如何讓計算機工作環境更便捷？幾行簡單的命令即可
作為長期從事數據科學相關工作的人，作者很喜歡便捷的工作環境，并為此探索出來一些小技巧。通過這些技巧，可以將日常一些重復性或者枯燥的簡單工作變得「自動化」，使計算機的工作環境更加友好。
過去幾年里，我一直從事數據科學/研究項目，本科就做了一些與這個行業相關的工作，現在是研究生在讀，也在做這方面的研究。作為一個喜歡便捷環境的人，我總是喜歡改進我的工作方式，將日常的枯燥過程變得「自動化」。在這篇文章中，我將描述如何使環境更便于使用。
我使用的設置包含以下組件：
- 個人電腦（Linux 發行版）
- 網關
- 遠程服務器
由于我研究的項目計算量巨大，筆記本電腦無法負擔。因此，我需要這些機器輔助我。出于安全原因，遠程服務器無法直接訪問，這意味著它們只能由網關機器訪問。
連接服務器的基本方法是首先將 ssh 連接到網關，然后將 ssh 連接到服務器，每次連接時都需要輸入用戶名和密碼。輸入一遍又一遍是相當麻煩的。現在我將介紹如何使用單個命令輕松連接到兩個服務器。
充分利用 SSH
關于 SSH
SSH是一種安全協議，允許用戶控制他們連接的服務器。使用 ssh 連接到遠程服務器的常用方法是使用以下命令：ssh user@host，然后獲得一個密碼提示符。在這篇文章中，我不會詳細介紹 ssh 的工作原理，只是利用 ssh 基本的使用知識。
無需密碼即可連接
首先創建一個認證密鑰，并將公共密鑰傳輸到我們想連接的服務器。我們從設置連接開始——從筆記本電腦到網關。
我們將使用一個名為 ssh-copy 的小軟件。它為我們完成所有工作，我們需要做的就是在終端中鍵入以下命令：
- ssh-keygen -t rsa # create an SSH key, if needed.
- ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub user@host
- Linux 用戶應該已經安裝了這個軟件。
- Mac 用戶需要通過命令 brew install ssh-copy-id 安裝 ssh-copy 工具。
ssh-copy-id 命令將 SSH 密鑰復制到服務器，如果需要，創建相應的 文件夾，將公鑰作為授權密鑰添加到服務器的.ssh / authorized_keys 文件中。
如果由于某種原因這不起作用，只需復制粘貼以下命令，這基本就是 ssh-copy 的作用：
打開終端并運行以下步驟：
- 生成一對認證密鑰。系統將要求你輸入任意密碼。ssh-keygen -t rsa
- 在遠程計算機上創建一個 文件夾（如果已存在則無需創建）ssh user@host mkdir -p .ssh
- 將之前生成的公鑰添加到遠程計算機。cat .ssh/id_rsa.pub | ssh user@host 'cat >> .ssh/authorized_keys'
OK！從現在開始，你無需密碼即可輕松訪問服務器。
- ssh user@host
要從網關連接服務器，遵循相同的步驟（如果尚未配置）。
方便的 SSH
現在要做的是進階版。與每次 ssh 都使用完整主機名+用戶名不同，我們可以使它更方便——無論是網關或代理機器。
在本地計算機的~/.ssh/config 文件下插入以下內容：
- Host gate
- HostName [gateway.name]
- User [user]
- Host work1
- HostName [machine.name]
- user [user]
- ProxyCommand ssh gate nc %h %p
還有一個有用的配置參數名為「IdentityFile」，它在處理多個公鑰/私鑰對時非常有用。假設你除了個人賬戶外，有一個 github 的工作帳戶。那你就需要另一個公鑰-私鑰對，但你還是需要一個方便的接口。以下是在配置文件中進行設置的示例：
- Host company-github
- User git
- HostName company.github.com
- IdentityFile ~/.ssh/github.comp.key
每個 ssh 連接將使用匹配的密鑰進行連接。
為了使每個服務器輕松連接，我們可以以類似的方式添加所有遠程服務器。
現在，只需要簡單的命令 ssh gate 或 ssh work1，就可以直接連接到網關或 work1 服務器，無需任何密碼或其它連接。
隧道（Tunneling）
現在我們可以方便地訪問遠程服務器，然后可以使用隧道來實現對計算機中服務器資源的無縫訪問。這樣，我們可以在遠程機器（具有大量內存）上運行 Jupyter notebook，并在瀏覽器上與它進行交互。它可以實現如下功能：
- 關閉計算機，并保持 notebook 在服務器上運行。
- 從另一臺計算機也可以打開和訪問同一 notebook。
- 保持模型可在遠程服務器上加載。即加載一次即可訪問（或直到管理員重啟）。
