Kako napraviti RasPberry Pi superkompjuter!: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Raspberry Pi se sam po sebi ne može pohvaliti impresivnim specifikacijama. No, uz jeftinu cijenu, kupnja nekoliko ovih uređaja i njihovo povezivanje na kombiniranu procesorsku snagu potencijalno bi mogli napraviti pristojan jeftin računar. Izgrađeno je nekoliko impresivnih platformi koje povezuju desetine Pi -jeva zajedno. Dakle, u ovom uputstvu, istražimo kako tehnologija stoji iza klaster računanja i napravimo vlastiti Bramble Pi!

Korak 1: Pogledajte video verziju

Napravio sam i dvodijelnu video verziju ovog potpuno istog projekta. Dakle, ako niste za čitanje, odmaknite se i gledajte videe! Imajte na umu da video verzija koristi Raspbian Wheezy. Međutim, donje upute su za trenutni Raspbian Distro, koji je Jessie u vrijeme dok ovo pišem.

Korak 2: Šta će vam trebati

Da biste pratili ovaj projekt, evo dijelova koje ćete morati nabaviti

Evo šta će vam trebati:

1. 2 ili više Raspberry Pi -ja
2. SD kartice za svaki Pi
3. Kablovi za napajanje za svaki Pi
4. USB hub sa napajanjem (opcionalno)
5. Mrežni kablovi
6. Središte ili usmjerivač

UKUPNI TROŠKOVI: ~ 100,00 USD

Korak 3: Instaliranje i konfiguriranje Raspbiana

Nakon što ste dobili sve dijelove, sljedeći korak je preuzimanje i konfiguracija Raspbian OS -a na jednom od Raspberry Pi -ja. Ovo će biti vaš majstor Pi. Evo koraka:

1. Preuzmite Raspbian sliku odavde.

2. Narežite Raspbian sliku na svaku SD karticu koju imate za svaku Raspberry Pi.

   1. Ako imate Windows, možete slijediti ova uputstva.
   2. Ako imate Mac, možete slijediti ova uputstva.
3. Nakon što je slika narezana na vašu SD karticu, umetnite je u svaki od Raspberry Pi i pokrenite je.

4. Prilikom prvog pokretanja trebali biste vidjeti Rasbperry Pi radnu površinu. Kliknite na ikonu izbornika u gornjem lijevom kutu i idite na Postavke> Raspberry Pi konfiguracija. Evo opcija koje ćemo morati konfigurirati

   1. Proširite sistem datoteka ako je potrebno.
   2. Promijenite naziv hosta u Pi01
   3. Promijenite opciju pokretanja u CLI (sučelje naredbenog retka), jer zapravo nećemo koristiti sučelje radne površine.
   4. Satite na kartici "Interfaces" i provjerite je li SSH omogućen.
   5. Kliknite na karticu "Overclock" i odaberite "Turbo".
   6. Promijenite memoriju GPU -a na 16 MB.
   7. Kliknite na karticu "Lokalizacija" i postavite raspored tastature tako da odgovara vašim zemljama.
   8. Završite konfiguraciju i ponovo pokrenite Pi.

Korak 4: Instaliranje MPICH -a

I dalje koristeći samo jedan Pi kao master, sada moramo instalirati primarni softver koji će nam omogućiti korištenje procesorske snage svih Pi -a na našoj mreži. Taj softver se zove MPICH, što je sučelje za prenošenje poruka. Evo što trebate učiniti da biste ga instalirali:

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 reboot

mpiexec -n 1 ime hosta

Ove naredbe će preuzeti i instalirati MPICH, kao i dodati ga kao put do vaše BASHRC datoteke za pokretanje. Posljednja naredba pokreće test da vidi radi li. Ako zadnja naredba vrati “Pi01”, onda ste sve uspješno obavili.

Korak 5: Instaliranje MPI4PY

MPICH može pokretati C i Fortran programe. No, budući da Raspberry Pi ima unaprijed instalirano Python kodirajuće okruženje, bilo bi najjednostavnije instalirati Python u MPI tumač. Evo naredbi za to:

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

izvoz PYTHONPATH =/home/pi/mpi4py-1.3.1

mpiexec -n 5 python demo/helloworld.py

Ova posljednja naredba trebala bi vratiti pet odgovora. Svaki od njih je drugačiji proces na Pi01 koji pokreće python program "Hello World" koji smo upravo napravili.

Korak 6: Kopiranje slike

Sada kada smo uspješno konfigurirali našeg majstora Pi, moramo kopirati sliku te Pi -ove SD kartice na sve ostale Pi -je. Evo kako to možete učiniti u sustavu Windows:

1. Izvadite glavnu SD karticu iz Pi i umetnite je u računar.
2. Koristeći Win32DiskImager, upotrijebite dugme "Read" za spremanje sadržaja SD kartice na vaš računar.
3. Izbacite glavnu SD karticu i umetnite SD karticu u jednu od drugih Pi kartica. Zatim upotrijebite opciju Win32DiskImager "Write" da napišete sliku koju smo spremili na novu SD karticu.
4. Ponavljajte korak 3 dok glavna slika ne bude zapisana na sve SD kartice.

