如何在 Ubuntu 24.04/22.04/20.04 上安装 Jupyter Notebook

Jupyter Notebook 是一款开源 Web 应用程序,可用于创建和共享包含实时代码、方程式、可视化和叙述文本的文档。它因其多功能性和易用性而被广泛用于数据科学、机器学习和科学研究。

  • 交互式代码执行:实时编写和运行代码,立即查看结果。
  • 富文本支持:将代码与 Markdown、LaTeX 和 HTML 相结合,形成全面的文档。
  • 数据可视化:将图表直接嵌入到您的笔记本中,以直观的方式呈现您的数据。
  • 可扩展:支持超过 40 种编程语言,包括 Python、R 和 Julia。

凭借这些功能,Jupyter Notebook 改变了我们处理数据的方式,使其变得易于访问且具有交互性。它对需要快速迭代和无缝协作的人特别有益。

介绍完毕,让我们探索如何使用命令行终端在 Ubuntu 24.04、22.04 或 20.04 LTS 上安装 Jupyter Notebook。

Jupyter Notebook 的安装前步骤

在安装 Jupyter Notebook 之前更新 Ubuntu 上的系统软件包

在进行任何集中安装之前,首先刷新 Ubuntu 系统的软件包存储库至关重要。此步骤可让您的系统做好新安装和更新的准备。

要更新您的软件包存储库,请打开终端并输入以下命令:

sudo apt update
sudo apt upgrade

通过执行这些命令,您可以确保系统的软件包存储库是最新的,为无缝安装 Python 3 奠定坚实的基础。

为 Jupyter Notebook 安装 Python 3

更新系统包后,您应该安装 Python 3。Ubuntu 的包管理器 apt 简化了此过程。

要安装 Python 3 及其基本组件,请在终端中运行以下命令:

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

此命令不仅安装 Python 3,还包括 Python 3 开发文件(python3-dev)、虚拟环境包(python3-venv)以及 Python 包管理器(python3-pip).

为 Jupyter Notebook 创建虚拟环境

从 Ubuntu 20.04 及更高版本开始,最佳做法是使用虚拟环境进行管理 通过 Pip 进行 Python 软件包. 虚拟环境对于 Python 开发至关重要,因为它们为不同的项目及其依赖项提供了隔离的空间,从而降低了版本冲突的风险。

要设置虚拟环境,请在终端中使用以下命令:

python3 -m venv myenv

这里, myenv 是虚拟环境的名称,您可以根据项目需求重命名。利用虚拟环境是 Python 编程的一项关键实践。它确保每个项目都在自己独立的环境中运行,从而促进更干净、更稳定的代码开发。

通过 PIP 安装 Jupyter Notebook

激活虚拟环境以安装 Jupyter Notebook

要开始安装 Jupyter Notebook,请激活您之前设置的虚拟环境。此步骤对于维护有序、无冲突的 Python 工作区至关重要。

使用以下命令激活您的虚拟环境:

source myenv/bin/activate

代替 myenv 与您的虚拟环境名称不同。激活虚拟环境可确保所有安装和操作都局限于此隔离环境,从而防止意外的系统范围更改。

在安装 Jupyter 之前升级 Python Pip

及时更新软件工具的最新版本是技术的关键实践。在继续安装 Jupyter Notebook 之前,请将 Python 的包管理器 Pip 升级到最新版本。要升级 Pip,请执行以下命令:

pip install --upgrade pip

升级 Pip 可确保您拥有顺利、安全的安装过程所必需的最新功能和安全增强功能。

使用 Pip 命令安装 Jupyter Notebook

更新 Pip 后,您就可以安装 Jupyter Notebook 了。这个强大的开源工具对于数据清理、数值模拟、统计建模和机器学习等任务至关重要。要安装 Jupyter Notebook,请运行以下命令:

pip install jupyter

此步骤命令 Pip 下载并安装 Jupyter Notebook,为您的数据科学和编程任务提供多功能环境。

启动 Jupyter Notebook

在虚拟环境中成功安装 Jupyter Notebook 后,就可以启动它了。启动 Jupyter Notebook 很简单。使用以下命令:

jupyter notebook

此命令将启动 Jupyter Notebook 界面,通常会在您的默认 Web 浏览器中打开它。现在,您可以创建和使用包含实时代码、可视化和文本注释的交互式文档。

在 Ubuntu 上默认启用 Jupyter Notebook 服务

如果您经常使用 Jupyter Notebook,您可能会发现在启动系统时启用虚拟环境并默认运行 Jupyter Notebook 服务会很方便。此可选步骤涉及更多配置,但可以显著简化您的工作流程。

默认启用虚拟环境

编辑.bashrc文件

打开 .bashrc 使用 nano 等文本编辑器在你的主目录中创建一个文件:

nano ~/.bashrc

添加激活脚本

.bashrc 文件中,添加以下行以在打开新的终端会话时自动激活虚拟环境:

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

确保更换 /path/to/your/virtualenv/myenv 与虚拟环境的实际路径一致。

保存并退出

添加激活脚本后,保存更改并退出编辑器。在 nano 中,按 CTRL + X, 其次是 Y, 和 Enter.

