如何在Ubuntu 22.04上为Python 3设置Jupyter Notebook

介绍

Jupyter Notebook是一个作为 Web 应用程序的交互式计算命令行工具。该工具可与多种语言一起使用,包括Python、Julia、R、Haskell和Ruby。它通常用于处理数据、统计建模和机器学习。

本教程将指导您设置 Jupyter Notebook 以在本地或从 Ubuntu 22.04 服务器上运行,并教您如何连接并使用笔记本。Jupyter 笔记本(或简称为笔记本)是由 Jupyter Notebook 应用程序生成的文档,其中包含计算机代码和丰富的文本元素(段落、方程式、图形、链接等),可帮助呈现和共享可重现的研究。

通过本指南,您将能够在本地计算机或远程服务器上运行使用 Jupyter Notebook 的 Python 3 代码。

先决条件

要按照本教程,您需要一个 Python 3 编程环境和 Python 的 venv 模块,可以是

本教程中的所有命令都应该以非root用户身份运行。如果命令需要root访问权限,则会在其前面加上sudo使用Ubuntu 22.04进行初始服务器设置解释了如何添加用户并给予他们sudo访问权限。

步骤1 — 安装Jupyter Notebook

在本节中,我们将使用pip安装Jupyter Notebook。

激活您想要将Jupyter Notebook安装到的Python 3编程环境。在我们的示例中,我们将其安装到my_env中,所以我们将确保我们在该环境的目录中并激活它,如下所示:

  1. cd ~/environments
  2. . my_env/bin/activate

接下来,我们可以确保pip已升级到最新版本:

  1. pip install --upgrade pip

现在,我们可以使用以下命令安装Jupyter Notebook:

  1. pip install jupyter

到此为止,Jupyter Notebook已安装到当前的编程环境中。

下一个可选步骤适用于那些使用SSH隧道连接服务器安装的Web界面的人。

步骤2(可选)— 使用SSH隧道连接到服务器安装

如果您在远程服务器上安装了Jupyter Notebook,则需要使用SSH隧道连接到Jupyter Notebook的Web界面。 Jupyter Notebook在远程服务器上的特定端口上运行其浏览器界面(例如:8888:8889等),默认情况下不会暴露给更广泛的Web。 SSH隧道允许您安全地连接到远程服务器端口,然后可以使用本地Web浏览器访问它们。

请注意,这些说明旨在从本地终端窗口运行,即不是您连接到服务器的那个终端窗口。

SSH隧道

如果您正在使用Windows,您需要安装OpenSSH的一个版本,以便能够从终端进行ssh。如果您喜欢使用PowerShell工作,您可以按照Microsoft的文档添加OpenSSH到PowerShell。如果您宁愿拥有一个完整的Linux环境,您可以设置WSL,即Windows子系统用于Linux,默认将包括ssh。最后,作为轻量级的第三个选项,您可以安装Git for Windows,它提供了一个包含ssh命令的本地Windows bash终端环境。这些选项都得到了良好的支持,您决定使用哪种将取决于个人喜好。

如果您使用的是Mac或Linux,则您的终端中已经有ssh命令可用。

创建SSH隧道的步骤与如何使用SSH连接到Droplets指南类似,只是在ssh命令中添加了额外的参数。本小节将概述成功创建隧道所需的ssh命令中的额外参数。

可以通过在新的本地终端窗口中运行以下SSH命令来进行SSH隧道操作:

  1. ssh -L 8888:localhost:8888 your_server_username@your_server_ip

ssh 命令打开了一个 SSH 连接,但 -L 指定了本地(客户端)主机上的给定端口要转发到远程端(服务器)上的给定主机和端口。这意味着服务器上第二个端口号(例如 8888)上运行的内容将显示在本地计算机的第一个端口号(例如 8888)上。

如果您收到端口 8888 不可用的消息,您可以将其更改为另一个小于 65535 的任意端口号。端口 8888 没有明确的意义,但通常用于此类演示。

server_username 是您在服务器上创建的用户名(例如 sammy),your_server_ip 是您服务器的 IP 地址。

例如,对于用户名 sammy 和服务器地址 your_server_ip,命令将是:

