Kuinka tehdä Raspberry Pi -supertietokone!: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Itse Raspberry Pi: llä ei ole vaikuttavia ominaisuuksia. Mutta likaisen halvalla hinnalla, ostamalla useita näistä ja yhdistämällä ne käyttämään yhdistettyä prosessointitehoa, saatat tehdä kohtuullisen edullisen tietokoneen. On rakennettu useita vaikuttavia lauttoja, jotka yhdistävät tusinan verran Pi: tä. Joten tässä oppaassa tutkitaan, miten klusterilaskennan takana oleva tekniikka tehdään ja tehdään oma Bramble Pi!

Vaihe 1: Katso videoversio

Olen myös tehnyt kaksiosaisen videoversion täsmälleen samasta projektista. Joten jos et ole lukemisen ystävä, potkaise taaksepäin ja katso videoita! Huomaa, että videoversio käyttää Raspbian Wheezyä. Alla olevat ohjeet ovat kuitenkin nykyiselle Raspbian Distrolle, joka on Jessie kirjoittaessani tätä.

Vaihe 2: Mitä tarvitset

Tämän projektin jatkamiseksi tässä on hankittava osat

Tässä on mitä tarvitset:

1. 2 tai useampi Raspberry Pi
2. SD -kortit jokaiselle Pi: lle
3. Virtakaapelit jokaiselle Pi: lle
4. Powered USB Hub (valinnainen)
5. Verkkokaapelit
6. Keskitin tai reititin

KUSTANNUKSET YHTEENSÄ: ~ 100,00 dollaria

Vaihe 3: Raspbianin asentaminen ja määrittäminen

Kun sinulla on kaikki osat, seuraava vaihe on ladata ja määrittää Raspbian -käyttöjärjestelmä jollekin Raspberry Pi: stä. Tämä on mestari Pi. Tässä on vaiheet:

1. Lataa Raspbian -kuva täältä.

2. Polta Raspbian -kuva jokaiselle SD -kortille, joka sinulla on kullekin Raspberry Pi: lle.

   1. Jos sinulla on Windows, voit seurata näitä ohjeita.
   2. Jos sinulla on Mac, voit seurata näitä ohjeita.
3. Kun kuva on poltettu SD -kortillesi, aseta se jokaiseen Raspberry Pi -laitteeseen ja käynnistä se.

4. Ensimmäisen käynnistyksen yhteydessä sinun pitäisi nähdä Rasbperry Pi Desktop. Napsauta vasemmassa yläkulmassa olevaa valikkokuvaketta ja valitse Asetukset> Raspberry Pi -määritykset. Tässä on vaihtoehdot, jotka meidän on määritettävä

   1. Laajenna tiedostojärjestelmää tarvittaessa.
   2. Vaihda isäntänimeksi Pi01
   3. Muuta käynnistysvaihtoehdoksi CLI (komentoriviliitäntä), koska emme todellakaan käytä työpöydän käyttöliittymää.
   4. Kello "Liitännät" -välilehdellä ja varmista, että SSH on käytössä.
   5. Napsauta "Overclock" -välilehteä ja valitse "Turbo".
   6. Vaihda GPU -muistiksi 16 megatavua.
   7. Napsauta "Lokalisointi" -välilehteä ja aseta näppäimistöasettelu maasi mukaiseksi.
   8. Lopeta määritykset ja käynnistä Pi uudelleen.

Vaihe 4: MPICH: n asennus

Käytämme edelleen vain yhtä Pi: tä päällikkönä, joten meidän on nyt asennettava ensisijainen ohjelmisto, jonka avulla voimme käyttää kaikkien verkossamme olevien Pi -laitteiden prosessointitehoa. Ohjelmistoa kutsutaan nimellä MPICH, joka on sanoman välitysliittymä. Asenna se seuraavasti:

sudo apt-get päivitys

mkdir mpich2

cd ~/mpich2

wget

terva 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 tehdä

sudo tehdä asennus

nano.bashrc

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

sudo uudelleenkäynnistys

mpiexec -n 1 isäntänimi

Nämä komennot lataa ja asentaa MPICH: n sekä lisää sen poluksi BASHRC -käynnistystiedostoosi. Viimeinen komento suorittaa testin nähdäkseen, toimiiko se. Jos viimeinen komento palauttaa "Pi01", teit kaiken onnistuneesti.

