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。

更新软件包索引：
```
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> 
#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_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 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。