Ako vyrobiť superpočítač Raspberry Pi!: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Raspberry Pi sa nemôže pochváliť pôsobivými špecifikáciami. Ale s veľmi nízkou cenou, nákupom niekoľkých z nich a ich pripojením k použitiu kombinovaného výpočtového výkonu by sa potenciálne mohol stať slušný a lacný počítač. Bolo postavených niekoľko pôsobivých súprav, ktoré spájajú tucty Pí dohromady. V tomto návode sa teda pozrime na to, ako technológia stojí za klastrovým výpočtom a vytvorte si vlastný Bramble Pi!

Krok 1: Pozrite si verziu videa

Tiež som vytvoril dvojdielnu video verziu tohto úplne rovnakého projektu. Ak teda nie ste čitatelia, vráťte sa a sledujte videá! Upozorňujeme, že verzia videa používa Raspbian Wheezy. Nasledujúce pokyny sú však pre aktuálne Raspbian Distro, čo je Jessie v čase, keď to píšem.

Krok 2: Čo budete potrebovať

Ak chcete pokračovať v tomto projekte, tu sú diely, ktoré budete musieť získať

Čo budete potrebovať:

1. 2 alebo viac Raspberry Pi
2. SD karty pre každé Pi
3. Napájacie káble pre každý Pi
4. Napájaný rozbočovač USB (voliteľné)
5. Sieťové káble
6. Hub alebo router

CELKOVÉ NÁKLADY: ~ 100,00 USD

Krok 3: Inštalácia a konfigurácia Raspbian

Keď máte všetky súčasti, ďalším krokom je stiahnutie a konfigurácia systému Raspbian OS na jednom z počítačov Raspberry Pi. Toto bude váš hlavný Pi. Tu sú kroky:

1. Odtiaľto si stiahnite obrázok Raspbian.

2. Vypálte obraz Raspbian na každú SD kartu, ktorú máte pre každé Raspberry Pi.

   1. Ak máte Windows, môžete postupovať podľa týchto pokynov.
   2. Ak máte počítač Mac, môžete postupovať podľa týchto pokynov.
3. Akonáhle je obrázok napálený na vašu SD kartu, vložte ho do každého z Raspberry Pi a spustite ho.

4. Pri prvom spustení by ste mali vidieť pracovnú plochu Rasbperry Pi. Kliknite na ikonu ponuky v hornom ľavom rohu a prejdite na Predvoľby> Konfigurácia Raspberry Pi. Tu sú možnosti, ktoré musíme nakonfigurovať

   1. V prípade potreby rozšírte systém súborov.
   2. Zmeňte názov hostiteľa na Pi01
   3. Zmeňte možnosť spustenia na CLI (rozhranie príkazového riadka), pretože rozhranie pre stolné počítače skutočne nebudeme používať.
   4. Prejdite na kartu „Rozhrania“a skontrolujte, či je povolené SSH.
   5. Kliknite na kartu „Pretaktovanie“a zvoľte „Turbo“.
   6. Zmeňte pamäť GPU na 16 MB.
   7. Kliknite na kartu „Lokalizácia“a nastavte rozloženie klávesnice tak, aby zodpovedalo vašim krajinám.
   8. Dokončite konfiguráciu a reštartujte počítač Pi.

Krok 4: Inštalácia MPICH

Napriek tomu, že ako hlavný používame iba jeden Pi, musíme teraz nainštalovať primárny softvér, ktorý nám umožní využiť výpočtový výkon všetkých Pi v našej sieti. Tento softvér sa nazýva MPICH, čo je rozhranie na prenos správ. Ak ho chcete nainštalovať, musíte urobiť:

sudo apt-get aktualizácia

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 urobiť

sudo vykonať inštaláciu

nano.bashrc

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

sudo reštart

mpiexec -n 1 názov hostiteľa

Tieto príkazy stiahnu a nainštalujú MPICH a tiež ho pridajú ako cestu k vášmu zavádzaciemu súboru BASHRC. Posledný príkaz spustí test, aby zistil, či funguje. Ak posledný príkaz vráti „Pi01“, urobili ste všetko úspešne.

Krok 5: Inštalácia MPI4PY

Ako to je, MPICH môže spúšťať programy C a Fortran. Pretože je však v Raspberry Pi predinštalované kódovacie prostredie Python, bolo by najľahšie nainštalovať tlmočník Python na MPI. Tu sú príkazy, ako to urobiť:

sudo aptitude install python-dev

wget

tar -zxf mpi4py -1.3.1

cd mpi4py-1.3.1

zostava python setup.py

inštalácia python setup.py

export PYTHONPATH =/home/pi/mpi4py-1.3.1

mpiexec -n 5 python demo/helloworld.py

Tento posledný príkaz by mal vrátiť päť odpovedí. Každý z nich je iným procesom na serveri Pi01 so spusteným programom python „Hello World“, ktorý sme práve vytvorili.

Krok 6: Kopírovanie obrázku

Teraz, keď sme úspešne nakonfigurovali náš hlavný Pi, musíme skopírovať tento obraz z SD karty Pi do všetkých ostatných Pi. V systéme Windows to môžete urobiť takto:

1. Vyberte hlavnú kartu SD z počítača Pi a vložte ju do počítača.
2. Pomocou programu Win32DiskImager uložte obsah karty SD do počítača pomocou tlačidla „Čítať“.
3. Vysuňte hlavnú kartu SD a vložte kartu SD pre jedno z ostatných počítačov Pi. Potom pomocou možnosti „Zapísať“Win32DiskImager napíšte obrázok, ktorý sme uložili, na novú kartu SD.
4. Opakujte krok 3, kým nebudete mať hlavný obraz zapísaný na všetky karty SD.

