چگونه یک ابر رایانه رزبری پای بسازیم!: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

رزبری پای به خودی خود دارای مشخصات چشمگیر نیست. اما با قیمت بسیار ارزان ، خرید چندین دستگاه و اتصال آنها به استفاده از قدرت پردازشی ترکیبی آنها می تواند به طور بالقوه یک کامپیوتر ارزان قیمت مناسب بسازد. چندین دکل چشمگیر ساخته شده است که ده ها پی را به هم متصل می کند. بنابراین ، در این دستورالعمل ، بیایید چگونگی فناوری پشت محاسبات خوشه ای را بیاموزیم و Bramble Pi خود را بسازیم!

مرحله 1: نسخه ویدئویی را تماشا کنید

من همچنین یک نسخه ویدئویی دو قسمتی از همین پروژه دقیق ساخته ام. بنابراین اگر اهل مطالعه نیستید ، به عقب ضربه بزنید و ویدیوها را تماشا کنید! لطفاً توجه داشته باشید که نسخه ویدئویی از Raspbian Wheezy استفاده می کند. با این حال ، دستورالعمل های زیر برای Raspbian Distro فعلی است ، که در زمانی که این مطلب را می نویسم جسی است.

مرحله 2: آنچه شما نیاز دارید

برای پیگیری این پروژه ، بخشهایی را که باید بدست آورید در اینجا آورده شده است

در اینجا آنچه شما نیاز دارید:

1. 2 یا بیشتر رزبری پای
2. کارت های SD برای هر Pi
3. کابل برق برای هر Pi
4. هاب USB قدرتمند (اختیاری)
5. کابل های شبکه
6. یک هاب یا یک روتر

هزینه کل: 100.00 دلار آمریکا

مرحله 3: نصب و پیکربندی Raspbian

هنگامی که همه قسمت ها را در اختیار دارید ، مرحله بعدی این است که سیستم عامل Raspbian را در یکی از Raspberry Pi بارگیری و پیکربندی کنید. این استاد Pi شما خواهد بود. در اینجا مراحل:

1. تصویر Raspbian را از اینجا بارگیری کنید.

2. تصویر Raspbian را در هر کارت SD که برای هر Raspberry Pi دارید رایت کنید.

   1. اگر ویندوز دارید ، می توانید این دستورالعمل ها را دنبال کنید.
   2. اگر Mac دارید ، می توانید این دستورالعمل ها را دنبال کنید.
3. هنگامی که تصویر در کارت SD شما سوزانده شد ، آن را در هر کدام از رزبری پای قرار دهید و آن را بوت کنید.

4. در اولین بوت ، باید Desp Raspperry Pi Desktop را ببینید. روی نماد منو در گوشه سمت چپ بالا کلیک کنید و به Preferences> Raspberry Pi Configuration بروید. در اینجا گزینه هایی است که برای پیکربندی نیاز داریم

   1. در صورت نیاز فایل سیستم را گسترش دهید
   2. نام میزبان را به Pi01 تغییر دهید
   3. گزینه بوت را به CLI (رابط خط فرمان) تغییر دهید ، زیرا ما واقعاً از رابط دسکتاپ استفاده نمی کنیم.
   4. روی برگه "Interfaces" کلیک کرده و مطمئن شوید که SSH فعال است.
   5. روی برگه "اورکلاک" کلیک کنید و "Turbo" را انتخاب کنید.
   6. حافظه GPU را به 16 مگابایت تغییر دهید.
   7. روی برگه "Localization" کلیک کنید و طرح صفحه کلید خود را مطابق با کشورهای خود تنظیم کنید.
   8. پس از پایان پیکربندی ، Pi خود را راه اندازی مجدد کنید.

مرحله 4: نصب MPICH

ما هنوز از یک Pi به عنوان اصلی استفاده می کنیم ، اکنون باید نرم افزار اصلی را نصب کنیم که به ما امکان می دهد از قدرت پردازش همه Pi ها در شبکه خود استفاده کنیم. آن نرم افزار MPICH نامیده می شود که یک رابط انتقال پیام است. در اینجا آنچه باید برای نصب آن انجام دهید:

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 gfortran را نصب کنید

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

راه اندازی مجدد sudo

mpiexec -n 1 نام میزبان

این دستورات MPICH را بارگیری و نصب می کند و همچنین آن را به عنوان یک مسیر به فایل بوت BASHRC شما اضافه می کند. آخرین فرمان آزمایشی را اجرا می کند تا ببیند آیا کار می کند یا خیر. اگر آخرین دستور "Pi01" را باز می گرداند ، پس همه کارها را با موفقیت انجام دادید.

