UTM+Ubuntu配置MPICH并行环境

以下是我的个人信息，由于我不怎么登陆论坛，有什么问题可以给我写邮件：

编辑人：侯明辉

邮件：13204091197@163.com

期待能帮你解决问题

1. 安装UTM for Mac

直接打开UTM.dmg安装即可

2. 下载Ubuntu20.04 (5.15内核)

下载我发送的：ubuntu-20.04.5-live-server-arm64.iso
注意：只能下载live-server，不能用desktop
后续桌面要在虚拟机内完成安装
把这个镜像放在一个固定的文件夹内，给即将需要创建的虚拟机也设置一个固定的环境

3. 在UTM内安装虚拟机

所有操作按照这篇文档中的完成：https://blog.csdn.net/luzhengyang2077/article/details/129910484

只需要看第四步开始：Ubuntu安装就行，下面就是一大堆图片，看图片操作就行

注意：启动映像类型选择：从iso映像启动

这个一定要下载，默认install OpenSSH server是不开启的

MPICH---每个电脑都需要配置部分：除主机名设置区别

通用设置

我的便携式WiFi名称：E8372-826_5AEF，Gateway4: 192.168.x.x，具体设置和所用路由器有关

需要确保，网络没有AP隔离机制和MAC过滤机制

检查多个宿主机之间是否可以ping通，ip地址都为192.168.0.xxx

Step 1: 更改虚拟机网络设置为桥接，接口为WiFi

Step 2: 更改netplan网络配置文件

由于Mac虚拟机默认生成的netplan配置文件，配置网卡enp0si开启dhcp4: true。无法通过dhclient enp0s1获取到准确的ip，设置静态ip是可行的：

sudo vim /etc/netplan/xxx xxx:是yaml后缀的文件名称

将内容更改：

yaml 复制代码

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    enp0s1:
      dhcp4: false
      addresses: [192.168.0.105/24]  
      gateway4: 192.168.0.1          
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8]

应用：sudo netplan apply

检查多个虚拟机之间是否可以ping通，node1目前设置为192.168.0.110

Step 3: 更换镜像源为阿里云镜像

备份：sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
删除原本内容：sudo rm /etc/apt/sources.list

编辑：sudo vim /etc/apt/sources.list

i 进行编辑模式

粘贴内容

cmd 复制代码

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-security main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-updates main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-proposed main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-proposed main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-ports/ focal-backports main restricted universe multiverse

Esc后输入:wq保存并退出

更新：sudo apt update

Step 4: 切换管理员身份

sudo su

Step 5: 更改虚拟机主机名

更改虚拟机主机名为node1, node2, node3。方便在后续操作中进行编码

vim /etc/hostname：更改命名------最好客户端是node1，服务端为node2-3
生效：systemctl restart systemd-hostnamed
重新打开terminal就能看见主机名更改（运行hostname也可以确认）

Step 6: 在hosts文件确认主机名和IP对应关系

vim /etc/hosts

插入：

cmd 复制代码

192.168.0.110 node1
192.168.0.xxx node2
192.168.0.xxx node3

测试：ping node2可以看到成功

Step 7: 配置虚拟机SSH服务

在/etc/ssh/sshd-config文件下设置
cmd 复制代码
```
PermintRootLogin yes
PasswordAuthentication yes
```
生效：systemctl restart ssh
进入根目录下的ssh目录：
1. 在root目录下执行：cd ~/.ssh (因为ssh目录隐藏，无法通过GUI界面进入)
2. 在ssh目录下：创建公、私密钥：ssh-keygen -t rsa；会生成三个文件 id_rsa, id_rsa.pub, authorized_keys。注意：SSH需要免密登陆，不设置密码，所以所有Enter处全部留空->直接回车
3. 拷贝至其他虚拟机：以node1为例
  cmd 复制代码
```
ssh-copy-id root@node2
ssh-copy-id root@node3
```
  1. 其中需要输入密码：由于Ubuntu默认密码为空，需要passwd root
4. 输入密码时，由于Linux特性，不显示密码

由于ssh服务是单向的，所以所有电脑之间都需要设置：

cmd 复制代码

node1 -> node2
node1 -> node3
node2 -> node1
node2 -> node3
node3 -> node1
node3 -> node2

在所有服务设置完成后再次编辑/etc/ssh/sshd-config文件，设置：
cmd 复制代码
```
PasswordAuthentication no
PubkeyAuthentication yes
```
使用ssh命令测试虚拟机之间能否采用密钥无障碍登陆：
1. 登陆：ssh node2
2. 退出：exit

服务端和客户端分别配置部分

服务端：

Step 1: 下载rpcbind和nfs服务

每行分开运行

cmd 复制代码

apt update && apt install -y rpcbind
apt update && apt install nfs-kernel-server

Step 2: 配置nfs服务的共享硬盘

创建共享文件夹：mkdir /usr/cluster

在/etc/exports文件中增加如下几行

cmd 复制代码

/usr/cluster 192.168.0.xxx(rw)   # xxx代表node2的ip
/usr/cluster 192.168.0.xxx(rw)   # xxx代表node3的ip

客户端：

Step 1: 下载rpcbind和nfs服务

每行分开运行

cmd 复制代码

apt update && apt install -y rpcbind
apt update && apt install nfs-common

Step 2: 启动rpcbind服务

cmd 复制代码

systemctl start rpcbind

客户端无需启动nfs服务

Step 3: 建立共享目录

root权限下：建立与服务器相同的共享目录: mkdir /usr/cluster

服务端：请确保上述客户端服务完成启动

Step 1: 启动rpcbind和nfs服务

每行分开运行

cmd 复制代码

systemctl start rpcbind
systemctl start nfs-server

如果nfs-server启动失败，查看日志错误：journalctl -xeu nfs-server.service

到此为止：已向其他两个节点提供/usr/cluster目录的文件共享

Step 2: 检查共享文件

查看: cd /usr/cluster

客户端：所有子节点都需完成

Step 1: 查看服务器已有的共享目录

showmount -e 192.168.0.105

Step 2: 挂载共享目录

mount -t nfs 192.168.0.105:/usr/cluster /usr/cluster

每个电脑都需要配置部分

Step 1: 将宿主机上的mpich-3.4.3.tar.gz上传至虚拟机

将文件上传至root目录下即可

在宿主机打开terminal
输入scp [主机文件路径] root@[虚拟机IP]:[虚拟机目标路径]
1. 示例：scp /Users/houminghui/Downloads/mpich-3.4.3.tar.gz root@192.169.0.105:/root
2. 由于在同一个网络下，所以一个宿主机可以给三个node进行scp文件传输，即：
  cmd 复制代码
```
主机 -> node1
主机 -> node2
主机 -> node3
```

Step 2: 解压文件包

在root目录下(~):

tar xzf ./mpich-3.4.3.tar.gz
ls：新增目录~/mpich-3.4.3

Step 3: 安装C语言编译工具链

sudo apt install -y build-essential

Step 4：安装MPICH

在新增目录mpich-3.4.3下运行：（每行分开运行）

cmd 复制代码

./configure -with-device=ch4:ofi -disable-fortran
make # 需要等很长时间
make install

检查安装：mpicc -v 显示：

Step 5: 测试MPI程序

在新增目录mpich-3.4.3下运行：mpirun -np 2 -host node1, node2 ./examples/cpi 显示：

成功！