基于Pip搭建公网访问的JupyterLab（可选CDN加速）

何为Jupyter？

The Jupyter Notebook

The Jupyter Notebook is an open-source web application that allows you to create and share documents that contain live code, equations, visualizations and narrative text. Uses include: data cleaning and transformation, numerical simulation, statistical modeling, data visualization, machine learning, and much more.

Jupyter笔记本是一个开源的web应用程序，允许您创建和共享包含实时代码、公式、可视化和叙述文本的文档。用途包括：数据清洗和转换、数值模拟、统计建模、数据可视化、机器学习等，深受师生等数据分析者喜爱。

JupyterLab: Jupyter’s Next-Generation Notebook Interface

JupyterLab is a web-based interactive development environment for Jupyter notebooks, code, and data. JupyterLab is flexible: configure and arrange the user interface to support a wide range of workflows in data science, scientific computing, and machine learning. JupyterLab is extensible and modular: write plugins that add new components and integrate with existing ones.

JupyterLab是Jupyter主打的最新数据科学生产工具，某种意义上，它的出现是为了取代Jupyter Notebook。据官方所言，当Jupyter Lab迭代到v1.0.0正式版时，便会取代现有的Notebook。

JupyterLab作为一种基于web的集成开发环境，你可以使用它编写notebook、操作终端、编辑markdown文本、打开交互模式、查看csv文件及图片等功能。

你可以把JupyterLab当作一种究极进化版的Jupyter Notebook。原来的单兵作战，现在是“海陆空”联合协作。

总之，JupyterLab有以下特点：
交互模式：Python交互式模式可以直接输入代码，然后执行，并立刻得到结果，因此Python交互模式主要是为了调试Python代码用的
内核支持的文档：使你可以在可以在Jupyter内核中运行的任何文本文件（Markdown，Python，R等）中启用代码
模块化界面：可以在同一个窗口同时打开好几个notebook或文件（HTML, TXT, Markdown等等），都以标签的形式展示，更像是一个IDE
镜像notebook输出：让你可以轻易地创建仪表板
同一文档多视图：使你能够实时同步编辑文档并查看结果
支持多种数据格式：你可以查看并处理多种数据格式，也能进行丰富的可视化输出或者Markdown形式输出
云服务：使用Jupyter Lab连接Google Drive等服务，极大得提升生产力
统计专业学生 Dwzb

为什么发布此教程？

为方便在校Python学习，我于近期搭建（折腾）了JupyterLab，发现互联网现行的种种教程大多为复制粘贴，把我引到一个个坑里。

又鉴于Pip安装服务端的少见性，与Jupyter为进行浏览器与服务器双向通信所采用的Websocket技术的特殊性，众多用户在配置守护进程、反向代理与CDN网络时遇到了极大的问题，我决定重新梳理教程，采用现行最新版本JupyterLab与pip3，写一篇最简单、最可靠、最稳定的JupyterLab安装教程。

基于pip3安装JupyterLab

根据官网，安装JupyterLab有Anaconda与pip3两种方案，我认为使用大多数人采用的pip3便可以简单顺利的完成任务，省去再度配置Anaconda与系统多Python环境等种种问题的困扰。

进行下述操作前，请你准备一台干净的Linux服务器。我采用的是Ubuntu Server 20.04 LTS + 自带Python3.8.5 + Apache环境。若你打算将服务器专职运行JupyterLab，那么无需其它操作。若你的服务器还要部署其它web服务，请先准备好Web服务器环境并掌握简单配置知识（0基础建议直接采用宝塔面板）

备注：本教程采用Linux普通用户（非root）安装并配置所有软件、服务

#安装pip3
sudo apt install python3-pip

#更新pip3，执行此操作后会在/home/你的用户名/.local/bin下重新安装pip3
pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pip -U
#卸载系统中的pip3（可选，防止混淆），刚才更新的仍会保留
sudo apt remove python3-pip

#配置环境变量
cd
nano .bashrc
#此时在其中加入
export PATH="$PATH:/home/你的用户名/.local/bin"
#随后按Ctrl+X保存退出
#使其生效
source .bashrc
#建议重启
sudo reboot

#设置pip3为清华源
pip3 config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

#正式安装Jupyter
pip3 install jupyterlab
#创建个文件夹备用
mkdir ~/jupyter

这时，未配置的JupyterLab已经被安装到~/.local/bin了（~为/home/你的用户名/，下同），同时，~/.jupyter/文件夹生成，这是默认配置文件所在地

