Cara Membuat SuperComputer Raspberry Pi!: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Dengan sendirinya Raspberry Pi tidak membanggakan spesifikasi yang mengesankan. Tetapi dengan harga yang sangat murah, membeli beberapa di antaranya dan menghubungkannya untuk digunakan menggabungkan kekuatan pemrosesan yang berpotensi menghasilkan komputer berbiaya rendah yang layak. Ada beberapa rig mengesankan yang dibangun menghubungkan lusinan Pi bersama-sama. Jadi dalam instruksi ini, mari kita jelajahi bagaimana teknologi di balik komputasi cluster dan buat Bramble Pi kita sendiri!

Langkah 1: Tonton Versi Video

Saya juga telah membuat versi video dua bagian dari proyek yang sama persis ini. Jadi jika Anda bukan orang yang suka membaca, tendang kembali dan tonton videonya! Harap dicatat bahwa versi video menggunakan Raspbian Wheezy. Namun, petunjuk di bawah ini adalah untuk Distro Raspbian saat ini, yaitu Jessie pada saat saya menulis ini.

Langkah 2: Apa yang Anda Butuhkan

Untuk mengikuti proyek ini, berikut adalah bagian yang perlu Anda dapatkan

Inilah yang Anda perlukan:

1. 2 atau lebih Raspberry Pi
2. Kartu SD untuk setiap Pi
3. Kabel Daya untuk setiap Pi
4. Hub USB Bertenaga (opsional)
5. Kabel Jaringan
6. Hub atau Router

JUMLAH BIAYA: ~$100.00

Langkah 3: Menginstal dan Mengonfigurasi Raspbian

Setelah Anda memiliki semua bagian, langkah selanjutnya adalah mengunduh dan mengkonfigurasi OS Raspbian di salah satu Raspberry Pi. Ini akan menjadi tuanmu Pi. Berikut langkah-langkahnya:

1. Unduh Gambar Raspbian dari sini.

2. Bakar gambar Raspbian ke setiap Kartu SD yang Anda miliki untuk setiap Raspberry Pi.

   1. Jika Anda memiliki Windows, Anda dapat mengikuti petunjuk ini.
   2. Jika Anda memiliki Mac, Anda dapat mengikuti petunjuk ini.
3. Setelah gambar dibakar ke Kartu SD Anda, masukkan ke masing-masing Raspberry Pi dan boot.

4. Saat boot pertama, Anda akan melihat Desktop Rasbperry Pi. Klik ikon menu di sudut kiri atas dan buka Preferences > Raspberry Pi Configuration. Inilah opsi yang perlu kita konfigurasi

   1. Perluas Sistem FileJika diperlukan.
   2. Ubah nama host menjadi Pi01
   3. Ubah opsi boot ke CLI (Command Line Interface), karena kita tidak akan benar-benar menggunakan Desktop Interface.
   4. Jam pada tab "Antarmuka" dan pastikan SSH diaktifkan.
   5. Klik pada tab "Overclock" dan pilih "Turbo".
   6. Ubah memori GPU menjadi 16mb.
   7. Klik pada tab "Lokalisasi" dan atur tata letak keyboard Anda agar sesuai dengan negara Anda.
   8. Selesaikan konfigurasi, dan reboot Pi Anda.

Langkah 4: Menginstal MPICH

Masih menggunakan hanya satu Pi sebagai master, sekarang kita perlu menginstal perangkat lunak utama yang memungkinkan kita menggunakan kekuatan pemrosesan semua Pi di jaringan kita. Software itu bernama MPICH, yang merupakan Message Passing Interface. Inilah yang perlu Anda lakukan untuk menginstalnya:

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 membuat

sudo make install

nano.bashrc

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

sudo reboot

mpiexec -n 1 nama host

Perintah-perintah ini akan mengunduh dan menginstal MPICH, serta menambahkannya sebagai jalur ke file boot BASHRC Anda. Perintah terakhir menjalankan tes untuk melihat apakah itu berfungsi. Jika perintah terakhir mengembalikan "Pi01", maka Anda berhasil melakukan semuanya.

Langkah 5: Menginstal MPI4PY

Seperti itu, MPICH dapat menjalankan program C dan Fortran. Tetapi karena Raspberry Pi memiliki lingkungan pengkodean Python yang sudah diinstal sebelumnya, akan lebih mudah untuk menginstal juru bahasa Python ke MPI. Berikut perintah untuk melakukannya:

sudo aptitude install python-dev

wget

tar -zxf mpi4py-1.3.1

cd mpi4py-1.3.1

python setup.py build

python setup.py instal

ekspor PYTHONPATH=/home/pi/mpi4py-1.3.1

mpiexec -n 5 python demo/helloworld.py

Perintah terakhir itu harus mengembalikan lima tanggapan. Masing-masing adalah proses yang berbeda pada Pi01 yang menjalankan program python "Hello World" yang baru saja kita buat.

Langkah 6: Menyalin Gambar

Sekarang kita telah berhasil mengonfigurasi master Pi kita, kita perlu menyalin gambar kartu SD Pi itu ke semua Pi lainnya. Inilah cara Anda dapat melakukannya di Windows:

1. Keluarkan Kartu SD master dari Pi dan masukkan ke komputer Anda.
2. Menggunakan Win32DiskImager, gunakan tombol "Baca" untuk menyimpan konten kartu SD ke komputer Anda.
3. Keluarkan Kartu SD master dan masukkan kartu SD untuk salah satu Pi lainnya. Kemudian gunakan opsi "Tulis" Win32DiskImager untuk menulis gambar yang kami simpan ke Kartu SD baru.
4. Ulangi langkah 3 sampai Anda memiliki gambar master yang ditulis ke semua kartu SD.