例如，如果我們想在端口 9100 上打開服務器 work1 上的 notebook，可以使用以下命令打開到端口 9200 上的計算機的隧道：
- *ssh* *-N* *-f* *-L* *localhost*:9200:localhost:9100 *work1*
有趣的隧道
現在你已經了解如何設置隧道，你可以一直使用這個技巧（至少我一直這樣做）。現在以 Jupyter notebook 和 Tensorboard 為例做一個演示。Tensorboard 服務器不會消耗很多資源，但 notebooks 有時會。由于不同的項目使用的機器不同（為平衡負載），因此會使用不同的隧道，所以我有時不記得哪個端口用于什么應用，更不用說在哪個服務器上了。
最終，我們轉向自己的機器，控制的變量是端口號，而這些數字很快會被遺忘。我最近找到了一部分解決方案。我沒有在 localhost：xxxx 上打開應用程序，而是生成了新的域名，這些域名只轉發到 localhost 主機。這雖然沒有解決端口問題，但現在每個應用程序都有自己的名稱，沒有混淆，在使用一兩次后，現代瀏覽器就會記住端口，所以你只需記住你為每個程序起的名稱即可。
要進行域轉發，請執行以下操作：
- 使用 sudo [vim|nano|...] /etc/hosts 打開/etc/hosts 文件
- 你應該在某處（可能在頂部）發現這一行：127.0.0.1 localhost
- 復制該行，使用你為應用程序取的名字替換 localhost 的名稱（例如，tensorboard）。
現在你可以在 tensorboard:8100 上找到 tensorboard 應用。
但端口問題仍然沒有解決，歡迎提出建議。
更多便捷技巧
保持 SSH 打開
如果你已經使用隧道一段時間，你可能發現如果閑置幾分鐘后，隧道往往在不工作時都會斷開連接。如果你同時在處理好幾件事，而沒有一直使用隧道，那這個重復連接的工作真的很煩人。通過在 ssh 配置文件中添加一行簡單語句，這個問題就可以很容易解決。這樣，每隔 x 秒，一個'喚醒（sign-of-life）'信號會被發送到服務器上。在本地計算機上，編輯 /etc/ssh/ssh_config 文件（帶有 sudo）并在 Host *行后輸入以下行：
- ServerAliveInterval 120
這適用于所有 ssh 連接。如果不想所有的 ssh 都保持連接，則可以通過給~/.ssh/config 配置文件添加相同的行來僅連接特定的 ssh。配置如下：
- Host gate
- HostName gateway.name
- User user
- IdentityFile ~/.ssh/gateway
- ServerAliveInterval 120
Autossh
現在，隧道在不工作時也不會關閉，事情看起來很順利。但當你準備睡覺（人總要休息啊）時，你就會暫停/休眠你的電腦（不是關機）。第二天，你想重新開始工作，你在本地計算機上準備打開隧道時發現，...... 連接已關閉，你需要重新打開它。這也讓人心累不是嗎？幸運的是，這也有解決方案！
關于 autossh：http://www.harding.motd.ca/autossh/
這個絕妙的程序將保證你的 ssh 連接一直開啟，除非關閉計算機。只要沒有關機，ssh 就一直是連接著的。例如，你可以將計算機置于休眠狀態，斷開 Wifi 等連接，但一旦重新聯機，此程序將重新為你連接 ssh。
通過運行以下行來安裝 autossh：
- sudo apt-*get* install autossh
現在運行以下命令：
- *autossh* *-M* 20000 *-N* *-f* *-L* *localhost*:9201:localhost:9100 *work1*
這與我們之前看到的命令非常相似，除了命令名稱（duh）和 -M 20000 標志（這是顯示器所在的端口）。
IntelliJ 集成
在 Pycharm 專業版中，有一個很好的功能，即可以連接遠程服務器并直接在上面工作。你可以在自己的計算機上編寫代碼，在遠程服務器上運行代碼，或者在遠程服務器上完全同步整個存儲庫。
interlliJ 界面會不時變化，但主題不變。我將介紹特定版本 - V. 2018.1.4 的步驟。
- 進入 Pycharm 的設置界面
- 構建，執行，部署 - >部署
- 單擊綠色+，創建新的部署設置
- 輸入相關信息（名稱、主機、端口（通常為 22）、根路徑和用戶名）
現在右鍵點擊項目文件夾，在部署鍵下，你可以上傳、下載項目或使其與遠程位置同步（可以設置快捷鍵）。
使用遠程解釋器：
- 進入項目設置欄
- 在項目解釋器標記下（在項目解釋器選項附近，有一個小齒輪按鈕）。單擊它，然后點擊「添加」。
- 在左側菜單中，單擊 SSH 解釋器
- 單擊「現有服務器配置」選項，使用我們之前創建的部署配置。
- 選擇遠程解釋器（例如 anaconda / python）
- ... 全部完成
