Hogyan készítsünk Raspberry Pi szuperszámítógépet!: 9 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

A Raspberry Pi önmagában nem rendelkezik lenyűgöző specifikációkkal. De a piszkos olcsó ár mellett, ha ezek közül többet megvásárol, és összeköti őket a kombinált feldolgozási teljesítmény felhasználásával, tisztességes, olcsó számítógépet készíthet. Számos lenyűgöző szerelvényt építettek, amelyek tucatnyi Pi -t kötöttek össze. Tehát ebben a tanulságosban vizsgáljuk meg a klaszter -számítástechnika mögött rejlő technológiát, és készítsük el saját Bramble Pi -t!

1. lépés: Nézze meg a videó verziót

Készítettem kétrészes videó változatot is erről a projektről. Tehát, ha nem vagy az olvasó, dönts hátra és nézd meg a videókat! Felhívjuk figyelmét, hogy a videó verzió Raspbian Wheezy -t használ. Az alábbi utasítások azonban a jelenlegi Raspbian Distro -ra vonatkoznak, amely Jessie abban az időben, amikor ezt írom.

2. lépés: Amire szüksége lesz

A projekt folytatásához itt vannak azok a részek, amelyeket meg kell szereznie

Íme, mire lesz szüksége:

1. 2 vagy több Raspberry Pi
2. SD -kártyák minden Pi -hez
3. Tápkábelek minden Pi -hez
4. Tápellátású USB hub (opcionális)
5. Hálózati kábelek
6. Hub vagy útválasztó

ÖSSZES KÖLTSÉG: ~ 100,00 USD

3. lépés: A Raspbian telepítése és konfigurálása

Miután megvan az összes alkatrész, a következő lépés a Raspbian OS letöltése és konfigurálása az egyik Raspberry Pi -n. Ez lesz a mestered, Pi. Íme a lépések:

1. Töltse le a Raspbian képet innen.

2. Írja be a Raspbian -képet minden SD -kártyára, amelyet minden Raspberry Pi -hez rendel.

   1. Ha Windows rendszere van, kövesse ezeket az utasításokat.
   2. Ha Mac -je van, kövesse ezeket az utasításokat.
3. Miután a képet az SD -kártyára égette, helyezze be a Raspberry Pi mindegyikébe, és indítsa el.

4. Az első indításkor látnia kell a Rasbperry Pi Desktopot. Kattintson a menü ikonra a bal felső sarokban, és válassza a Beállítások> Raspberry Pi konfiguráció lehetőséget. Itt vannak a beállítások, amelyeket konfigurálnunk kell

   1. Szükség esetén bontsa ki a fájlrendszert.
   2. Módosítsa a gazdagépnevet Pi01 -re
   3. Módosítsa a rendszerindítási opciót CLI -re (parancssori interfész), mivel valójában nem fogjuk használni az asztali felületet.
   4. Óra az "Interfészek" lapon, és győződjön meg arról, hogy az SSH engedélyezve van.
   5. Kattintson az "Overclock" fülre, és válassza a "Turbo" lehetőséget.
   6. Változtassa meg a GPU memóriáját 16 MB -ra.
   7. Kattintson a "Lokalizáció" fülre, és állítsa be a billentyűzetkiosztást az Ön országának megfelelőnek.
   8. Fejezze be a konfigurációt, és indítsa újra a Pi -t.

4. lépés: Az MPICH telepítése

Még mindig csak az egyik Pi -t használjuk mesterként, most telepítenünk kell az elsődleges szoftvert, amely lehetővé teszi számunkra, hogy ki tudjuk használni a hálózatunk összes Pi -jének feldolgozási teljesítményét. Ezt a szoftvert MPICH -nak hívják, ami egy üzenetátviteli felület. A telepítéshez a következőket kell tennie:

sudo apt-get update

mkdir mpich2

cd ~/mpich2

wget

tar xfz mpich-3.1.tar.gz

sudo mkdir/home/rpimpi/

sudo mkdir/home/rpimpi/mpi-install

mkdir/home/pi/mpi-build

cd/home/pi/mpi-build

sudo apt-get install gfortran

sudo /home/pi/mpich2/mpich-3.1/configure -prefix =/home/rpimpi/mpi-install

sudo make

sudo make install

nano.bashrc

PATH = $ PATH:/home/rpimpi/mpi-install/bin

sudo újraindítás

mpiexec -n 1 gazdagépnév

Ezek a parancsok letöltik és telepítik az MPICH -t, valamint útvonalként adják hozzá a BASHRC rendszerindító fájljához. Az utolsó parancs futtat egy tesztet, hogy lássa, működik -e. Ha az utolsó parancs „Pi01” -t ad vissza, akkor mindent sikeresen végrehajtott.

