高性能计算（HPC）访问

要访问您所在机构的高性能计算（HPC）系统，通常需要一个由HPC管理方为您创建的账户。

获得账户后，无论您使用何种操作系统，连接到HPC系统的唯一方式都是通过安全外壳（ssh）客户端。需要注意的是，全球范围内的HPC设施大多基于Linux系统，因为这能显著降低构建成本！

校内访问HPC系统

Linux：
从基于Linux的计算机连接HPC时，打开终端窗口，输入 ssh hpc-login-node-name 并按回车键即可。

1ssh username@login-hostname

Windows：
从运行Microsoft Windows的计算机连接HPC，需要使用SSH客户端，例如 PuTTY 或 MobaXterm。

PuTTY 是适用于Windows平台的Telnet和SSH免费实现工具，同时也包含一个xterm终端模拟器。但若需通过X11转发将HPC上的图形界面显示到本地，还需安装名为 XMing 的软件。XMing 是为Windows设计的X Window Server，基于标准的X.Org X服务器代码，并进行了适配以在Windows上运行。它可用于远程运行Linux程序，并在Windows上显示其图形输出。

我个人更推荐使用 MobaXterm，因为它不仅提供增强型Windows终端，还内置X11服务器、标签式SSH客户端、网络工具等功能，使用体验更佳！

免密码登录：
SSH 可在不安全的网络通道中提供认证与安全通信。要实现免密码登录，需生成一对密钥——公钥和私钥。HPC平台普遍采用公钥认证机制，即系统会验证你提供的公钥是否已注册，从而通过挑战/响应协议完成身份验证，而非传统的密码验证。

生成SSH密钥的方法如下：

1ssh-keygen
2Generating public/private rsa key pair.
3Enter file in which to save the key (/home/user/.ssh/id_rsa):
4Enter passphrase (empty for no passphrase):
5Enter same passphrase again:
6Your identification has been saved in /home/user/.ssh/id_rsa.
7Your public key has been saved in /home/user/.ssh/id_rsa.pub.
8The key fingerprint is:
9de:e2:21:df:38:49:3a:99:d7:85:4e:c3:85:c8:24:5b 
10The key's randomart image is:
11+---[RSA 2048]----+
12|                 |
13|      . E        |
14|       * . .     |
15|      . o . .    |
16|        S. o     |
17|       .. = .    |
18|       =.= o     |
19|      * ==o      |
20|       B=.o      |
21+-----------------+

执行 ssh-keygen 命令后，密钥将被生成并保存在以下文件中：

• SSH RSA 私钥：~/.ssh/id_rsa。请勿将其发送给任何人。
• SSH RSA 公钥：~/.ssh/id_rsa.pub。该文件可安全分发。

接下来，请通过邮件将您的账户申请表及公钥文件（即 id_rsa.pub）发送给HPC管理部门，以便他们为您配置账户下的 ~/.ssh/authorized_keys 文件。

最后，为了让SSH客户端能够使用您的密钥进行公钥认证，必须由SSH代理加载该密钥。只需执行以下命令：

1ssh-add ~/.ssh/id_rsa

校外访问HPC系统

从校外访问本机构的HPC系统，通常可通过某种形式的VPN服务实现，适用于教职工和科研学生。如果您不了解什么是VPN——它代表虚拟专用网络，是一种允许用户在全球任何位置接入机构内部网络的连接方式，也称为IP隧道技术，是安全访问学校计算资源（如HPC系统）的有效手段。

您可以使用多种VPN客户端来建立连接。例如，Cisco AnyConnect Secure Mobility 是一款基于网页的VPN客户端，无需复杂配置，通常只需在浏览器中访问 vpn.yourinstitution.edu 即可下载安装。

在Linux环境下，也可使用开源的VPN客户端，如 OpenVPN。在 Ubuntu 或 Debian 系统上，可通过以下命令安装：

1sudo apt-get update
2sudo apt-get install openvpn

在 CentOS / RedHat 系统上，可先启用 EPEL 仓库，再安装 OpenVPN：

1sudo yum install epel-release
2sudo yum install openvpn

对于 macOS 系统，可以使用 Tunnelblick 等工具来创建IP隧道连接。

HPC 登录演示

我使用VMware搭建了一个演示用的HPC环境，包含两个虚拟节点（主控节点和登录节点），请观看下方视频了解操作流程：

总结

各机构访问HPC系统的方式略有不同，以上内容仅为简要概括。如有疑问，请随时联系您的HPC管理部门，他们将协助您完成访问设置，无论您使用何种操作系统或终端设备！