Vaihe 5: MPI4PY: n asennus

MPICH voi ajaa C- ja Fortran -ohjelmia. Mutta koska Raspberry Pi: llä on Python-koodausympäristö esiasennettuna, olisi helpointa asentaa Python MPI-tulkkiin. Tässä on komennot sen tekemiseen:

sudo aptitude asentaa python-dev

wget

tar -zxf mpi4py -1.3.1

cd mpi4py-1.3.1

python setup.py build

python setup.py asennus

vienti PYTHONPATH =/home/pi/mpi4py-1.3.1

mpiexec -n 5 python demo/helloworld.py

Viimeisen komennon pitäisi palauttaa viisi vastausta. Jokainen niistä on erilainen prosessi Pi01: ssä, joka käyttää juuri tekemäämme python -ohjelmaa "Hello World".

Vaihe 6: Kuvan kopioiminen

Nyt kun olemme onnistuneesti määrittäneet isäntämme Pi, meidän on kopioitava Pi: n SD -kortin kuva kaikille muille Pi: lle. Voit tehdä sen Windowsissa seuraavasti:

1. Ota pää -SD -kortti ulos Pi -laitteesta ja aseta se tietokoneeseen.
2. Tallenna SD -kortin sisältö tietokoneellesi Win32DiskImagerin avulla "Lue" -painikkeella.
3. Poista pää -SD -kortti ja aseta SD -kortti toiseen Pi -korttiin. Käytä sitten Win32DiskImager "Write" -vaihtoehtoa kirjoittaaksesi tallennetun kuvan uudelle SD -kortille.
4. Toista vaihetta 3, kunnes pääkuva on kirjoitettu kaikille SD -korteille.

Vaihe 7: Jäljellä olevien Raspberry Pi -laitteiden määrittäminen

Nyt kun kaikki SD -kortit on valmiina, aseta Master -SD -kortti takaisin Master Pi -laitteeseen, liitä se reitittimeen ja käynnistä se varmuuskopioimalla. Aseta loput Raspberry Pi -kortit SD -korteihin, yhdistä ne samaan reitittimeen kuin Master Pi ja käynnistä ne sitten. Yksikään toissijainen Pi ei tarvitse näppäimistöjä, hiiriä tai näyttöjä.

Kun kaikki Pi: t on kytketty päälle, Master Pi: n avulla meidän pitäisi pystyä saamaan verkon jokaisen Pi: n IP -osoitteet. Toimi seuraavasti:

1. Asenna ensin NMAP

   sudo apt-get päivitys

   sudo apt-get install nmap

2. Hanki sitten isäntä Pi: n nykyinen IP

   ifconfig

3. Nyt voit etsiä reitittimien aliverkosta muita Pi -IP -osoitteita

   sudo nmap -sn 192.168.1.*

Kopioi kaikki IP -osoitteet, jotka liittyvät muihin verkon Raspberry Pi -laitteisiin. Pystymme sitten käyttämään näitä IP -osoitteita yhdistämään jokaiseen toiseen Pi: hen SSH: n avulla. Meidän on ensin tehtävä jokaisen toissijaisen Pi: n nimi uudelleen ainutlaatuiseksi verkon nimeksi. Tällä hetkellä ne ovat kaikki asetettu Pi01: een. Jos oletetaan, että yksi toissijaisen Pi: n IP -osoitteista on 192.168.0.3, voit muodostaa yhteyden siihen ja muuttaa sen nimeä seuraavasti:

1. Muodosta SSH -yhteys

   ssh [email protected]

2. Suorita raspi-config

   sudo raspi-config

3. Vieritä käyttöliittymässä alas Lisäasetukset -vaihtoehtoon ja valitse sitten Isäntänimi.
4. Vaihda isäntänimi Pi01 seuraavaksi järjestysnumeroksi, joka on Pi02.
5. Poistu sitten SSH -istunnosta

   poistua

Haluat toistaa nämä vaiheet jokaiselle muulle verkon Pi: lle nimeämällä ne uudelleen Pi03, Pi04 jne.

