.67 Driver Version: 390.67 | # |--------------------------------------------------------------------------- # | GPU Name Persistence-M| Bus-Id Disp.A | Volatile Uncorr. ECC | # | Fan Temp Perf Pwr:Usage/Cap| Memory-Usage | GPU-Util Compute M. | # || # | 0 Tesla K80 On | 00000000:00:1E.0 Off | 0 | # | N/A 35C P8 31W / 149W | 9MiB / 11441MiB | 0% Default | # --------------------------------------------------------------------------- # # ----------------------------------------------------------------------------- # | Processes: GPU Memory | # | GPU PID Type Process name Usage | # || # | 0 2331 G /usr/lib/xorg/Xorg 8MiB | # -----------------------------------------------------------------------------随后让 ubuntu 用户使用该 X Server 作为显示输出$ export DISPLAY:0提示该export仅对当前 Shell 会话有效。若训练进程由其他会话启动如通过nohup、tmux或screen后台运行需要在该会话中同样设置DISPLAY:0。方案二自行配置 EC2 实例如果预配置 AMI 不可用或不满足需求可以自行搭建。前提是拥有一台包含最新 NVIDIA 驱动、CUDA 9 与 cuDNN的 EC2 实例官方教程使用的是 AWS Marketplace 中 Deep Learning AMI (Ubuntu) 搭配p2.xlargeTesla K8012 GB 显存。在实例上安装 ML-Agents ToolkitSSH 登录实例后激活 Deep Learning AMI 自带的 Python 3 环境source activate python3克隆 ML-Agents 仓库并安装 Python 训练包mlagents及其依赖mlagents_envs等git clone --branch release_23 https://github.com/Unity-Technologies/ml-agents.git cd ml-agents/ml-agents/ pip3 install -e .使用-eeditable模式安装后mlagents-learn命令可直接从命令行调用。仓库内包结构为 ml-agents/训练器主包与 ml-agents-envs/环境通信层后者提供了mlagents_envs.environment.UnityEnvironment这一核心 API见 environment.py。设置 X Server可选但关键X Server 只在需要视觉观测visual observation输入的训练中才必要。这是因为 Unity 引擎当前的限制要求渲染时必须存在一块屏幕当在无显示器的远程服务器上训练时必须用虚拟屏幕替代。搭建完成后Unity 环境渲染到虚拟屏幕训练方式与本地完全一致。重要使用视觉观测构建 Linux 可执行文件时必须关闭 Headless 模式。安装并配置 Xorg# 安装 Xorg 与 OpenGL 工具 $ sudo apt-get update $ sudo apt-get install -y xserver-xorg mesa-utils # 生成使用虚拟显示设备的 xorg 配置1280x1024 虚拟分辨率 $ sudo nvidia-xconfig -a --use-display-deviceNone --virtual1280x1024 # 查询 GPU 的 BusID 信息 $ nvidia-xconfig --query-gpu-info # 将 BusID 写入 /etc/X11/xorg.conf $ sudo sed -i s/ BoardName Tesla K80/ BoardName Tesla K80\n BusID 0:30:0/g /etc/X11/xorg.conf # 用 vim 打开 xorg.conf删除 Section Files 与 EndSection 两行 $ sudo vim /etc/X11/xorg.conf更新并配置 NVIDIA 驱动# 下载并安装适用于 Ubuntu 的 NVIDIA 驱动 # 驱动版本请参考官方驱动下载页的最新版本号 $ wget http://download.nvidia.com/XFree86/Linux-x86_64/390.87/NVIDIA-Linux-x86_64-390.87.run $ sudo /bin/bash ./NVIDIA-Linux-x86_64-390.87.run --accept-license --no-questions --uinone # 禁用 Nouveau 开源驱动避免与 NVIDIA 闭源驱动冲突 $ sudo echo blacklist nouveau | sudo tee -a /etc/modprobe.d/blacklist.conf $ sudo echo options nouveau modeset0 | sudo tee -a /etc/modprobe.d/blacklist.conf $ sudo echo options nouveau modeset0 | sudo tee -a /etc/modprobe.d/nouveau-kms.conf # 重新生成 initramfs使 blacklist 生效 $ sudo update-initramfs -u重启实例并清理残留进程$ sudo reboot now重启后确认没有任何 Xorg 进程在运行有则重复执行killall# 结束可能存在的 Xorg 进程根据配置可能需要执行多次 $ sudo killall Xorg # 用 nvidia-smi 确认 Xorg 不在 GPU 进程列表中 $ nvidia-smi正常输出应为# Thu Jun 14 20:21:11 2018 # ----------------------------------------------------------------------------- # | NVIDIA-SMI 390.67 Driver Version: 390.67 | # |--------------------------------------------------------------------------- # | GPU Name Persistence-M| Bus-Id Disp.A | Volatile Uncorr. ECC | # | Fan Temp Perf Pwr:Usage/Cap| Memory-Usage | GPU-Util Compute