Ubuntu环境下的mpi环境的配置

在 Ubuntu 上配置 MPI（消息传递接口）环境，常用的是 OpenMPI，它是一个高效、常用的开源 MPI 实现。以下是如何在 Ubuntu 上安装和配置 MPI 环境的详细步骤。

1. 安装 OpenMPI

首先，确保系统是最新的，并安装 OpenMPI。

1. 更新软件包索引：sudo apt update
2. 安装 OpenMPI： 使用 Ubuntu 的包管理器安装 OpenMPI：sudo apt install openmpi-bin openmpi-common libopenmpi-dev这个命令会安装 OpenMPI 的二进制文件、公共文件和开发库（libopenmpi-dev 提供了编译 MPI 程序所需的头文件和库文件）。
3. 检查安装是否成功： 安装完成后，检查 OpenMPI 是否安装成功：mpirun --version你应该会看到类似下面的输出，显示 OpenMPI 的版本信息：mpirun (Open MPI) 4.1.1 Report bugs to http://www.open-mpi.org/community/help/

2. 配置 OpenMPI 环境

1. 环境变量设置（可选）： 通常，MPI 二进制文件会自动添加到 PATH 中，如果你安装了多个 MPI 版本或者想确保正确的路径配置，可以手动设置环境变量。编辑你的 ~/.bashrc 文件，添加以下几行：export PATH=/usr/lib/openmpi/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH
2. 使更改生效： 保存并关闭文件，然后执行以下命令使其生效：source ~/.bashrc

3. 编写 MPI 程序

接下来，我们来编写一个简单的 MPI 程序，以确保安装和配置正确。

1. 创建一个名为 hello_mpi.c 的文件：// hello_mpi.c #include <mpi.h> #include <stdio.h> int main(int argc, char** argv) { MPI_Init(&argc, &argv); // 初始化MPI环境 int world_rank; MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &world_rank); // 获取当前进程的Rank int world_size; MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &world_size); // 获取总进程数 printf("Hello world from processor %d out of %d processors\n", world_rank, world_size); MPI_Finalize(); // 结束MPI环境 return 0; }
2. 编译 MPI 程序： 使用 mpicc（OpenMPI 的 C 编译器封装器）来编译 MPI 程序：mpicc hello_mpi.c -o hello_mpi
3. 运行 MPI 程序： 使用 mpirun 或 mpiexec 来运行 MPI 程序。指定使用的进程数量，例如：mpirun -np 4 ./hello_mpi该命令使用 4 个进程运行程序。你应该会看到类似以下的输出：Hello world from processor 0 out of 4 processors Hello world from processor 1 out of 4 processors Hello world from processor 2 out of 4 processors Hello world from processor 3 out of 4 processors

4. 运行多节点的 MPI 程序（可选）

如果你有多台机器并希望在集群上运行 MPI 程序，步骤会稍微复杂一些。

4.1 配置免密 SSH 登录

1. 生成 SSH 密钥（如果没有）：ssh-keygen -t rsa -b 2048按 Enter 以默认设置生成密钥。
2. 复制 SSH 密钥到远程节点： 使用 ssh-copy-id 将密钥复制到其他机器上：ssh-copy-id user@remote_host现在你可以从主机通过 SSH 无需密码登录远程主机了。

4.2 运行多节点 MPI 程序

1. 创建主机文件： 创建一个包含节点 IP 地址或主机名的主机文件，例如 hosts 文件：192.168.1.1 slots=2 192.168.1.2 slots=2其中 slots=2 表示每个节点上运行 2 个进程。
2. 运行 MPI 程序： 使用 mpirun，指定主机文件和进程数：mpirun --hostfile hosts -np 4 ./hello_mpi这会在多个节点上启动 4 个 MPI 进程。

5. MPI 编译器封装器

MPI 提供了编译器封装器，使编译 MPI 程序更简单：

• C 编译器封装器：mpicc
• C++ 编译器封装器：mpicxx
• Fortran 编译器封装器：mpifort

这些封装器自动处理 MPI 头文件和库的链接，可以直接用它们来编译 MPI 程序。

6. 常用 MPI 命令

• **mpicc**：用于编译 MPI C 程序。
• **mpirun**：用于运行 MPI 程序，支持多节点、多进程执行。
• **mpiexec**：与 mpirun 类似，是 MPI 标准中指定的命令。
• **ompi_info**：查看 OpenMPI 的配置信息。

7. 验证 MPI 环境

你可以使用 OpenMPI 自带的测试工具来确认 MPI 环境是否配置正确：

mpirun --host localhost -np 4 hostname

该命令将在本地机器上运行 4 个 MPI 进程，并输出机器名称。如果环境配置正确，应该会输出本地主机名 4 次。

总结

1. 安装 OpenMPI：使用 Ubuntu 的包管理器安装 OpenMPI 工具和库。
2. 配置环境：确保 MPI 的二进制文件在 PATH 中，并设置相关环境变量。
3. 编写和编译 MPI 程序：通过 mpicc 编译，并使用 mpirun 运行 MPI 程序。
4. 多节点运行（可选）：配置免密 SSH 登录，使用主机文件在多台机器上运行 MPI 程序。

如果你在配置过程中遇到任何问题，欢迎继续提问！