  1. ssh -L 8888:localhost:8888 sammy@your_server_ip

如果在运行 ssh -L 命令后没有显示错误,请转到您的编程环境并运行 Jupyter Notebook:

  1. jupyter notebook

您将收到一个带有 URL 的输出。从本地机器上的 Web 浏览器打开以 http://localhost:8888 开头的 Jupyter Notebook Web 界面。确保包含令牌号码,或在 http://localhost:8888 处提示时输入令牌号码字符串。

步骤3 — 运行 Jupyter Notebook

安装了 Jupyter Notebook 后,您可以在终端中运行它。要这样做,请执行以下命令:

  1. jupyter notebook

A log of the activities of the Jupyter Notebook will be printed to the terminal. When you run Jupyter Notebook, it runs on a specific port number. The first notebook you are running will usually run on port 8888. To check the specific port number Jupyter Notebook is running on, refer to the output of the command used to start it:

Output
[I NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /home/sammy [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). ...

如果您在本地计算机上运行 Jupyter Notebook(而不是在服务器上),则您的默认浏览器应该已经打开了 Jupyter Notebook Web 应用程序。如果没有,或者如果您关闭了窗口,则可以导航到输出中提供的 URL,或者导航到 localhost:8888 进行连接。

每当您想要停止 Jupyter Notebook 进程时,请按 Ctrl+C,在提示时键入 Y,然后按 Enter 确认。

您将收到以下输出:

Output
[C 12:32:23.792 NotebookApp] Shutdown confirmed [I 12:32:23.794 NotebookApp] Shutting down kernels

Jupyter Notebook 现在已停止运行。

步骤4 — 使用 Jupyter Notebook

本节介绍了使用 Jupyter Notebook 的基础知识。如果您当前没有运行 Jupyter Notebook,请使用 jupyter notebook 命令启动它。

你现在应该使用网络浏览器连接到它了。Jupyter Notebook非常强大,并且具有许多功能。本节将概述一些基本功能,以帮助您开始使用笔记本。Jupyter Notebook将显示从其运行的目录中的所有文件和文件夹,因此当您在项目上工作时,请确保从项目目录开始。

要创建一个新的笔记本文件,请从右上角的下拉菜单中选择新建 > Python 3

这将打开一个笔记本。现在我们可以在单元格中运行Python代码或将单元格更改为markdown。例如,通过单击顶部导航栏的单元格 > 单元格类型 > Markdown将第一个单元格更改为Markdown。我们现在可以使用Markdown编写注释,甚至可以在$$符号之间包含使用LaTeX编写的方程式。例如,将以下内容输入到更改为markdown的单元格中:

# 简单方程

Let us now implement the following equation:
$$ y = x^2$$

where $x = 2$

要将markdown转换为富文本,请按Ctrl+Enter,结果应该如下:

您可以使用markdown单元格进行注释和记录您的代码。让我们实现那个简单的方程并打印结果。点击顶部单元格,然后按Alt+Enter在其下方添加一个单元格。在新单元格中输入以下代码。

x = 2
y = x**2
print(y)

要运行代码,请按Ctrl+Enter。您将收到以下结果:

您现在可以导入模块并像使用任何其他Python开发环境一样使用笔记本!

要关闭Jupyter笔记本服务器端,请返回您启动它的终端窗口,然后按Ctrl+C。这是结束终端进程的标准快捷键,Jupyter会在退出之前提示您保存。

结论

恭喜!您现在应该能够在Jupyter Notebook中编写可复现的Python代码和注释。要从界面内快速了解Jupyter Notebook,请选择帮助 > 用户界面导览从顶部导航菜单中了解更多信息。

从这里开始,您可能会对阅读我们的时间序列可视化和预测系列感兴趣。

Source:
https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-set-up-jupyter-notebook-for-python-3