مرحله 5: نصب MPI4PY

MPICH می تواند برنامه های C و Fortran را اجرا کند. اما از آنجا که Raspberry Pi محیط برنامه نویسی پایتون را از پیش نصب کرده است ، نصب مترجم پایتون به MPI آسان ترین راه است. در اینجا دستوراتی برای انجام این کار آمده است:

sudo aptitude python-dev را نصب کنید

wget

tar -zxf mpi4py -1.3.1

سی دی mpi4py-1.3.1

python setup.py build

python setup.py install

صادرات PYTHONPATH =/home/pi/mpi4py-1.3.1

mpiexec -n 5 python demo/helloworld.py

آخرین فرمان باید پنج پاسخ را برگرداند. هر یک فرایند متفاوتی در Pi01 در اجرای برنامه پایتون "Hello World" است که ما تازه ساخته ایم.

مرحله 6: کپی کردن تصویر

اکنون که ما پی پی اصلی خود را با موفقیت پیکربندی کرده ایم ، باید تصویر کارت SD آن Pi را در سایر Pi ها کپی کنیم. در اینجا نحوه انجام این کار در ویندوز آمده است:

1. کارت SD اصلی را از Pi خارج کرده و آن را در رایانه خود قرار دهید.
2. با استفاده از Win32DiskImager ، از دکمه "Read" برای ذخیره محتویات کارت SD در رایانه خود استفاده کنید.
3. کارت اصلی SD را خارج کرده و کارت SD را برای یکی از Pi های دیگر وارد کنید. سپس از گزینه Win32DiskImager "Write" برای نوشتن تصویری که در کارت SD جدید ذخیره کرده اید استفاده کنید.
4. مرحله 3 را تکرار کنید تا تصویر اصلی روی همه کارت های SD نوشته شود.

مرحله 7: پیکربندی باقی مانده رزبری پای

اکنون که همه کارت های SD را آماده کرده ایم ، کارت SD Master را مجدداً در Master Pi قرار دهید ، آن را به روتر متصل کرده و مجددا بوت کنید. سپس برای رزبری پای باقی مانده ، کارت های SD را در همه آنها قرار دهید ، آنها را به روتر مشابه Master Pi خود متصل کرده و سپس همه را بوت کنید. هیچ یک از Pi های ثانویه نیازی به صفحه کلید ، ماوس یا مانیتور ندارند.

وقتی همه Pi ها روشن شدند ، با استفاده از Master Pi ما ، باید بتوانیم آدرس IP هر Pi را در شبکه دریافت کنیم. در اینجا نحوه:

1. ابتدا NMAP را نصب کنید

   sudo apt-get update

   sudo apt-get nmap نصب کنید

2. سپس IP فعلی master Pi را دریافت کنید

   ifconfig

3. اکنون می توانید زیر شبکه روترهای خود را برای سایر آدرس های IP Pi اسکن کنید

   sudo nmap -sn 192.168.1.*

تمام آدرس های IP مربوط به دیگر رزبری پای در شبکه را کپی کنید. سپس می توانیم از این IP ها برای اتصال به Pi های دیگر با استفاده از SSH استفاده کنیم. آنچه ابتدا باید انجام دهیم این است که نام هر یک از Pi های ثانویه را به یک نام شبکه منحصر به فرد تغییر دهیم. در حال حاضر همه آنها روی Pi01 تنظیم شده اند. با فرض اینکه یکی از آدرس های IP ثانویه Pi 192.168.0.3 است ، در اینجا نحوه اتصال به آن و تغییر نام آن آمده است:

1. یک اتصال SSH ایجاد کنید

   ssh [email protected]

2. raspi-config را اجرا کنید

   sudo raspi-config

3. در رابط کاربری ، به قسمت Advanced رفته و سپس نام میزبان را انتخاب کنید.
4. برای نام میزبان ، Pi01 را به شماره متوالی بعدی ، Pi02 تغییر دهید.

