So installieren Sie Jupyter Notebook unter Ubuntu 24.04/22.04/20.04

Jupyter Notebook ist eine Open-Source-Webanwendung, mit der Sie Dokumente mit Live-Code, Gleichungen, Visualisierungen und narrativem Text erstellen und freigeben können. Aufgrund seiner Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit wird es häufig in der Datenwissenschaft, im maschinellen Lernen und in der wissenschaftlichen Forschung verwendet.

  • Interaktive Codeausführung: Schreiben und führen Sie Code in Echtzeit aus und sehen Sie die Ergebnisse sofort.
  • Rich-Text-Unterstützung: Kombinieren Sie Code mit Markdown, LaTeX und HTML für eine umfassende Dokumentation.
  • Datenvisualisierung: Betten Sie Diagramme und Tabellen direkt in Ihr Notizbuch ein, um Ihre Daten visuell darzustellen.
  • Erweiterbar: Unterstützung für über 40 Programmiersprachen, darunter Python, R und Julia.

Mit diesen Funktionen verändert Jupyter Notebook die Art und Weise, wie wir mit Daten arbeiten, indem es sie zugänglich und interaktiv macht. Es ist besonders nützlich für diejenigen, die schnell iterieren und nahtlos zusammenarbeiten müssen.

Nachdem wir diese Einführung hinter uns haben, wollen wir uns nun ansehen, wie man Jupyter Notebook mithilfe des Befehlszeilenterminals auf Ubuntu 24.04, 22.04 oder 20.04 LTS installiert.

Schritte vor der Installation für Jupyter Notebook

Aktualisieren Sie Systempakete unter Ubuntu vor der Installation von Jupyter Notebook

Bevor Sie mit einer zentralen Installation fortfahren, müssen Sie unbedingt zunächst die Paket-Repositorys Ihres Ubuntu-Systems aktualisieren. Dieser Schritt bereitet Ihr System auf neue Installationen und Updates vor.

Um Ihre Paket-Repositories zu aktualisieren, öffnen Sie Ihr Terminal und geben Sie die folgenden Befehle ein:

sudo apt update
sudo apt upgrade

Durch die Ausführung dieser Befehle stellen Sie sicher, dass die Paket-Repositorys Ihres Systems auf dem neuesten Stand sind, und legen so eine solide Grundlage für die reibungslose Installation von Python 3.

Installieren Sie Python 3 für Jupyter Notebook

Nachdem Sie Ihre Systempakete aktualisiert haben, sollten Sie Python 3 installieren. Der Paketmanager von Ubuntu, apt, vereinfacht diesen Vorgang.

Um Python 3 zusammen mit seinen wesentlichen Komponenten zu installieren, führen Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal aus:

sudo apt install python3 python3-dev python3-venv python3-pip

Dieser Befehl installiert nicht nur Python 3, sondern enthält auch die Python 3-Entwicklungsdateien (python3-dev), das virtuelle Umgebungspaket (python3-venv) und der Python-Paketmanager (python3-pip).

Erstellen einer virtuellen Umgebung für Jupyter Notebook

Ab Ubuntu 20.04 und späteren Versionen ist es eine bewährte Methode, virtuelle Umgebungen für die Verwaltung zu verwenden Python-Pakete über Pip. Virtuelle Umgebungen sind für die Python-Entwicklung von entscheidender Bedeutung, da sie isolierte Bereiche für verschiedene Projekte und deren Abhängigkeiten bieten und so das Risiko von Versionskonflikten verringern.

Um eine virtuelle Umgebung einzurichten, verwenden Sie den folgenden Befehl in Ihrem Terminal:

python3 -m venv myenv

Hier, myenv ist der Name Ihrer virtuellen Umgebung, die Sie entsprechend den Anforderungen Ihres Projekts umbenennen können. Die Verwendung virtueller Umgebungen ist eine wichtige Praxis in der Python-Programmierung. Sie stellt sicher, dass jedes Projekt in seiner eigenen isolierten Umgebung ausgeführt wird, was eine sauberere und stabilere Code-Entwicklung ermöglicht.

Installieren Sie Jupyter Notebook über PIP

Aktivieren Sie die virtuelle Umgebung für die Jupyter Notebook-Installation

Um mit der Installation von Jupyter Notebook zu beginnen, aktivieren Sie die virtuelle Umgebung, die Sie zuvor eingerichtet haben. Dieser Schritt ist entscheidend für die Aufrechterhaltung eines organisierten, konfliktfreien Python-Arbeitsbereichs.

Aktivieren Sie Ihre virtuelle Umgebung mit dem folgenden Befehl:

source myenv/bin/activate

Ersetzen myenv durch den Namen Ihrer virtuellen Umgebung, falls dieser abweicht. Durch die Aktivierung der virtuellen Umgebung wird sichergestellt, dass alle Installationen und Vorgänge auf diese isolierte Umgebung beschränkt sind, wodurch unbeabsichtigte systemweite Änderungen verhindert werden.

