基于Linux集群架构的MPI点对点通信研究.PDFVIP

维普资讯 2007年6月 沈阳航空工业学院学报 第24卷第3期 JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineering Jun．2OO7 V01．24 No．3 文章编号：1007—1385(2007)03—0061—03 基于 Linux集群架构的MPI点对点通信研究 何卫列 (浙江广播电视大学德清学院，浙江 湖州 313200) 摘 要：如何满足大规模科学计算的要求，快速而有效地提高计算速度成为 目前计算机科学迫切 需要解决的问题之一。解决这一问题最为快速而且有效的方法是将多台计算机连接起来构成集 群并行计算系统。为此重点研究了集群点对点通信原理，在已构建的Linux集群系统上成功实现 了用c编写的MPI点对点通信并行程序，测试证明该方式可行有效。 关键词 ：集群；MPI；点对点通信 ；并行计算 中图分类号 ：TN91 文献标识码：A 自的本地储存空间上。Cluster内各节点服务器 1 集群简介 通过内部局域网相互通讯。当一台节点服务器发 近年来，在科学研究和工程计算等领域，高性 生故障时，这台服务器上所运行的应用程序将在 能集群计算技术的卓越成就大家有 目共睹。高性 另一节点服务器上被 自动接管。当一个应用服务 能集群技术已逐渐 占据了高性能计算的主导地 发生故障时，应用服务将被重新启动或被另一台 位，集群系统已是当前高性能计算机最流行的体 服务器接管。当以上的任一故障发生时，客户都 系结构，并且对传统的超级计算机系统产生了极 将能很快连接到新的应用服务上。 大的冲击…。由超级计算机系统转向基于集群 结构的计算系统己成为必然的趋势 J。 2 MPI并行编程模式 集群 (一组协同工作的计算机)是充分利用 MPI系统支持两种并行编程模式：第一种是 计算资源的一个重要概念。因为它能够将工作负 单程序多数据流模式 (SPMD)；第二种是多程序 载从一个超载的系统 (或节点)迁移到集群中的 多数据流模式(MPMD)[71。 另一个系统上 】。其处理能力可与专用计算机 SPMD模式如图 1所示，MPI编译生成一个 (小型机，大型机)相 比，但其性价比高于专用计 可执行代码后，通过执行命令同时启动 N个完全 算机 引。 独立的进程，它们执行的是同一个 MPI程序，但 Cluster集群技术可如下定义：一组相互独立 根据各 自序号的不同，它们执行的是MPI程序的 的服务器在网络中表现为单一的系统，并以单一 不同指令路径。各进程进人MPI系统后，就可以 系统的模式加以管理。此单一系统为客户工作站 调用 MPI系统提供的函数来完成进程间消息传 提供高可靠性的服务 】。大多数模式下，集群中 递。于是，所有进程通过消息传递可以相互协调 所有的计算机拥有一个共同的名称，集群内任一 地并行完成同一任务。 系统上运行的服务可被所有的网络客户所使 SPMD模式不同的是，MPMD模式包含多个 用 】。Cluster必须可以协调管理各分离组件的 MPI程序，各个程序编译后形成不同的可执行代 错误和失败，并可透明地向Cluster中加人组件。 码(如图2所示)。命令 “mpimn—npN。可执行 一 个Cluster包含多台(至少二台)拥有共享数据