基于mpich的beowulf集群系统构建与性能评测new

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1、万方数据基于MPICH的Beowulf集群系统构建与性能评测祝永志赵岩魏榕晖(曲阜师范大学计算机科学学院，山东日照273165)E—mail：rizhaozyz@126．eom摘要Beowulf集群系统是基于广泛应用的高性能网络环境的由一些微机组成的系统，它可以运行于很多操作系统如Linux、Windows。论文主要介绍了如何在Linux操作系统下构建Beowulf集群系统的方法，并利用矩阵相乘算法对该系统进行了系统性能测试。关键词MPICHBeowulf并行计算文章编号1002—8331一(2006)14—0

2、132—02文献标识码A中图分类号TP393ConstructingandPerformanceAnalysisofaBeowulfParallelComputingSystemBasedonMPICHZhuYongzhiZhaoYanWeiRonghui(CollegeofComputerScience，QufuNormalUniversity，Rizhao，Shandong273165)Abstract：ABeowulfsystemisacollectionofpersonalcomputer(PCs)in

3、terconnectedbywidelyavaiblenetworkingtech—nologyrunninganyoneofseveraloperatingsystemaslinuxorWindaows．ThisarticlemainlyintroduceshowtobuildaBeowulfsystemunderlinuxandrealicethemarxmuhicafionsparallelalgorithmmoduledesign．Hascarriedonthetestusingthemoduletot

4、hisBeowulfsystem．Keywords：MPICH，Beowulf，parallelcomputing1引言由于大型科学与工程计算问题中对运算数据的安全性、稳定性、高速性和准确性等方面的要求不断提高．所以高性能并行计算越来越受到人们的重视和青睐。大型并行计算机系统大致分为单指令多数据流SIMD、并行向量处理机PVP、对称多处理机SMP、大规模并行处理机MPP、分布共享存储多处理机DSM和工作站集群COW六类机器【1]。前五类由于受系统结构的限制或研制费用及成本较高等诸多因素．其市场受到一定的限制。集

5、群计算机由于具有投资风险小、可扩展性好、可继承现有软硬件资源和开发周期短、容易编程等突出特点．目前已成为并行计算的热点和主流，在中小企业和大专院校受到普遍重视。随着微机性价比的提高和以太网等局域网技术的成熟和硬件成本的降低，以及消息传递标准和相应软件的发展，为一组微机建立并行计算集群(常称为Beowulf系统)铺平了道路。本文将介绍笔者所构造的一个Beowulf并行计算系统，该系统由16台普通微机组成，它们由100Mb／s高速交换式以太网相连接．每台微机上运行RedhatLinux8．0操作系统，采用MPICH

6、1．2．5．2作为并行计算的支撑环境。最后，利用MPI的并行函数库．用VC++6．0编写了一个矩阵相乘的并行程序，实际测试了该Beowulf系统的并行计算加速比和并行效率。2集群系统概述集群．是由一组独立的计算机系统构建的一个松耦合的多处理机系统，系统中各进程借助网络实现通信、共享内存传递信息，从而实现分布式并行计算。一组廉价的微机协同工作可以达到超级计算机的性能。2．1为什么使用集群系统近年来，集群系统之所以发展如此迅速，主要是因为集群结点为工作站系统的处理性能越来越强，更快的处理器和更高效的多CPU机器已大

7、量进人市场；局域网新技术和新协议的引入，集群结点间的通信能获得更高的带宽和较小的延迟；集群系统比传统的并行计算机更易于融合到已有的网络系统中去：集群上的开发工具日臻成熟，而传统的并行计算机缺乏统一的标准；集群价格便宜并且易于构建；集群的可扩放性良好，结点的性能也很容易通过增加内存或改善处理器性能获得提高。2．2Beowulf集群系统的特点Beowulf系统1994年诞生于美国航空航天局(NASA)的飞行中心．因使用通用机组成的局域网，造价便宜而得名．随着微机的性价比的提高．用微机建造的Beowulf系统来实现并

8、行计算集群已得到广泛认可。除性价比外Beowulf系统还有如下优点：首先．系统依赖于成熟的、容易获得的计算机技术和通信技术以及硬件设备，容易获得。其次，构建系统所用的软件，如MPICH编程环境、测试工具软件等，可以从网上免费下载。最后，系统具有良好的可移植性，可伸缩性，对系统的构建、维护以及资源的充分利用十分有利。作者简介：祝永志(1964一)，男，硕士，副教授，主要研究方向：网络与分