5. سپس از جلسه SSH خارج شوید

   خروج

شما می خواهید این مراحل را برای هر یک از Pi های دیگر در شبکه تکرار کنید و آنها را به Pi03 ، Pi04 و غیره تغییر نام دهید.

در Master Pi خود ، می خواهید یک فایل متنی جدید به نام "machinefile" ایجاد کنید

فایل ماشین نانو

و در آن ، می خواهید هر یک از آدرس های IP Pi (از جمله آدرس IP اصلی) را در یک خط جدید تایپ کرده و سپس فایل را ذخیره کنید.

در این مرحله ، می توانیم یک فایل آزمایشی را با استفاده از اجرا کنیم

mpiexec -f machinefile -n 4 نام میزبان

، اما با بیان اینکه "تأیید کلید تأیید کلید میزبان" وجود داشته باشد ، خطا رخ می دهد. بنابراین در مرحله بعد ، بیایید آن را برطرف کنیم.

مرحله 8: تأیید کلیدهای میزبان

برای رفع آن به گونه ای که برقراری ارتباط با هر Pi منجر به عدم تأیید کلید میزبان نشود ، ما باید برای هر یک از Raspberry Pi کلید ایجاد و تعویض کنیم. این بخش ممکن است کمی پیچیده شود ، اما امیدوارم بتوانید با من بمانید.

1. در Master Pi ، در پوشه پیش فرض خانه ، یک کلید جدید ایجاد کنید.

   سی دی

   ssh-keygen

2. به پوشه ssh بروید و فایل کلید را در یک فایل جدید به نام "pi01" کپی کنید

   سی دی.ssh

   cp id_rsa.pub pi01

3. در مرحله بعد می خواهید از طریق SSH به Pi02 متصل شوید و همان مراحل را برای ایجاد یک فایل کلید Pi02 تکرار کنید

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   سی دی.ssh

   cp id_rsa.pub pi02

4. قبل از خروج از Pi02 ، باید فایل کلید Pi01 را روی آن کپی کرده و آن را مجاز کنیم.

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

   cat pi01 >> چینیهای مجاز_

   خروج

5. با انجام Pi02 ، تمام مراحل را برای Pi03 تکرار کنید

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   سی دی.ssh

   cp id_rsa.pub pi03

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

   cat pi01 >> چینیهای مجاز_

   خروج

6. آخرین مرحله را برای بقیه Pi های موجود در شبکه خود تکرار کنید.

7. پس از ایجاد کلید برای هر یک از Pi ها ، به Master Pi خود بازگردید و تمام کلیدهای ایجاد شده روی هر Pi را کپی کنید.

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

   cat pi02 >> چینیهای مجاز_

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

   cat pi03 >> چینیهای مجاز_

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

   cat pi04 >> چینیهای مجاز_

8. (برای تعداد زیادی Pi در شبکه شما تکرار کنید)

مرحله 9: اجرای برنامه بر روی ابر رایانه خود

حالا همه چیز باید تنظیم شود. در حالی که هنوز روی Master Pi خود هستید ، این فایل ماشین را دوباره اجرا کنید:

سی دی

mpiexec -f machinefile -n 4 نام میزبان

اگر همه چیز به درستی انجام شده است ، باید آدرس IP تمام رزبری پای شما را برگرداند. اکنون که ما فوق رایانه خود را با موفقیت آزمایش کرده ایم ، اجازه دهید یک برنامه پایتون را روی آن اجرا کنیم:

1. اسکریپت تست رمز عبور تست شده Python من را بارگیری و از حالت فشرده خارج کنید.

   wget

   tar -zxf python_test.tar.gz

2. هش گذرواژه را به یکی از مواردی که می خواهید کرک کنید ، ویرایش کنید.

   nano python_test/md5_attack.py

3. فایل پایتون را در تمام Pi های خود کپی کنید.

   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. (برای تمام Pi های باقی مانده تکرار کنید)

5. اسکریپت پایتون را اجرا کنید.

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

اسکریپت با استفاده از قدرت پردازش همه Pi ها در شبکه شما اجرا می شود! با خیال راحت آن را با استفاده از اسکریپت پایتون خود آزمایش کنید!

سومین جایزه در مسابقه رزبری پای 2016