Pääkäyttäjällä Pi haluat luoda uuden tekstitiedoston nimeltä "machinefile"

nano -konetiedosto

Ja siihen haluat kirjoittaa kaikki Pi: n IP -osoitteet (mukaan lukien pää -IP -osoite) uudelle riville ja tallentaa tiedoston.

Tässä vaiheessa voimme suorittaa testitiedoston käyttämällä

mpiexec -f konetiedosto -n 4 isäntänimi

mutta se ilmoittaa virheestä, että "isäntäavaimen vahvistusvirhe" tapahtui. Joten korjaamme sen seuraavassa vaiheessa.

Vaihe 8: Isäntäavainten tarkistaminen

Korjataksemme sen niin, että kommunikointi jokaisen Pi: n kanssa ei johda isäntäavaimen vahvistuksen epäonnistumiseen, meidän on luotava ja vaihdettava avaimet kullekin Raspberry Pi: lle. Tämä osa voi olla hieman monimutkainen, mutta toivottavasti voit jäädä kanssani.

1. Luo Master Pi: n oletuskotihakemistoon uusi avain.

   cd ~

   ssh-keygen

2. Siirry ssh -kansioon ja kopioi avaintiedosto uuteen tiedostoon nimeltä "pi01"

   cd. ssh

   cp id_rsa.pub pi01

3. Seuraavaksi haluat muodostaa yhteyden SSH: n kautta Pi02: een ja toistaa samat vaiheet Pi02 -avaintiedoston luomiseksi

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd. ssh

   cp id_rsa.pub pi02

4. Ennen kuin poistumme Pi02: sta, meidän on kopioitava Pi01 -avaintiedosto siihen ja valtuutettava se.

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

   kissa pi01 >> valtuutetut_avaimet

   poistua

5. Kun Pi02 on valmis, toista kaikki vaiheet Pi03: lle

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd. ssh

   cp id_rsa.pub pi03

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

   kissa pi01 >> valtuutetut_avaimet

   poistua

6. Toista viimeinen vaihe muille verkossa oleville Pi: ille.

7. Kun olet luonut avaimet kullekin Pi: lle, poistu takaisin Master Pi: lle ja kopioi kaikki jokaisessa Pi: ssä luodut avaimet.

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

   kissa pi02 >> valtuutetut_avaimet

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

   kissa pi03 >> valtuutetut_avaimet

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

   kissa pi04 >> valtuutetut_avaimet

8. (toista niin monta Pi: tä, jotka ovat verkossa)

Vaihe 9: Ohjelman suorittaminen supertietokoneellasi

Kaikki pitäisi nyt järjestää. Kun käytät vielä Master Pi -laitetta, yritä suorittaa tämä konetiedosto uudelleen:

cd ~

mpiexec -f konetiedosto -n 4 isäntänimi

Jos kaikki tehtiin oikein, sen pitäisi palauttaa kaikkien Raspberry Pi -laitteiden IP -osoitteet. Nyt kun olemme onnistuneesti testanneet supertietokoneemme, suorita sillä python -ohjelma:

1. Lataa ja pura testi Python -salasanan murtoskriptini.

   wget

   tar -zxf python_test.tar.gz

2. Muokkaa salasanan tiivisteeksi sellainen, jonka haluat murtaa.

   nano python_test/md5_attack.py

3. Kopioi Python -tiedosto kaikkiin Pi -laitteisiin.

   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. (toista kaikille jäljellä oleville Pi: ille)

5. Suorita python -komentosarja.

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

Skripti suoritetaan käyttämällä verkon kaikkien Pi: n prosessointitehoa! Voit vapaasti testata sitä käyttämällä omaa python -komentosarjasi!

Kolmas palkinto Raspberry Pi -kilpailussa 2016