Korak 7: Konfiguriranje preostalih Raspberry Pi -ja

Sada kada smo pripremili sve SD kartice, umetnite glavnu SD karticu natrag u Master Pi, povežite je s usmjerivačem i ponovo pokrenite. Zatim za preostale Raspberry Pi -jeve umetnite SD kartice u sve njih, povežite ih na isti usmjerivač kao i vaš Master Pi, a zatim ih sve pokrenite. Nijedan sekundarni Pi ne mora imati tastature, miševe ili monitore.

Nakon što se svi Pi -i uključe, koristeći naš Master Pi, trebali bismo moći dobiti IP adrese svakog Pi -a na mreži. Evo kako:

1. Prvo instalirajte NMAP

   sudo apt-get update

   sudo apt-get install nmap

2. Zatim nabavite trenutni IP za master Pi

   ifconfig

3. Sada možete skenirati podmrežu usmjerivača za druge Pi IP adrese

   sudo nmap -sn 192.168.1.*

Kopirajte sve IP adrese koje se odnose na ostale Raspberry Pi na mreži. Tada ćemo moći koristiti te IP -ove za povezivanje na svaki drugi Pi pomoću SSH -a. Ono što prvo moramo učiniti je preimenovati svaki od sekundarnih Pi u jedinstveno ime mreže. Trenutno su svi postavljeni na Pi01. Pretpostavimo da je jedna od sekundarnih IP adresa 192.168.0.3, evo kako se možete povezati s njom i promijeniti joj ime:

1. Uspostavite SSH vezu

   ssh [email protected]

2. Pokrenite raspi-config

   sudo raspi-config

3. U sučelju se pomaknite dolje do opcije Napredno, a zatim odaberite Ime hosta.
4. Za ime hosta promijenite Pi01 na sljedeći redni broj, a to je Pi02.

5. Zatim izađite iz SSH sesije

   Izlaz

Želite ponoviti te korake za svaki drugi Pi na mreži preimenovanjem u Pi03, Pi04 itd.

Na svom master Pi -u želite stvoriti novu tekstualnu datoteku pod nazivom "machinefile"

nano mašinski fajl

I u njemu želite unijeti svaku od Pi -ovih IP adresa (uključujući glavnu IP adresu) u novi red, a zatim spremiti datoteku.

U ovom trenutku mogli bismo pokrenuti testnu datoteku koristeći

mpiexec -f machinefile -n 4 ime hosta

ali će pogriješiti ako kaže da je došlo do "greške pri provjeri ključa domaćina". Pa u sljedećem koraku ispravimo to.

Korak 8: Provjera ključeva domaćina

Da bismo to popravili tako da komunikacija sa svakim Pi ne dovodi do greške u verifikaciji ključa domaćina, moramo stvoriti i zamijeniti ključeve za svaki od naših Raspberry Pi -ja. Ovaj dio bi se mogao malo zakomplicirati, ali nadam se da ćete ostati sa mnom.

1. Na Master Pi -u, u zadanoj početnoj mapi, stvorite novi ključ.

   cd ~

   ssh-keygen

2. Idite u mapu ssh i kopirajte datoteku ključa u novu datoteku pod nazivom "pi01"

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi01

3. Zatim se želite povezati putem SSH -a u Pi02 i ponovite iste korake za kreiranje Pi02 datoteke ključa

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi02

4. Prije nego što izađemo iz Pi02, moramo kopirati ključnu datoteku Pi01 u nju i autorizirati je.

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

   cat pi01 >> ovlašteni_ključevi

   Izlaz

5. Kada je Pi02 gotov, ponovite sve ove korake za Pi03

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi03

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

   cat pi01 >> ovlašteni_ključevi

   Izlaz

6. Ponovite posljednji korak za preostale Pi -jeve koje imate na mreži.

7. Nakon generiranja ključeva za svaki Pi, vratite se na svoj Master Pi i prekopirajte sve ključeve generirane na svakom od Pi -ja.

   k.č. 192.168.1.3:/home/pi/.ssh/pi02

   cat pi02 >> ovlašteni_ključevi

   k.č. 192.168.1.4:/home/pi/.ssh/pi03

   cat pi03 >> ovlašteni_ključevi

   k.č. 192.168.1.5:/home/pi/.ssh/pi02

   cat pi04 >> ovlašteni_ključevi

8. (ponovite za što više Pi -ova na vašoj mreži)

Korak 9: Pokretanje programa na vašem superračunaru

Sada bi sve trebalo biti postavljeno. Dok ste još na Master Pi -u, pokušajte ponovo pokrenuti ovu mašinsku datoteku:

cd ~

mpiexec -f machinefile -n 4 ime hosta

Ako je sve učinjeno ispravno, trebalo bi vratiti IP adrese svih vaših Raspberry Pi -ja. Sada kada smo uspješno isprobali naše superračunalo, dozvolite da pokrenemo python program na njemu:

1. Preuzmite i raspakirajte moju testnu skriptu za razbijanje lozinke Python.

   wget

   tar -zxf python_test.tar.gz

2. Uredite hash lozinke na onu koju želite razbiti.

   nano python_test/md5_attack.py

3. Kopirajte Python datoteku na sve svoje Pi -ove.

   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. (ponovite za sve preostale Pi)

5. Pokrenite python skriptu.

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

Skripta će se koristiti koristeći procesorsku snagu svih Pi -ova na vašoj mreži! Slobodno ga isprobajte koristeći vlastitu python skriptu!

Treća nagrada na takmičenju Raspberry Pi 2016