官方网站连接：https://www.open-mpi.org/

OpenMPI是一种高性能消息传递库，最初是作为融合的技术和资源从其他几个项目（FT- MPI, LA-MPI, LAM/MPI, 以及 PACX-MPI），它是MPI-2标准的一个开源实现，由一些科研机构和企业一起开发和维护。因此，OpenMPI能够从高性能社区中获得专业技术、工业技术和资源支持，来创建最好的MPI库。OpenMPI提供给系统和软件供应商、程序开发者和研究人员很多便利。易于使用，并运行本身在各种各样的操作系统，网络互连，以及一批/调度系统。

Open MPI并不是LAM/MPI, LA-MPI和FT-MPI的简单组合，而是一种全新的MPI实现，其完全实现了MPI-1.2和MPI-2规约，并且完全支持并发和多线程应用（也就是MPI_THREAD_MULTIPLE）。为了有效有效支持大范围的并行机，开发了高性能驱动程序，其中包括TCP/IP, shared memory, Myrinet, Quadrics, and Infiniband，更多的机器支持可能会基于用户、市场和研究需要而增加。对于网络传输错误，Open MPI提供了一种可选的特性来检测数据的完整性。通过使用报文分段和拆分到多个网络设计，Open MPI不仅可以达到可用带宽的最大值，而且当节点使用多台网络设备的时候，可以动态处理网络设备的数据丢失。

Open MPI的设计以MPI构件架构(MPI Component Architecture, MCA)为中心。虽然构件编程已被工业界广泛应用，但在HPC领域中应用却没有很长时间。Open MPI由三个主要的功能域组成，如图1所示。

图1 Open MPI体系结构

• MPI构件架构(MPI Component Architecture, MCA)，是Open MPI的核心，为所有其它层次提供管理服务的基础组件结构；

• 构件框架(Component frameworks)，存在于每个主要的功能域中，以管理模块；

• 模块(Modules)，是自包含的软件单元，带有已定义好的接口，可以在运行时和其它模块进行配置组合。

MCA管理构件框架并为它们提供服务，如接收高层抽象的运行时参数，并通过构件框架向下传递到模块。MCA也能寻找构造时的构件，并调用相关的hooks以配置、构造和安装这些构件。

　　每个构件框架致力于单独的任务，例如提供并行任务控制或执行MPI集合操作。一旦需要，构件框架会发现、加载、使用、卸载模块。每个构件框架有不同的机制和使用场景，有些在一个时刻只用一个模块，而有些会同时用到所有模块。
　　模块是自我包含的软件单位，可以自我配置、自我构造和自我安装。模块包含在构件框架中，以接口的形式为高层抽象或MPI的其它部分提供需要的服务。

　　下面是Open MPI构件框架的部分列表（包含MPI功能，不包含运行时环境构件）：

• 点到点传递层(Point-to-point Transport Layer, PTL)：一个PTL模块相当于一个专用的网络协议和设备，主要负责MPI进程间字节传递的“有线协议”。PTL模块需要识别MPI的语义，多个PTL模块可以在一个进程中使用，同时允许多个网络的使用。PTL模块支持TCP/IP, shared memory, Quadrics elan4, Infiniband和Myrinet。

• 点到点管理层(Point-to-point Management Layer, PML)：PML的主要功能是为MPI层和所有可用的PTL模块之间提供报文分段、调度和重新装配服务。

• 聚合通信(Collective Communication, COLL)：是MPI聚合操作的后端，支持组内通信域和组间通信域间功能。

• 进程拓扑(Process Topology, TOPO)：提供组内通信夫域的笛卡尔和图的映射功能。基于集群和风格的计算可能受益于此拓扑意识的通信域，允许MPI基于位置来优化通信域。

• 约简操作(Reduction Operations)：MPI固有的约简操作的后端功能（例如MPI_SUM）。模块可以利用平台专用的指令集来优化在目标平台上的性能。

• 并行IO(Parallel I/O)：IO模块实现并行文件和设备的存取。

Open MPI框架类型的多样性使得第三方开发者可以使用Open MPI作为一个研究平台、一个商业产品的开发工具、甚至是不同算法和技术的比较机制。
Open MPI的构件架构为终端用户和库开发者提供了许多优势：1）它允许一个MPI进程内使用多个构件。例如，一个进程可以同时使用多个网络设备驱动；2）为第三方软件的使用提供了方便，支持源码和二进制版本；3）提供了细粒度的、运行时、用户可控的构件选择机制。