如何让计算机工作环境更便捷？几行简单的命令即可

 作为长期从事数据科学相关工作的人，作者很喜欢便捷的工作环境，并为此探索出来一些小技巧。通过这些技巧，可以将日常一些重复性或者枯燥的简单工作变得「自动化」，使计算机的工作环境更加友好。

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过去几年里，我一直从事数据科学/研究项目，本科就做了一些与这个行业相关的工作，现在是研究生在读，也在做这方面的研究。作为一个喜欢便捷环境的人，我总是喜欢改进我的工作方式，将日常的枯燥过程变得「自动化」。在这篇文章中，我将描述如何使环境更便于使用。

我使用的设置包含以下组件：

  • 个人电脑（Linux 发行版）
  • 网关
  • 远程服务器

由于我研究的项目计算量巨大，笔记本电脑无法负担。因此，我需要这些机器辅助我。出于安全原因，远程服务器无法直接访问，这意味着它们只能由网关机器访问。

连接服务器的基本方法是首先将 ssh 连接到网关，然后将 ssh 连接到服务器，每次连接时都需要输入用户名和密码。输入一遍又一遍是相当麻烦的。现在我将介绍如何使用单个命令轻松连接到两个服务器。

充分利用 SSH

关于 SSH

SSH是一种安全协议，允许用户控制他们连接的服务器。使用 ssh 连接到远程服务器的常用方法是使用以下命令：ssh user@host，然后获得一个密码提示符。在这篇文章中，我不会详细介绍 ssh 的工作原理，只是利用 ssh 基本的使用知识。

无需密码即可连接

首先创建一个认证密钥，并将公共密钥传输到我们想连接的服务器。我们从设置连接开始——从笔记本电脑到网关。

我们将使用一个名为 ssh-copy 的小软件。它为我们完成所有工作，我们需要做的就是在终端中键入以下命令：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ssh-keygen -t rsa # create an SSH key, if needed. 
    2. 
  
  
  
  
  2. ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub user@host 
    3.
  • Linux 用户应该已经安装了这个软件。
  • Mac 用户需要通过命令 brew install ssh-copy-id 安装 ssh-copy 工具。

ssh-copy-id 命令将 SSH 密钥复制到服务器，如果需要，创建相应的 文件夹，将公钥作为授权密钥添加到服务器的.ssh / authorized_keys 文件中。

如果由于某种原因这不起作用，只需复制粘贴以下命令，这基本就是 ssh-copy 的作用：

打开终端并运行以下步骤：

  • 生成一对认证密钥。系统将要求你输入任意密码。ssh-keygen -t rsa
  • 在远程计算机上创建一个 文件夹（如果已存在则无需创建）ssh user@host mkdir -p .ssh
  • 将之前生成的公钥添加到远程计算机。cat .ssh/id_rsa.pub | ssh user@host 'cat >> .ssh/authorized_keys'

OK！从现在开始，你无需密码即可轻松访问服务器。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ssh user@host 
    2.

要从网关连接服务器，遵循相同的步骤（如果尚未配置）。

方便的 SSH

现在要做的是进阶版。与每次 ssh 都使用完整主机名+用户名不同，我们可以使它更方便——无论是网关或代理机器。

在本地计算机的~/.ssh/config 文件下插入以下内容：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Host gate 
    2. 
  
  
  
  
  2.  HostName [gateway.name] 
    3. 
  
  
  
  
  3.  User [user] 
    4. 
  
  
  
  
  4. Host work1 
    5. 
  
  
  
  
  5.  HostName [machine.name] 
    6. 
  
  
  
  
  6.  user [user] 
    7. 
  
  
  
  
  7.  ProxyCommand ssh gate nc %h %p 
    8.

还有一个有用的配置参数名为「IdentityFile」，它在处理多个公钥/私钥对时非常有用。假设你除了个人账户外，有一个 github 的工作帐户。那你就需要另一个公钥-私钥对，但你还是需要一个方便的接口。以下是在配置文件中进行设置的示例：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Host company-github 
    2. 
  
  
  
  
  2.  User git 
    3. 
  
  
  
  
  3.  HostName company.github.com 
    4. 
  
  
  
  
  4.  IdentityFile ~/.ssh/github.comp.key 
    5.

每个 ssh 连接将使用匹配的密钥进行连接。

为了使每个服务器轻松连接，我们可以以类似的方式添加所有远程服务器。

现在，只需要简单的命令 ssh gate 或 ssh work1，就可以直接连接到网关或 work1 服务器，无需任何密码或其它连接。

隧道（Tunneling）

现在我们可以方便地访问远程服务器，然后可以使用隧道来实现对计算机中服务器资源的无缝访问。这样，我们可以在远程机器（具有大量内存）上运行 Jupyter notebook，并在浏览器上与它进行交互。它可以实现如下功能：

  • 关闭计算机，并保持 notebook 在服务器上运行。
  • 从另一台计算机也可以打开和访问同一 notebook。
  • 保持模型可在远程服务器上加载。即加载一次即可访问（或直到管理员重启）。

例如，如果我们想在端口 9100 上打开服务器 work1 上的 notebook，可以使用以下命令打开到端口 9200 上的计算机的隧道：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. *ssh* *-N* *-f* *-L* *localhost*:9200:localhost:9100 *work1* 
    2.