Krok 7: Konfigurácia zostávajúcich malín Pi

Teraz, keď máme pripravené všetky karty SD, vložte kartu Master SD späť do zariadenia Master Pi, pripojte ju k smerovaču a zálohujte. Potom pre zvyšné Raspberry Pi vložte karty SD do všetkých, pripojte ich k rovnakému smerovaču ako váš Master Pi a potom ich všetky nabootujte. Žiadna zo sekundárnych Pi nemusí mať klávesnice, myši alebo monitory.

Akonáhle sú všetky Pi zapnuté, pomocou nášho Master Pi by sme mali byť schopní získať IP adresy každého Pi v sieti. Tu je postup:

1. Najprv nainštalujte NMAP

   sudo apt-get aktualizácia

   sudo apt-get install nmap

2. Potom získajte aktuálnu IP adresu pre hlavný Pi

   ifconfig

3. Teraz môžete v podsieti smerovača vyhľadať ďalšie adresy IP Pi

   sudo nmap -sn 192.168.1.*

Skopírujte všetky adresy IP, ktoré sa týkajú ostatných Raspberry Pi v sieti. Potom budeme môcť tieto IP použiť na pripojenie k každému z ostatných Pi pomocou SSH. Najprv musíme premenovať všetky sekundárne Pi na jedinečný názov siete. Práve teraz sú všetky nastavené na Pi01. Za predpokladu, že jedna zo sekundárnych IP adries Pi je 192.168.0.3, môžete sa k nej pripojiť a zmeniť jej názov takto:

1. Vytvorte pripojenie SSH

   ssh [email protected]

2. Spustite raspi-config

   sudo raspi-config

3. V rozhraní posuňte zobrazenie nadol na možnosť Rozšírené a potom vyberte položku Názov hostiteľa.
4. Pre názov hostiteľa zmeňte Pi01 na ďalšie poradové číslo, ktoré je Pi02.

5. Potom ukončite reláciu SSH

   východ

Tieto kroky chcete zopakovať pre všetky ostatné pí v sieti a premenovať ich na Pi03, Pi04 atď.

Na svojom hlavnom počítači Pi chcete vytvoriť nový textový súbor s názvom „strojový súbor“

nano strojový súbor

A v ňom chcete zadať každú z IP adries Pi (vrátane hlavnej IP adresy) do nového riadku a potom súbor uložiť.

V tomto mieste by sme mohli spustiť testovací súbor pomocou

mpiexec -f strojový súbor -n 4 názov hostiteľa

ale chybne sa vyjadrí, že došlo k „zlyhaniu overenia kľúča hostiteľa“. V ďalšom kroku to teda napravme.

Krok 8: Overenie hostiteľských kľúčov

Aby sme to opravili tak, aby komunikácia s každým Pi neviedla k zlyhaniu overenia kľúča hostiteľa, musíme vytvoriť a vymeniť kľúče pre každý z našich Raspberry Pi. Táto časť sa môže mierne skomplikovať, ale dúfajme, že so mnou zostanete.

1. Na zariadení Master Pi vytvorte v predvolenom domovskom priečinku nový kľúč.

   CD ~

   ssh-keygen

2. Prejdite do priečinka ssh a skopírujte súbor kľúča do nového súboru s názvom „pi01“

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi01

3. Ďalej sa chcete pripojiť cez SSH k Pi02 a opakovaním rovnakých krokov vytvorte súbor kľúčov Pi02

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi02

4. Pred opustením programu Pi02 doň musíme skopírovať súbor kľúčov Pi01 a autorizovať ho.

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

   cat pi01 >> oprávnené_kľúče

   východ

5. Keď je Pi02 hotový, zopakujte všetky tieto kroky pre Pi03

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi03

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

   cat pi01 >> oprávnené_kľúče

   východ

6. Zopakujte posledný krok pre zostávajúce pí, ktoré máte vo svojej sieti.

7. Po vygenerovaní kľúčov pre každý Pi píďte späť na svoje Master Pi a skopírujte všetky kľúče generované na každom z Pi.

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

   mačka pi02 >> autorizované_kľúče

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

   cat pi03 >> authorized_keys

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

   cat pi04 >> authorized_keys

8. (opakujte, pretože vo vašej sieti je toľko Pi)

Krok 9: Spustenie programu na vašom superpočítači

Teraz by malo byť všetko nastavené. Skúste ešte raz spustiť svoj strojový súbor, kým budete na svojom počítači Master Pi:

CD ~

mpiexec -f strojový súbor -n 4 názov hostiteľa

Ak bolo všetko vykonané správne, malo by vrátiť adresy IP všetkých vašich Raspberry Pi. Teraz, keď sme úspešne vyskúšali náš superpočítač, spustime na ňom program python:

1. Stiahnite si a rozbaľte môj testovací skript na prelomenie hesla v Pythone.

   wget

   tar -zxf python_test.tar.gz

2. Upravte hash hesla na taký, ktorý chcete prelomiť.

   nano python_test/md5_attack.py

3. Skopírujte súbor Python do všetkých svojich súborov Pi.

   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. (opakujte pre všetky zostávajúce Pi)

5. Spustite skript python.

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

Skript sa spustí s využitím výpočtového výkonu všetkých počítačov Pi vo vašej sieti! Neváhajte a vyskúšajte si to pomocou vlastného pythonovského skriptu!

Tretia cena v súťaži Raspberry Pi 2016