Jupyter Notebook предлагает командную оболочку для интерактивных вычислений. Приложение Jupyter Notebook может взаимодействовать со многими языками программирования (Python, Julia, R, Haskell и Ruby) и часто используется для работы с данными, статистического моделирования и машинного обучения.
Jupyter позволяет создавать документы, объединяющие код и текст (абзацы, уравнения, цифры, ссылки и т.д.), которые помогают в представлении воспроизводимых исследований.
Данное руководство поможет установить Jupyter Notebook локально или на виртуальный сервер Ubuntu 16.04, а также ознакомит вас с основами работы данного приложения. В результате вы сможете запустить код Python 3 с помощью Jupyter Notebook на локальной машине или удалённом сервере.
Требования
- Среда разработки Python 3 на локальной машине (инструкции по настройке локальной среды ищите здесь) или удалённом сервере Ubuntu 16.04.
- Пользователь с доступом sudo; все команды данного руководства нужно запускать в сессии этого пользователя. Больше информации вы найдёте здесь.
1: Установка Jupyter Notebook
Jupyter Notebook можно установить с помощью пакетного менеджера pip.
Разверните среду разработки Python 3, в которую вы хотите установить Jupyter Notebook (в данном руководстве среда условно называется my_env).
cd ~/environments
. my_env/bin/activate
Затем нужно обновить pip:
pip install --upgrade pip
Чтобы установить Jupyter Notebook, запустите:
pip install jupyter
Приложение Jupyter Notebook установлено и готово к работе.
2: Подключение к серверу через SSH-туннель (опционально)
Если вы установили Jupyter Notebook на удалённый сервер, вам нужно подключиться к веб-интерфейсу с помощью SSH-туннеля. Jupyter Notebook использует конкретный порт (:8888, :8889), а SSH-туннель позволит защитить данные, передаваемые на этот порт сервера.
SSH-туннелирование в Mac или Linux
Если вы работаете с системами Mac или Linux, вы можете создать SSH-туннель, выполнив следующую команду SSH в новом локальном окне терминала:
ssh -L 8888:localhost:8888 your_server_username@your_server_ip
Команда ssh создает SSH-подключение, а флаг –L перенаправляет данный порт локального (клиентского) хоста на хост и порт на удаленной (серверной) стороне. То есть всё, что работает на этом порте на серверной стороне, будет передаваться на тот же порт на локальной машине.
Примечание: При необходимости укажите другой номер порта вместо 8888. Вместо server_username укажите имя текущего пользователя (например, 8host), а вместо your_server_ip – IP-адрес сервера. Например:
ssh -L 8888:localhost:8888 8host@203.0.113.0
Если команда не вернула ошибок, вернитесь в среду разработки и запустите Jupyter Notebook:
jupyter notebook
В выводе команды вы найдёте URL. Откройте в браузере на локальной машине ссылку:
http://localhost:8888
По запросу предоставьте токен.
SSH-туннелирование в Windows и Putty
Если вы используете Windows, вы можете создать SSH-туннель с помощью Putty.
Читайте также: Создание SSH-ключей для подключения к VPS с помощью PuTTY
В поле Host Name (or IP address) укажите IP-адрес сервера, в Port укажите порт 22, в поле Saved Session укажите сессию удалённого сервера. В Connection type выберите SSH и нажмите Tunnels. Введите номер локального порта для доступа к Jupyter (выберите 8000 или выше, чтобы избежать конфликтов с другими приложениями). Укажите направление localhost:8888, где :8888 – номер порта, который использует Jupyter Notebook.
Нажмите Add, после чего порты появятся в списке Forwarded ports.
Нажмите Open, чтобы подключиться к серверу по SSH и создать туннель между указанными портами.
Откройте в браузере ссылку http://localhost:8000 (если вы указали другой номер порта, откорректируйте его), чтобы подключиться к Jupyter Notebook.
По запросу предоставьте токен.
3: Запуск Jupyter Notebook
Теперь можно запустить приложение Jupyter Notebook в терминале.
jupyter notebook
В терминале появится лог Jupyter Notebook. Как правило, при первом запуске Jupyter Notebook использует порт 8888. Чтобы узнать, какой порт использует приложение, ознакомьтесь с выводом предыдущей команды:
[I NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /home/8host
[I NotebookApp] 0 active kernels
[I NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at: http://localhost:8888/
[I NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).
...
Если вы работаете с Jupyter Notebook на локальной машине, веб-приложение Jupyter Notebook откроется в браузере по умолчанию. Если этого не произошло (или вы случайно закрыли окно), найдите в логе URL или откройте localhost:8888, чтобы подключиться.
Чтобы остановить приложение Jupyter Notebook, нажмите CTRL+C, затем Y и Enter для подтверждения.
Вы получите следующий вывод:
[C 12:32:23.792 NotebookApp] Shutdown confirmed
[I 12:32:23.794 NotebookApp] Shutting down kernels
Приложение Jupyter Notebook остановлено.
4: Использование Jupyter Notebook
Данный раздел охватывает основы работы с Jupyter Notebook.
Примечание: Если вы ещё не запустили приложение, сделайте это с помощью команды:
jupyter notebook
Вы должны подключиться к приложению Jupyter Notebook в браузере.
Jupyter Notebook – очень производительное приложение с большим количеством полезных функций.
Чтобы создать документ, выберите в выпадающем меню справа New → Python 3 в правом верхнем выпадающем меню.
Это откроет новый документ. Теперь можно запустить код Python в ячейке или настроить markdown. Настройте первую ячейку для поддержки markdown; для этого нажмите Cell → Cell Type → Markdown в верхнем меню. Теперь можно использовать Markdown для создания записей и даже добавлять уравнения, написанные в LaTeX, помещая их между символами $$. Для примера введите следующую команду в ячейку после настройки markdown:
# Simple Equation
Let us now implement the following equation:
$$ y = x^2$$
where $x = 2$
Чтобы превратить Markdown в форматированный текст, нажмите клавиши Ctrl + Enter, и вы получите:
Simple Equation
Let us now implement the following equation in Pyton:
y=x2
and print the result where x = 2
Вы можете использовать ячейки markdown для записей и создания кода. Попробуйте решить простое уравнение и получить результат на экране. Кликните по верхней ячейке, нажмите Alt+Enter, чтобы добавить новую ячейку ниже, и введите в неё следующий код:
x = 2
y = x**2
print(y)
Чтобы запустить код, нажмите Ctrl+Enter. Вы получите такой результат:
Simple Equation
Let us now implement the following equation in Pyton:
y=x2
and print the result where x = 2
In [2]: x = 2
y = x*x
print (y)
4
Заключение
Теперь вы можете использовать Jupyter, чтобы писать воспроизводимый код Python и заметки в markdown. Чтобы получить быструю справку по Jupyter Notebook, выберите Help → User Interface Tour в верхнем меню навигации.