Langkah 7: Mengonfigurasi Raspberry Pi yang Tersisa

Sekarang setelah kita menyiapkan semua Kartu SD, masukkan Kartu Master SD kembali ke Master Pi, sambungkan ke router dan boot kembali. Kemudian untuk Raspberry Pi yang tersisa, masukkan Kartu SD ke semuanya, sambungkan ke router yang sama dengan Master Pi Anda, lalu boot semuanya. Tak satu pun dari Pi sekunder perlu memiliki keyboard, mouse, atau monitor.

Setelah semua Pi dinyalakan, menggunakan Master Pi kita, kita seharusnya bisa mendapatkan alamat IP dari setiap Pi di jaringan. Berikut caranya:

1. Pertama Instal NMAP

   sudo apt-get update

   sudo apt-get install nmap

2. Kemudian dapatkan IP saat ini untuk master Pi

   ifconfig

3. Sekarang Anda dapat memindai subnet router Anda untuk alamat IP Pi lainnya

   sudo nmap -sn 192.168.1.*

Salin semua alamat IP yang terkait dengan Raspberry Pi lain di jaringan. Kami kemudian akan dapat menggunakan IP tersebut untuk terhubung ke masing-masing Pi lainnya menggunakan SSH. Yang perlu kita lakukan pertama adalah mengganti nama masing-masing Pi sekunder menjadi nama jaringan yang unik. Saat ini semuanya sudah diatur ke Pi01. Dengan asumsi bahwa salah satu alamat IP sekunder Pi adalah 192.168.0.3, inilah cara Anda dapat menghubungkannya dan mengubah namanya:

1. Buat koneksi SSH

   ssh [email protected]

2. Jalankan raspi-config

   sudo raspi-config

3. Di antarmuka, gulir ke bawah ke opsi Lanjutan, lalu pilih Nama Inang.
4. Untuk nama host, ubah Pi01 ke nomor urut berikutnya, yaitu Pi02.

5. Kemudian keluar dari sesi SSH

   keluar

Anda ingin mengulangi langkah-langkah tersebut untuk masing-masing Pi lain di jaringan dengan mengganti namanya menjadi Pi03, Pi04, dll.

Di master Pi Anda, Anda ingin membuat file teks baru bernama "machinefile"

file mesin nano

Dan di dalamnya, Anda ingin mengetikkan setiap alamat IP Pi (termasuk alamat IP Master) pada baris baru dan kemudian menyimpan file.

Pada titik ini, kita dapat menjalankan file pengujian menggunakan

mpiexec -f machinefile -n 4 nama host

tetapi akan muncul kesalahan dengan mengatakan bahwa ada "kegagalan verifikasi kunci host". Jadi pada langkah selanjutnya, mari kita perbaiki itu.

Langkah 8: Memverifikasi Kunci Host

Untuk memperbaikinya sehingga berkomunikasi dengan setiap Pi tidak mengakibatkan kegagalan verifikasi kunci host, kita perlu membuat dan menukar kunci untuk masing-masing Raspberry Pi kita. Bagian ini mungkin sedikit rumit, tapi semoga Anda bisa tetap bersama saya.

1. Di Master Pi, di folder beranda default, buat kunci baru.

   cd~

   ssh-keygen

2. Arahkan ke folder ssh dan salin file kunci ke file baru bernama "pi01"

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi01

3. Selanjutnya Anda ingin terhubung melalui SSH ke Pi02 dan ulangi langkah yang sama untuk membuat keyfile Pi02

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi02

4. Sebelum keluar dari Pi02, kita perlu menyalin keyfile Pi01 ke sana dan mengotorisasinya.

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

   cat pi01 >> otorisasi_keys

   keluar

5. Dengan Pi02 selesai, ulangi semua langkah untuk Pi03

   ssh [email protected]

   ssh-keygen

   cd.ssh

   cp id_rsa.pub pi03

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

   cat pi01 >> otorisasi_keys

   keluar

6. Ulangi langkah terakhir untuk sisa Pi yang Anda miliki di jaringan Anda.

7. Setelah membuat kunci untuk masing-masing Pi, keluar kembali ke Master Pi Anda dan salin semua kunci yang dihasilkan pada masing-masing Pi.

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

   cat pi02 >> otorisasi_keys

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

   cat pi03 >> otorisasi_keys

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

   cat pi04 >> otorisasi_keys

8. (ulangi untuk sebanyak mungkin Pi di jaringan Anda)

Langkah 9: Menjalankan Program di Superkomputer Anda

Sekarang semuanya harus diatur. Saat masih di Master Pi Anda, coba jalankan file mesin ini lagi:

cd ~

mpiexec -f machinefile -n 4 nama host

Jika semuanya dilakukan dengan benar, itu akan mengembalikan alamat IP semua Raspberry Pi Anda. Sekarang kita telah berhasil menguji superkomputer kita, mari jalankan program python di atasnya:

1. Unduh dan unzip skrip pengujian kata sandi Python pengujian saya.

   wget

   tar -zxf python_test.tar.gz

2. Edit hash kata sandi ke yang ingin Anda pecahkan.

   nano python_test/md5_attack.py

3. Salin file Python ke semua Pi Anda.

   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. (ulangi untuk semua Pi yang tersisa)

5. Jalankan skrip python.

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

Skrip akan berjalan menggunakan kekuatan pemrosesan semua Pi di jaringan Anda! Jangan ragu untuk mengujinya menggunakan skrip python Anda sendiri!

Juara III Raspberry Pi Contest 2016