M. | # || # | 0 Tesla K80 On | 00000000:00:1E.0 Off | 0 | # | N/A 37C P8 31W / 149W | 0MiB / 11441MiB | 0% Default | # --------------------------------------------------------------------------- # # ----------------------------------------------------------------------------- # | Processes: GPU Memory | # | GPU PID Type Process name Usage | # || # | No running processes found | # -----------------------------------------------------------------------------启动 X Server 并验证配置# 启动 X Server按回车返回命令行 $ sudo /usr/bin/X :0 # 确认 Xorg 已进入 GPU 进程列表 $ nvidia-smi # 让 ubuntu 用户使用 X Server 显示 $ export DISPLAY:0最后用 OpenGL 测试工具glxgears验证 Xorg 是否工作正常$ glxgears # 若配置正确应看到类似输出 # Running synchronized to the vertical refresh. The framerate should be # approximately the same as the monitor refresh rate. # 137296 frames in 5.0 seconds 27459.053 FPS # 141674 frames in 5.0 seconds 28334.779 FPS # 141490 frames in 5.0 seconds 28297.875 FPSglxgears的高帧率输出说明 OpenGL 渲染管线已通过 NVIDIA 驱动正常工作Unity 环境将可以顺利渲染。在 EC2 上训练完整流程环境搭建完成后按以下步骤在 EC2 上启动训练1. 在本地构建 Linux 可执行环境在 Unity Editor 中打开包含 ML-Agents 环境的项目没有自定义环境时可使用Project/Assets/ML-Agents/Examples/下的示例环境打开File Build Settings目标平台选择Linux目标架构选择x86_64默认的 x86 目前无法工作若未配置 X Server勾选Headless Mode若不使用 Headless 模式则必须完成上文 X Server 搭建点击Build生成环境可执行文件。关于环境可执行文件的更多构建细节如 Player Settings 中开启Run in Background、禁用分辨率对话框等可参考 Learning-Environment-Executable.md。2. 上传可执行文件并授权# 将构建产物可执行文件及其 Executable_Name_Data 数据文件夹上传至实例的 ml-agents 目录 # 使用 scp 或 AWS CLI 等工具完成上传 # 为可执行文件添加执行权限 chmod x your_env.x86_64这一步至关重要mlagents_envs的 launch_executable 通过subprocess.Popen拉起 Unity 二进制若缺少执行权限会抛出PermissionError并被包装为UnityEnvironmentException提示chmod -R 755修复。3. 非 Headless 时启动 X Server# 启动 X Server按回车返回命令行 $ sudo /usr/bin/X :0 # 确认 Xorg 在 GPU 进程列表中 $ nvidia-smi # 让 ubuntu 用户使用 X Server 显示 $ export DISPLAY:04. 用 Python 验证环境可启动from mlagents_envs.environment import UnityEnvironment env UnityEnvironment(your_env)其中your_env是环境可执行文件的路径。若成功会收到环境加载成功的确认消息。从源码看UnityEnvironment.__init__environment.py在启动进程后还会依次完成端口选择有file_name时默认BASE_ENVIRONMENT_PORT否则DEFAULT_EDITOR_PORT、初始化消息发送、通信版本兼容性检查等步骤timeout_wait参数默认 60 秒控制等待环境响应的最长时间。这意味着任何一步失败都会直接导致环境初始化异常——这正是下面 FAQ 中各类报错的根源。5. 启动训练mlagents-learn trainer-config-file --envyour_env --trainmlagents-learn是 ML-Agents 训练的唯一入口实现位于 ml-agents/mlagents/trainers/learn.py命令行参数由parse_command_line解析为RunOptions。各参数含义trainer-config-file训练器配置 YAML 文件路径包含全部超参数。仓库为示例环境提供了现成配置如 config/ppo/3DBall.yaml、config/sac/Walker.yaml、config/poca/SoccerTwos.yaml--envyour_env环境可执行文件路径可选参数省略时连接 Unity Editor--train训练模式标志。注意在 learn.py 中--train已被标记为废弃——训练现在是默认模式--train仅为保持向后兼容而保留常用附加参数--run-id标识符区分不同训练结果、--resume恢复训练、--force覆盖已有结果、--num-envsn并发环境数量、--base-port起始端口。详见 Training-ML-Agents.md。训练产物TensorBoard 摘要、模型检查点与最终.onnx文件、timers 日志统一写入results/run-identifier/目录。无图形环境训练Headless若你的训练任务不需要渲染即不使用 Camera 视觉观测可以在不搭建 X Server 的情况下直接以无图形模式运行两种方式给mlagents-learn传入--no-graphics参数等价于给 Unity 可执行文件追加-nographics -batchmode命令行参数在 Unity Build Settings 中勾选Server Build构建无图形版本。若训练确实需要视觉观测如摄像头输入则必须在服务器上配置虚拟显示如本文的 X Server 方案或 xvfb参见 Learning-Environment-Executable.md。