MPI是一种可以用于并行计算的工具，借助它你可以实现比较基础的并行计算。现在就让我们快速地上手这一工具。

这篇文章会告诉你什么

• 安装MPI
• 编写并编译含MPI功能的C代码
• vmware虚拟机之间的免密通信
• 多机的MPI并行计算

这篇文章不会告诉你什么

• 安装Ubuntu
• 命令行的使用
• NFS挂载（文件将通过scp传输）
• MPI的详尽语法和接口

使用MPI

首先，用以下命令在你的电脑上安装MPI：

sudo apt install libopenmpi-dev

这里准备了一份使用了MPI的C代码。请随意使用。

#include 

我把这个文件保存为mpi3.c（请原谅我随意的起名），你可以起任何名字。然后，我们用MPI专有编译工具mpicc编译我们的程序：

mpicc mpi3.c -o mpi3

如果你在虚拟机直接跑这个程序，也就是./mpi3，那么很大可能你会发现并没有多个处理器在帮你跑——因为你的虚拟机只有一个核。想要强行地达到并行的效果，可以使用mpirun的-np参数，它会自动帮你把一个核心切成多份处理器。

mpirun -np 5 mpi3

Voila!

虚拟机之间的免密通信

基本思路：生成各自的ssh key -> 把自己的公钥加入authorized_keys -> 用scp把公钥传给另一方 -> 对方也把公钥加入authorized_keys并传输回来 -> 完成免密

默认情况下，vmware虚拟机使用的是NAT网卡。如果你使用VMnet的话，也许要自己设置ip，这样挺麻烦的，还可能因为没有网络而在开机时卡在加载界面。

使用命令ifconfig，找到那个192.168开头的ip地址，这就是虚拟机之间互相通信时要用到的地址。

在我的实验过程用到了GUI界面的ubuntu desktop，以及只有命令行界面的ubuntu server。它们的ip地址分别是192.168.22.150，192.168.22.151。讲道理，要是每次都要输入这么一长串数字，还是比较繁琐的，所以我们到hosts里去给这两个ip起个名字。

sudo vim /etc/hosts

记得在gui的虚拟机也这么加上这两句。从此你就只需要用hostgui, hostser这两个名字来指代对方。测试一下吧！在命令行这里，我们用ssh访问自己。如果你没有ssh这个东西，那请自行安装一个。

ssh hostser

为什么我自己连接我自己还要输入密码呢？当然了，因为你的机器其实并不知道是谁要来连接，不然的话不如就直接告诉你“禁止套娃”。

那么问题来了，如何让机器知道你的身份，然后直接给你放心呢？这里就要用到ssh key。如果你之前用过github这类东西，你应该会知道大概怎么回事。我们这里要用到的ssh key存放在~/.ssh目录下，有两个文件，分别是id_rsa和id_rsa.pub。

带.pub的公钥文件就是交给对方的文件。当你要免密连接对方，他就会用你的公钥加密一串信息，让你用你的私钥解密。要是解密成功了的话，就可以直接放行，不必再输入密码。

如果你之前没用过github，或者本机上没用过github也没关系，我们马上生成一个。

ssh-keygen -t rsa

请一直按回车即可。生成完毕之后，你就可以在~/.ssh里面发现那两个id_rsa文件。现在要做的就是，把.pub里面的内容复制到文件authorized_keys里面。凡是能和这个文件里的公钥匹配的来访者，就可以免密登录。图个方便，我们直接把id_rsa.pub复制成authorized_keys：

cp id_rsa.pub authorized_keys

现在再尝试ssh连接自己，应该就可以不用输入密码了。

但是免密连接自己并不是我们的目的。我们的目的是让两个并行计算的计算机之间可以免密访问。现在，确保你的另一台虚拟机在线（比如我的就是“hostgui”，当前用户为“ricolove”），然后用scp命令将authroized_keys传输过去：

scp authorized_keys ricolove@hostgui:~/.ssh/

然后你会需要输入对方用户的密码。输入一次并完成传输，再尝试用ssh连接过去，你就会发现，不需要密码了！

ssh hostgui

先别急着退出ssh连接，因为现在我们只能做到hostser -> hostgui的单向免密连接，所以还需要把hostgui的公钥加入authorzied_keys里，再传输回hostser。

cat id_rsa.pub >> authorized_keys
scp authorized_keys ricolove@hostser:~/.ssh
ssh hostser

如果你成功地免密连接回来，那么恭喜你，免密传输完成了！

最后一步

现在，要让程序并行计算而不经过网络文件系统挂载，就需要*相同的可执行文件放在双方的*同一目录下。使用scp，我们把mpi3从hostgui传输过去：

$ pwd
/home/ricolove/code
$ ls
mpi3.c mpi3
$ scp mpi3 ricolove@hostser:~/code/

这时候，你可以试试为mpirun加入host参数，执行以下命令：

mpirun -host hostgui,hostser mpi3

你会发现，虽然能执行，但是并没出现多核的情况。那么，如果我们像上面说的那样，加入-np参数，会发生什么呢？

$ mpirun -host hostgui,hostser -np 10 mpi3
--------------------------------------------------------------------------
There are not enough slots available in the system to satisfy the 10 slots
that were requested by the application:
  mpi3

Either request fewer slots for your application, or make more slots available
for use.
--------------------------------------------------------------------------

它会告诉你，并没有那么多的slot给你用，也就是说不能像本地运行那样直接切分核心。这时候，我们就需要用一个hostfile文件来为两节点指定slot数量。

vim hostfile

在打开的新文件里输入：

hostgui slots=5
hostser slots=5

保存并退出，执行指定了hostfile的mpirun：

mpirun -host hostgui,hostser --hostfile hostfile -np 10 mpi3

大功告成！

现在，请你忘掉刚才所看到的内容，学习MapReduce或者Hadoop。大人，时代变了，MPI应该被扔进历史的地下储藏室。

祝你生活愉快，再见。