Aktualisieren Sie Python Pip, bevor Sie Jupyter installieren

In der Technologiebranche ist es wichtig, die neuesten Versionen von Softwaretools zu verwenden. Bevor Sie mit der Installation von Jupyter Notebook fortfahren, aktualisieren Sie den Python-Paketmanager Pip auf die neueste Version. Um Pip zu aktualisieren, führen Sie diesen Befehl aus:

pip install --upgrade pip

Durch ein Upgrade von Pip wird sichergestellt, dass Sie über die neuesten Funktionen und Sicherheitsverbesserungen verfügen, die für einen reibungslosen und sicheren Installationsprozess unerlässlich sind.

Installieren Sie Jupyter Notebook mit dem Pip-Befehl

Nachdem Pip aktualisiert wurde, können Sie Jupyter Notebook installieren. Dieses leistungsstarke Open-Source-Tool ist für Aufgaben wie Datenbereinigung, numerische Simulation, statistische Modellierung und maschinelles Lernen unverzichtbar. Um Jupyter Notebook zu installieren, führen Sie den folgenden Befehl aus:

pip install jupyter

Dieser Schritt weist Pip an, Jupyter Notebook herunterzuladen und zu installieren, und so eine vielseitige Umgebung für Ihre Data-Science- und Programmieraufgaben bereitzustellen.

Jupyter Notebook starten

Nach der erfolgreichen Installation von Jupyter Notebook in der virtuellen Umgebung ist es an der Zeit, es zu starten. Das Starten von Jupyter Notebook ist unkompliziert. Verwenden Sie den folgenden Befehl:

jupyter notebook

Dieser Befehl initiiert die Jupyter Notebook-Schnittstelle und öffnet sie normalerweise in Ihrem Standard-Webbrowser. Jetzt können Sie interaktive Dokumente mit Live-Code, Visualisierungen und Textanmerkungen erstellen und damit arbeiten.

Aktivieren Sie den Jupyter Notebook-Dienst standardmäßig unter Ubuntu

Wenn Sie Jupyter Notebook häufig verwenden, ist es möglicherweise praktisch, die virtuelle Umgebung zu aktivieren und den Jupyter Notebook-Dienst standardmäßig auszuführen, wenn Sie Ihr System starten. Dieser optionale Schritt erfordert etwas mehr Konfiguration, kann Ihren Arbeitsablauf jedoch erheblich rationalisieren.

Virtuelle Umgebung standardmäßig aktivieren

.bashrc-Datei bearbeiten

Öffne das .bashrc Datei in Ihrem Home-Verzeichnis mit einem Texteditor wie nano:

nano ~/.bashrc

Aktivierungsskript hinzufügen

Am Ende von .bashrc Fügen Sie die folgende Zeile an die Datei an, um Ihre virtuelle Umgebung beim Öffnen einer neuen Terminalsitzung automatisch zu aktivieren:

source /path/to/your/virtualenv/myenv/bin/activate

Stellen Sie sicher, dass Sie ersetzen /path/to/your/virtualenv/myenv mit dem tatsächlichen Pfad Ihrer virtuellen Umgebung.

Speichern und schließen

Nachdem Sie das Aktivierungsskript hinzugefügt haben, speichern Sie die Änderungen und beenden Sie den Editor. In nano geschieht dies durch Drücken von CTRL + X, gefolgt von Y, Und Enter.

Einrichten des Jupyter Notebook-Dienstes

Erstellen einer Systemd-Dienstdatei

Erstellen Sie eine neue Servicedatei für systemd:

sudo nano /etc/systemd/system/jupyter.service

Konfigurieren des Dienstes

Tragen Sie in der Servicedatei folgende Konfiguration ein:

[Unit]
Description=Jupyter Notebook

[Service]
Type=simple
PIDFile=/run/jupyter.pid
ExecStart=/path/to/your/virtualenv/myenv/bin/jupyter notebook
User=your_username
Group=your_group
WorkingDirectory=/path/to/your/working/directory
Restart=always
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Modifiziere den ExecStart, User, Group, Und WorkingDirectory mit Ihren spezifischen Angaben. Die ExecStart Die Zeile sollte speziell auf die ausführbare Jupyter-Datei innerhalb der virtuellen Umgebung verweisen.

Systemd-Daemon neu laden

Nachdem Sie die Jupyter-Servicedatei konfiguriert haben, müssen Sie den systemd-Daemon neu laden, um die Änderungen anzuwenden:

sudo systemctl daemon-reload

Dieser Befehl informiert systemd, dass eine neue Servicedatei hinzugefügt oder eine vorhandene geändert wurde.

Aktivieren und Starten des Dienstes

Fahren Sie nach dem Neuladen des Daemons mit der Aktivierung und dem Start des Jupyter-Dienstes fort:

sudo systemctl enable jupyter.service
sudo systemctl start jupyter.service

Diese Befehle richten den Jupyter Notebook-Dienst so ein, dass er beim Booten automatisch gestartet wird, und leiten ihn sofort ein.