完成包括密码设置在内的JupyterLab配置

因为在JupyterLab中可以随意执行代码乃至进入bash，所以在公网环境中使用必须设置访问密码，否则会带来极大的安全隐患。生成密码非常简单，直接运行

jupyter lab password

然后根据提示输入密码，这会在~/.jupyter/jupyter_server_config.json文件中写入密码的哈希值，这样以后在新浏览器登陆时，就需要输入密码。

同时，请你执行下述操作，把像下面标红的部分一样的字符串复制到一旁备用

“password”:

“argon2:$argon2huhf73yfhskjdbfjWQ”

cat ~/.jupyter/jupyter_server_config.json | grep "password"

下面生成标准配置文件

jupyter lab --generate-config

默认生成了 ~/.jupyter/jupyter_lab_config.py

下面修改配置文件，在最底部增加

#同样还是nano ~/.jupyter/jupyter_lab_config.py
#在底部增加这些内容，然后Ctrl+x保存退出

c.ServerApp.token = ''
#因为公网访问且设置了密码，所以要去掉访问鉴权，以免受到影响
c.ServerApp.allow_root = True
#允许root运行，因为我们是普通用户配置的所以可加可不加，为了普适性还是加吧
c.ServerApp.ip = '0.0.0.0'
#配置监听，这样配置就可以
c.LabServerApp.open_browser = False
#去掉每次启动执行打开浏览器，服务器哪里来的浏览器呢？
c.ServerApp.notebook_dir = '/home/ubuntu/jupyter'
#设置notebook存放位置
c.ServerApp.password = u'argon2:$rgon2huhf73yfhskjdbfjWQ'
#把u后面（引号里面）换成上面的红色部分让你复制的，双引号换成单引号，像我这样），这是配置密码
c.ServerApp.port = 7601
#设置监听端口，你随意啦，为了方便我就按照这个了
c.ServerApp.allow_remote_access = True
#允许远程访问

然后我们就完成配置工作啦

配置supervisor守护进程，让Jupyter一直运行

sudo apt install supervisor
#包管理安装supervisor

因为大家系统各异，所以我只能帮到这里了，下面是必要的配置文件供你们参考

在supervisor配置文件目录下添加如下配置文件（如jupyter.conf）

[program:jupyter]
directory=/home/你的系统普通用户名/.local/bin/
command=/home/你的系统普通用户名/.local/bin/jupyter lab
autostart=true
autorestart=true
startsecs=10
stdout_logfile=/var/log/jupyter/stdout.log
stdout_logfile_maxbytes=1MB
stdout_logfile_backups=10
stdout_capture_maxbytes=1MB
stderr_logfile=/var/log/jupyter/stderr.log
stderr_logfile_maxbytes=1MB
stderr_logfile_backups=10
stderr_capture_maxbytes=1MB
user = 你的系统普通用户名
environment = HOME="/home/你的系统普通用户名", USER="你的系统普通用户名"

一定要用sudo mkdir把logfile的绝对路径都创建！用touch把stdout.log，stderr.log在绝对位置创建！

#重新加载supervisor配置文件
sudo supervisorctl reload

这时，你已经可以用IP地址:7601（设置的端口，注意放开防火墙），访问JupyterLab了

配置反向代理到80端口

因为Websocket，所以需要特殊配置

Nginx配置文件如下

server {
    server_name xx.xx.xx xx.xx.xxx.xx; # 服务器域名和 IP 地址
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:7601/;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        
        # jupyter 使用了 websocket 协议,所以需要配置支持 websocket
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";

        proxy_read_timeout 120s;
        proxy_next_upstream error;
        
        proxy_redirect off;
    }
}

Apache配置文件如下

<VirtualHost *:80>
ServerName xx.xx.xx
ProxyRequests off
 
<Location />
ProxyPass        http://localhost:7601/
ProxyPassReverse http://localhost:7601/
ProxyPassReverseCookieDomain localhost xx.xx.xx
RequestHeader set Origin "http://localhost:7601"
</Location>
 
<Location /api/kernels/>
ProxyPass        ws://localhost:7601/api/kernels/
ProxyPassReverse ws://localhost:7601/api/kernels/
</Location>
 
<Location /terminals/websocket/>
ProxyPass        ws://localhost:7601/terminals/websocket/
ProxyPassReverse ws://localhost:7601/terminals/websocket/
</Location>
 
</VirtualHost>