有趣的隧道

现在你已经了解如何设置隧道，你可以一直使用这个技巧（至少我一直这样做）。现在以 Jupyter notebook 和 Tensorboard 为例做一个演示。Tensorboard 服务器不会消耗很多资源，但 notebooks 有时会。由于不同的项目使用的机器不同（为平衡负载），因此会使用不同的隧道，所以我有时不记得哪个端口用于什么应用，更不用说在哪个服务器上了。

最终，我们转向自己的机器，控制的变量是端口号，而这些数字很快会被遗忘。我最近找到了一部分解决方案。我没有在 localhost：xxxx 上打开应用程序，而是生成了新的域名，这些域名只转发到 localhost 主机。这虽然没有解决端口问题，但现在每个应用程序都有自己的名称，没有混淆，在使用一两次后，现代浏览器就会记住端口，所以你只需记住你为每个程序起的名称即可。

要进行域转发，请执行以下操作：

  • 使用 sudo [vim|nano|...] /etc/hosts 打开/etc/hosts 文件
  • 你应该在某处（可能在顶部）发现这一行：127.0.0.1 localhost
  • 复制该行，使用你为应用程序取的名字替换 localhost 的名称（例如，tensorboard）。

现在你可以在 tensorboard:8100 上找到 tensorboard 应用。

但端口问题仍然没有解决，欢迎提出建议。

更多便捷技巧

保持 SSH 打开

如果你已经使用隧道一段时间，你可能发现如果闲置几分钟后，隧道往往在不工作时都会断开连接。如果你同时在处理好几件事，而没有一直使用隧道，那这个重复连接的工作真的很烦人。通过在 ssh 配置文件中添加一行简单语句，这个问题就可以很容易解决。这样，每隔 x 秒，一个'唤醒（sign-of-life）'信号会被发送到服务器上。在本地计算机上，编辑 /etc/ssh/ssh_config 文件（带有 sudo）并在 Host *行后输入以下行：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. ServerAliveInterval 120 
    2.

这适用于所有 ssh 连接。如果不想所有的 ssh 都保持连接，则可以通过给~/.ssh/config 配置文件添加相同的行来仅连接特定的 ssh。配置如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Host gate 
    2. 
  
  
  
  
  2.  HostName gateway.name 
    3. 
  
  
  
  
  3.  User user 
    4. 
  
  
  
  
  4.  IdentityFile ~/.ssh/gateway 
    5. 
  
  
  
  
  5.  ServerAliveInterval 120 
    6.

Autossh

现在，隧道在不工作时也不会关闭，事情看起来很顺利。但当你准备睡觉（人总要休息啊）时，你就会暂停/休眠你的电脑（不是关机）。第二天，你想重新开始工作，你在本地计算机上准备打开隧道时发现，...... 连接已关闭，你需要重新打开它。这也让人心累不是吗？幸运的是，这也有解决方案！

关于 autossh：http://www.harding.motd.ca/autossh/

这个绝妙的程序将保证你的 ssh 连接一直开启，除非关闭计算机。只要没有关机，ssh 就一直是连接着的。例如，你可以将计算机置于休眠状态，断开 Wifi 等连接，但一旦重新联机，此程序将重新为你连接 ssh。

通过运行以下行来安装 autossh：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. sudo apt-*get* install autossh 
    2.

现在运行以下命令：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. *autossh* *-M* 20000 *-N* *-f* *-L* *localhost*:9201:localhost:9100 *work1* 
    2.

这与我们之前看到的命令非常相似，除了命令名称（duh）和 -M 20000 标志（这是显示器所在的端口）。

IntelliJ 集成

在 Pycharm 专业版中，有一个很好的功能，即可以连接远程服务器并直接在上面工作。你可以在自己的计算机上编写代码，在远程服务器上运行代码，或者在远程服务器上完全同步整个存储库。

interlliJ 界面会不时变化，但主题不变。我将介绍特定版本 - V. 2018.1.4 的步骤。

  • 进入 Pycharm 的设置界面
  • 构建，执行，部署 - >部署
  • 单击绿色+，创建新的部署设置
  • 输入相关信息（名称、主机、端口（通常为 22）、根路径和用户名）

现在右键点击项目文件夹，在部署键下，你可以上传、下载项目或使其与远程位置同步（可以设置快捷键）。

使用远程解释器：

  • 进入项目设置栏
  • 在项目解释器标记下（在项目解释器选项附近，有一个小齿轮按钮）。单击它，然后点击「添加」。
  • 在左侧菜单中，单击 SSH 解释器
  • 单击「现有服务器配置」选项，使用我们之前创建的部署配置。
  • 选择远程解释器（例如 anaconda / python）
  • ... 全部完成

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