在Ubuntu上安装和配置MPI环境的详细步骤

目录

• 1. 安装 OpenMPI
• 2. 配置 OpenMPI 环境
• 3. 编写 MPI 程序
• 4. 运行多节点的 MPI 程序（可选）
• 4.1 配置免密 SSH 登录
• 4.2 运行多节点 MPI 程序
• 5. MPI 编译器封装器
• 6. 常用 MPI 命令
• 7. 验证 MPI 环境
• 总结

1. 安装 OpenMPI

首先，确保系统是最新的，并安装 OpenMPI。

• 更新软件包索编程客栈引：

sudo apt update

• 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）。

• 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

• 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

• 使更改生效： 保存并关www.devze.com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。

• 创建一个名为 hello_mpi.c 的文件：

// hello_mpi.c 
#include <mpi.h&gphpt; 
#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; 
}

• 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_编程客栈mpi.c -o hello_mpi

• 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

• 生成 SSH 密钥（如果没有）：

ssh-keygen -t rsa -b 2048

• 按 Enter GHHhz;以默认设置生成密钥。

• 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

• 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。

• 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

• 安装 OpenMPI：使用 Ubuntu 的包管理器安装 OpenMPI 工具和库。
• 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。
• 编写和编译 MPI 程序：通过 mpicc 编译，并使用 mpirun 运行 MPI 程序。
• 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。

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