Ubuntu MPI集群搭建：虚拟机两节点实验指南

"虚拟机环境下Ubuntu两节点的MPI集群搭建实验1404.pdf" 本文档详细介绍了在虚拟机环境下，如何使用Ubuntu 14.04操作系统搭建一个由两节点组成的MPI（Message Passing Interface）集群。MPI是并行计算领域的一个标准，允许在分布式内存系统上进行通信和数据交换，常用于构建高性能计算机集群。实验的目标在于让参与者熟悉集群系统的建设和MPI的使用，同时掌握Ubuntu Linux的操作和管理。 实验环境包括了MPICH 3.1版本，这是一个高性能且广泛可移植的MPI实现，以及Ubuntu 14.04/12.04操作系统作为集群的基础软件，运行在VMware 10.0虚拟机上。硬件需求为两台或多台连接在同一局域网内的主机。 实验原理和知识要点涵盖了以下内容： 1. **基本概念**： - MPI：MPI是一种标准化的接口，用于编写能在多处理器系统上并行执行的程序，它定义了一组通信原语，如发送和接收消息，用于进程间的通信。 - NFS：网络文件系统，允许不同计算机之间共享文件，是集群环境中数据共享的重要方式。 - SSH：安全外壳协议，提供远程登录和其他安全网络服务，用于节点间的安全通信。 - GCC/g++：GNU编译器集合，是开源的编程工具，支持C和C++语言的编译。 - XManager：一个支持X协议的远程桌面工具，用于图形化界面的远程访问。 2. **集群计算机的优势**： - 高性价比：与传统大型机相比，集群系统的计算能力成本更低。 - 高可靠性（HA）：通过集群管理软件实现服务器故障时的自动接管和切换。 - 高性能计算（HP）：并行处理复杂计算任务，常见于科学研究。 - 负载均衡：将工作负载分散到所有节点，减轻单个服务器的压力。 3. **Linux在集群中的应用**： - Linux因其开源和高度定制性成为集群计算的首选操作系统。 - MPI在Linux上的配置和使用，简化了并行程序的开发和移植。 3. **MPICH**： - MPICH是MPI的一个具体实现，提供了高效的通信机制，可以在多种平台和网络环境下运行。 实验流程可能包括以下步骤： 1. 在两台虚拟机上安装Ubuntu 14.04操作系统。 2. 配置NFS服务器和客户端，实现文件系统共享。 3. 安装SSH服务，确保节点间的安全连接。 4. 下载并编译安装MPICH3.1。 5. 配置MPI环境，包括设置环境变量和启动脚本。 6. 使用简单的MPI示例程序测试集群通信功能。 通过这个实验，学习者不仅可以理解集群系统的基本构造和功能，还能掌握实际操作步骤，这对于深入理解和应用高性能计算以及并行编程技术至关重要。此外，对于CS领域的学生和专业人士，这种实践经验能提升他们在未来工作中解决复杂计算问题的能力。