SSH-Tunneling für Jupyter Notebook einrichten

Grundlegendes zu SSH-Tunneling für Jupyter Notebook

SSH-Tunneling ist eine Methode zur sicheren Weiterleitung von Netzwerkverkehr über eine verschlüsselte SSH-Verbindung. Es ist besonders nützlich für den sicheren Zugriff auf Remote-Dienste wie Jupyter Notebook. In diesem Setup ermöglicht Ihnen SSH-Tunneling die sichere Interaktion mit Jupyter Notebook, das von Ihrem lokalen Computer aus auf einem Remote-Server ausgeführt wird.

Einrichten eines SSH-Tunnels

Öffnen Sie zunächst ein neues Terminalfenster auf Ihrem lokalen Computer. Verwenden Sie den folgenden SSH-Befehl, um einen sicheren Tunnel zu erstellen:

ssh -L 8888:localhost:8888 your_server_username@your_server_ip

Den Befehl aufschlüsseln

  • ssh: Initiiert eine SSH-Verbindung.
  • -L 8888:localhost:8888: Gibt die lokale Portweiterleitung an. Dabei wird der lokale Port 8888 zum gleichen Port auf dem Remote-Server getunnelt.
  • your_server_username: Ersetzen Sie dies durch Ihren tatsächlichen Benutzernamen auf dem Remote-Server.
  • your_server_ip: Ersetzen Sie dies durch die IP-Adresse Ihres Servers.

Wenn Ihr Benutzername beispielsweise lautet joshua und die IP des Servers ist 203.0.113.0, der Befehl wäre:

ssh -L 8888:localhost:8888 joshua@203.0.113.0

Umgang mit Portkonflikten

Wenn Port 8888 auf Ihrem lokalen Rechner bereits verwendet wird, ersetzen Sie 8888 mit jedem verfügbaren Port.

Jupyter Notebook initialisieren

Nachdem der SSH-Tunnel fehlerfrei aufgebaut wurde, können Sie Jupyter Notebook auf dem Remote-Server starten. Führen Sie dazu auf dem Server den folgenden Befehl aus:

jupyter notebook

Auf Jupyter Notebook zugreifen

Sobald Jupyter Notebook gestartet ist, wird in der Terminalausgabe eine URL angezeigt. Diese URL beginnt normalerweise mit http://localhost:8888, enthält ein Sicherheitstoken. Öffnen Sie Ihren bevorzugten Webbrowser auf Ihrem lokalen Computer und navigieren Sie zu dieser URL.

Notiz: Geben Sie bei entsprechender Aufforderung die Tokennummer ein, die in der Ausgabe des Jupyter-Notebooks angegeben ist. Dieses Token authentifiziert Ihre Sitzung.

Jupyter Notebook-Weboberfläche

Zugriff auf die Weboberfläche von Jupyter Notebook

Nachdem Sie eine sichere SSH-Tunneling-Verbindung hergestellt haben, können Sie über einen Webbrowser auf das Jupyter Notebook zugreifen. Jupyter Notebook bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche und eine breite Palette an Funktionen, was es zu einem unverzichtbaren Werkzeug für Datenwissenschaftler und Programmierer macht.

Navigieren in Dateien und Ordnern

Jupyter Notebook zeigt alle Dateien und Ordner in seinem Startverzeichnis an. Um Ihre Projekte effizient zu verwalten, starten Sie Jupyter Notebook im Verzeichnis der Projektdateien. Diese Vorgehensweise gewährleistet einen schnellen und einfachen Zugriff auf alle erforderlichen Ressourcen.

Erkunden der Notebook-Funktionalität

Beim Öffnen eines Jupyter-Notebooks können Sie Python-Code in Zellen ausführen oder Markdown zur Dokumentation verwenden. Diese Vielseitigkeit macht das Jupyter-Notebook ideal für die Kombination von Code, Visualisierungen und detaillierten Erklärungen in einem einzigen Dokument.

Experimentieren mit Python-Code in Jupyter

Um die Fähigkeiten von Jupyter besser zu verstehen, führen wir einen Python-Codeausschnitt aus. Betrachten Sie das folgende Beispiel:

# Defining a simple greeting function
def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

# Let's greet 'John'
print(greet('John'))

In diesem Beispiel definieren wir eine greet Funktion, die einen Namen akzeptiert und eine personalisierte Begrüßung zurückgibt. Wenn wir 'John' als Argument an die greet Funktion gibt „Hallo, John!“ zurück und druckt die Begrüßung.

Abschluss

In diesem Handbuch haben wir die Installation und Ersteinrichtung von Jupyter Notebook unter Ubuntu 24.04, 22.04 oder 20.04 behandelt, sind durch die Verwendung der Weboberfläche gegangen und haben mit Python-Codeausschnitten experimentiert. Meine letzte Empfehlung ist, die umfangreichen Funktionen von Jupyter wie Datenvisualisierung und Dokumentation zu erkunden, um seine Möglichkeiten voll auszuschöpfen. Experimentieren Sie weiter und erweitern Sie die Grenzen Ihrer Projekte.

Joshua James
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