5. lépés: Az MPI4PY telepítése

Az MPICH futtathat C és Fortran programokat. De mivel a Raspberry Pi Python kódolási környezetét előre telepítették, a legegyszerűbb a Python MPI tolmácsba telepítése. Íme a parancsok erre:

sudo aptitude install python-dev

wget

tar -zxf mpi4py -1.3.1

cd mpi4py-1.3.1

python setup.py build

python setup.py install

export PYTHONPATH =/home/pi/mpi4py-1.3.1

mpiexec -n 5 python demo/helloworld.py

Az utolsó parancsnak öt választ kell visszaadnia. Mindegyik más folyamat a Pi01 -en, a futtatott "Hello World" python program futtatásával.

6. lépés: A kép másolása

Most, hogy sikeresen konfiguráltuk Pi mesterünket, át kell másolnunk a Pi SD -kártyájának képét az összes többi Pi -re. Ezt a Windows rendszerben a következőképpen teheti meg:

1. Vegye ki a mester SD -kártyát a Pi -ből, és helyezze be a számítógépbe.
2. A Win32DiskImager használatával használja az "Olvasás" gombot az SD -kártya tartalmának számítógépre mentéséhez.
3. Vegye ki a fő SD -kártyát, és helyezzen be egy SD -kártyát a többi Pi -hez. Ezután használja a Win32DiskImager "Write" opciót az új SD -kártyára mentett kép írásához.
4. Ismételje meg a 3. lépést mindaddig, amíg a mesterképet be nem írja az összes SD -kártyára.

7. lépés: A fennmaradó Raspberry Pi konfigurálása

Most, hogy az összes SD -kártyát előkészítettük, helyezze vissza a Master SD -kártyát a Master Pi -be, csatlakoztassa egy útválasztóhoz, és indítsa újra. A többi Raspberry Pi esetében helyezzen SD kártyákat mindegyikbe, csatlakoztassa ugyanahhoz az útválasztóhoz, mint a Master Pi, majd indítsa el őket. A másodlagos Pi egyikének sincs szüksége billentyűzetre, egérre vagy monitorra.

Miután az összes Pi -t bekapcsoltuk, a Master Pi használatával meg kell tudnunk szerezni a hálózaton lévő minden Pi IP -címét. Itt van, hogyan:

1. Először telepítse az NMAP -t

   sudo apt-get update

   sudo apt-get install nmap

2. Ezután szerezze be a Pi mester aktuális IP -címét

   ifconfig

3. Most keresheti az útválasztók alhálózatát a többi Pi IP -címre

   sudo nmap -sn 192.168.1.*

Másolja le az összes IP -címet, amely a hálózat többi Raspberry Pi -jére vonatkozik. Ezt követően ezeket az IP -címeket használva csatlakozhatunk a többi Pi -hez SSH használatával. Először meg kell tennünk, hogy minden másodlagos Pi -t átnevezünk egy egyedi hálózatnévre. Jelenleg mind Pi01 -re vannak állítva. Feltéve, hogy a másodlagos Pi egyik IP -címe 192.168.0.3, a következőképpen csatlakozhat hozzá és módosíthatja a nevét:

1. Hozzon létre SSH kapcsolatot

   ssh [email protected]

2. Futtassa a raspi-config-ot

   sudo raspi-config

3. A kezelőfelületen görgessen le a Speciális lehetőséghez, majd válassza a Gazdagépnév lehetőséget.
4. A gazdagépnévhez módosítsa a Pi01 -et a következő sorszámra, amely a Pi02.