常见问题排查FAQQ1Executable_Name_Data文件夹未一并上传构建 Linux 可执行文件后如果只上传了二进制而遗漏了同级的Executable_Name_Data数据文件夹启动时会报错Set current directory to /home/ubuntu/ml-agents/ml-agents Found path: /home/ubuntu/ml-agents/ml-agents/3dball_linux.x86_64 no boot config - using default values (Filename: Line: 403) There is no data folder解决将 Unity 构建输出的整个目录可执行文件 Executable_Name_Data完整上传。Q2Unity 环境不响应连接超时以下几种情况都会导致 Unity 与 Python 的握手失败未配置 X Server 或未正确启动非 Headless 环境环境进程崩溃未执行chmod x授予执行权限。典型报错Logging to /home/ubuntu/.config/unity3d/Some_Path/Player.log Traceback (most recent call last): File stdin, line 1, in module File /home/ubuntu/ml-agents/ml-agents/mlagents_envs/environment.py, line 63, in __init__ aca_params self.send_academy_parameters(rl_init_parameters_in) File /home/ubuntu/ml-agents/ml-agents/mlagents_envs/environment.py, line 489, in send_academy_parameters return self.communicator.initialize(inputs).rl_initialization_output File /home/ubuntu/ml-agents/ml-agents/mlagents_envs/rpc_communicator.py, line 60, in initialize mlagents_envs.exception.UnityTimeOutException: The Unity environment took too long to respond. Make sure that : The environment does not need user interaction to launch The environment and the Python interface have compatible versions.UnityTimeOutException的定义见 ml-agents-envs/mlagents_envs/exception.py。排查建议查看 Unity Player 日志/home/ubuntu/.config/unity3d/Some_Path/Player.log定位环境崩溃原因确认环境无需任何交互即可启动如登录弹窗、对话框会阻塞进程确认 Python 包mlagents_envs/mlagents与 Unity 侧的 ML-Agents 包版本兼容——UnityEnvironment.__init__中会显式校验communication_version与package_version不匹配时抛出版本异常并提示从 release 页挑选兼容版本见 environment.py。Q3无法启动 X Server执行sudo /usr/bin/X :0 时出现X.Org X Server 1.18.4 ... () Log file: /var/log/Xorg.0.log, Time: Thu Oct 11 21:10:38 2018 () Using config file: /etc/X11/xorg.conf () Using system config directory /usr/share/X11/xorg.conf.d (EE) Fatal server error: (EE) no screens found(EE) (EE) Please consult the X.Org Foundation support at http://wiki.x.org for help. (EE) Please also check the log file at /var/log/Xorg.0.log for additional information. (EE) (EE) Server terminated with error (1). Closing log file.同时nvidia-smi报错NVIDIA-SMI has failed because it could not communicate with the NVIDIA driver. Make sure that the latest NVIDIA driver is installed and running.原因NVIDIA 驱动未正确加载或已失效X Server 找不到可用的显示设备no screens found。解决按上文更新并配置 NVIDIA 驱动一节重新安装驱动、禁用 Nouveau 并update-initramfs -u后重启再依序完成 Xorg 配置与验证。小结在 AWS EC2 上训练 ML-Agents 环境本质上是在远程 GPU 机器上复刻Unity 可执行文件 Python 训练器的双进程架构其核心难点不在 ML-Agents 本身而在无显示器 Linux 环境的渲染可用性。记住三条主线即可顺利落地优先 Headless不使用视觉观测时--no-graphics或 Server Build 可完全绕开 X Server 复杂度视觉训练必配虚拟屏幕按 Xorg → NVIDIA 驱动 → 虚拟分辨率 →DISPLAY:0的顺序逐一验证并以glxgears为最终验收标准训练接入与本地一致UnityEnvironment验证环境可启动后直接用mlagents-learn config --envyour_env拉起训练产物落入results/run-identifier/。遇到问题时优先查看三个日志/状态源nvidia-smiGPU 与驱动状态、/var/log/Xorg.0.log显示服务器状态、/home/ubuntu/.config/unity3d/Some_Path/Player.logUnity 环境状态即可快速定位绝大多数云端训练故障。【免费下载链接】ml-agentsThe Unity Machine Learning Agents Toolkit (ML-Agents) is an open-source project that enables games and simulations to serve as environments for training intelligent agents using deep reinforcement learning and imitation learning.项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ml/ml-agents创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考

在 AWS EC2 上训练 Unity ML-Agents 环境：完整云端训练部署指南

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