设置 Jupyter Notebook 服务

创建 Systemd 服务文件

为 systemd 创建一个新的服务文件:

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

配置服务

在服务文件中输入以下配置:

[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

修改 ExecStart, User, Group, 和 WorkingDirectory 提供您的具体详细信息。 ExecStart 行应该明确指向虚拟环境中的 Jupyter 可执行文件。

重新加载 Systemd 守护进程

配置 Jupyter 服务文件后,需要重新加载 systemd 守护程序以应用更改:

sudo systemctl daemon-reload

此命令通知 systemd 已添加新的服务文件或已修改现有服务文件。

启用并启动服务

守护进程重新加载后,继续启用并启动 Jupyter 服务:

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

这些命令将设置 Jupyter Notebook 服务在启动时自动启动并立即启动。

为 Jupyter Notebook 设置 SSH 隧道

了解 Jupyter Notebook 的 SSH 隧道

SSH 隧道是一种通过加密的 SSH 连接安全地转发网络流量的方法。它对于安全地访问 Jupyter Notebook 等远程服务特别有用。在此设置中,SSH 隧道允许您从本地计算机安全地与在远程服务器上运行的 Jupyter Notebook 进行交互。

建立 SSH 隧道

首先,在本地机器上打开一个新的终端窗口。使用以下 SSH 命令创建安全隧道:

ssh -L 8888:localhost:8888 your_server_username@your_server_ip

分解命令

  • ssh:发起 SSH 连接。
  • -L 8888:localhost:8888:指定本地端口转发。此处,本地端口 8888 通过隧道传输到远程服务器上的同一端口。
  • your_server_username:将其替换为远程服务器上的实际用户名。
  • your_server_ip:将其替换为您的服务器的 IP 地址。

例如,如果你的用户名是 joshua 服务器的 IP 是 203.0.113.0,命令如下:

ssh -L 8888:localhost:8888 joshua@203.0.113.0

处理端口冲突

如果本地计算机上的 8888 端口已被使用,请替换 8888 使用任何可用端口。

初始化 Jupyter Notebook

在建立 SSH 隧道且没有任何错误后,您可以在远程服务器上启动 Jupyter Notebook。在服务器上运行以下命令:

jupyter notebook

访问 Jupyter Notebook

Jupyter Notebook 启动后,它将在终端输出中提供一个 URL。此 URL 通常以 http://localhost:8888,包含安全令牌。在本地计算机上打开您首选的 Web 浏览器,然后导航到此 URL。

笔记: 如果出现提示,请输入 Jupyter Notebook 输出中提供的令牌编号。此令牌可验证您的会话。

Jupyter Notebook Web 界面

访问 Jupyter Notebook 的 Web 界面

建立安全的 SSH 隧道连接后,您可以通过 Web 浏览器访问 Jupyter Notebook。Jupyter Notebook 提供了用户友好的界面和广泛的功能,使其成为数据科学家和程序员不可或缺的工具。

浏览文件和文件夹

Jupyter Notebook 在其起始目录中显示所有文件和文件夹。为了有效地管理您的项目,请在项目文件的目录中启动 Jupyter Notebook。这种做法可确保快速轻松地访问所有必要的资源。

探索笔记本功能

打开 Jupyter Notebook 后,您可以在单元格中运行 Python 代码或使用 Markdown 进行记录。这种多功能性使 Jupyter Notebook 成为将代码、可视化和详细说明组合在单个文档中的理想选择。

在 Jupyter 中试验 Python 代码

为了更好地理解 Jupyter 的功能,让我们执行一个 Python 代码片段。考虑以下示例:

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

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

在这个例子中,我们定义一个 greet 函数接受一个名字并返回个性化问候语。当我们将“John”作为参数传递给 greet 函数,它返回“Hello, John!”并打印问候语。

结论

在本指南中,我们介绍了如何在 Ubuntu 24.04、22.04 或 20.04 上安装和初始设置 Jupyter Notebook,并演示了如何使用 Web 界面,还尝试了 Python 代码片段。我最后的建议是探索 Jupyter 的广泛功能,如数据可视化和文档,以充分利用其功能。继续尝试并突破项目的极限。

Joshua James
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