5. Ezután lépjen ki az SSH munkamenetből

   kijárat

Ezeket a lépéseket meg szeretné ismételni a hálózat többi Pi -je esetén, átnevezve őket Pi03 -ra, Pi04 -re stb.

A Pi mesterén új szövegfájlt szeretne létrehozni "machinefile" néven

nano gépfájl

Ebben pedig be kell írnia a Pi minden IP -címét (beleértve a fő IP -címet is) egy új sorba, majd el kell mentenie a fájlt.

Ezen a ponton futtathatunk egy tesztfájlt a segítségével

mpiexec -f gépfájl -n 4 gazdagépnév

de hiba lesz, ha azt mondja, hogy "gazdagép -kulcs ellenőrzési hiba történt". Tehát a következő lépésben javítsuk ki.

8. lépés: A gazdagép kulcsainak ellenőrzése

Annak javításához, hogy az egyes Pi -vel való kommunikáció ne okozzon hosztkulcs -ellenőrzési sikertelenséget, létre kell hoznunk és fel kell cserélnünk a kulcsokat mindegyik Raspberry Pi -hez. Ez a rész kissé bonyolult lehet, de remélhetőleg velem maradhat.

1. A Master Pi -n az alapértelmezett otthoni mappában hozzon létre egy új kulcsot.

   cd ~

   ssh-keygen

2. Keresse meg az ssh mappát, és másolja a kulcsfájlt egy új, "pi01" nevű fájlba

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi01

3. Ezután SSH -n keresztül szeretne csatlakozni a Pi02 -hez, és ismételje meg ugyanezeket a lépéseket a Pi02 kulcsfájl létrehozásához

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi02

4. Mielőtt kilépnénk a Pi02 -ből, át kell másolnunk a Pi01 kulcsfájlt, és engedélyeznünk kell.

   scp 192.168.1.2:/home/pi/.ssh/pi01.

   cat pi01 >> engedélyezett_kulcsok

   kijárat

5. Ha elkészült a Pi02, ismételje meg az összes lépést a Pi03 esetében

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi03

   scp 192.168.1.2:/home/pi/.ssh/pi01.

   cat pi01 >> engedélyezett_kulcsok

   kijárat

6. Ismételje meg az utolsó lépést a hálózaton lévő többi Pi -vel.

7. Miután kulcsokat generált mindegyik Pi -hez, lépjen vissza a Master Pi -hez, és másolja át az összes Pi -n generált kulcsot.

   cp 192.168.1.3:/home/pi/.ssh/pi02

   cat pi02 >> engedélyezett_kulcsok

   cp 192.168.1.4:/home/pi/.ssh/pi03

   cat pi03 >> engedélyezett_kulcsok

   cp 192.168.1.5:/home/pi/.ssh/pi02

   cat pi04 >> engedélyezett_kulcsok

8. (ismételje meg, amíg sok Pi van a hálózatán)

9. lépés: Program futtatása a szuperszámítógépen

Most mindent be kell állítani. Miközben még a Master Pi -n van, próbálja meg újra futtatni ezt a gépfájlt:

cd ~

mpiexec -f gépfájl -n 4 gazdagépnév

Ha mindent helyesen csinált, akkor vissza kell adnia az összes Raspberry Pi IP -címét. Most, hogy sikeresen kipróbáltuk szuperszámítógépünket, futtassunk rajta egy python programot:

1. Töltse le és csomagolja ki a teszt Python jelszó feltörő parancsfájlomat.

   wget

   tar -zxf python_test.tar.gz

2. Szerkessze a jelszó -kivonatot olyanra, amelyet feltörni szeretne.

   nano python_test/md5_attack.py

3. Másolja a Python fájlt az összes Pi -re.

   scp -r python_test 192.168.1.3:/home/pi

   scp -r python_test 192.168.1.4:/home/pi

   scp -r python_test 192.168.1.5:/home/pi

4. (ismételje meg az összes többi Pi -t)

5. Futtassa a python szkriptet.

   mpiexec -f machinefile -n 5 python python_test/md5_attack.py

A szkript a hálózat összes Pi -jének feldolgozási teljesítményével fog futni! Nyugodtan tesztelje saját python -szkriptjével!

Harmadik díj a Raspberry Pi versenyen 2016