0.1. HPC 클러스터 (YHKlab) 사용하기

이 문서는 Linux HPC 서버를 처음 사용하는 학생을 위한 입문 가이드이다.

HPC 실습에 필요한 수준에서 다음을 익히는 데 초점을 둔다.

원격 Linux 서버에 접속하기
원격 파일을 다루기
셸 스크립트를 실행하기
기본 명령어를 사용해 현재 위치와 파일 상태를 확인하기
필요할 때 GUI 프로그램을 띄우기

1. 개요

1.1. 왜 HPC를 쓰는가: HPC vs PC

연구실 실습이나 계산 과제에서는 개인 PC만으로는 불편하거나 비효율적인 경우가 많다. 특히 계산 시간이 길거나, 메모리를 많이 쓰거나, 여러 학생이 같은 환경에서 실습해야 할 때 차이가 크게 드러난다.

1.1.1. 개인 PC의 장점과 한계

개인 PC는 바로 켜서 쓸 수 있고, 익숙한 환경에서 가볍게 실습하기 좋다.
하지만 CPU 코어 수, 메모리, 저장 공간, 장시간 계산 안정성에는 한계가 있다.
소프트웨어 설치 상태가 사람마다 달라 실습 환경이 쉽게 어긋난다.

1.1.2. HPC의 장점

더 큰 계산 자원을 쓸 수 있다. CPU, 메모리, 저장 공간이 개인 노트북보다 일반적으로 크다.
공용 연구 환경을 쓸 수 있다. 실습 참가자가 비슷한 패키지와 설정을 공유하기 쉽다.
계산을 서버에 맡길 수 있다. 내 PC는 문서 작성이나 브라우징을 하면서도 계산은 서버에서 계속 돌릴 수 있다.
연구용 소프트웨어가 Linux 중심으로 배포되는 경우가 많아 실습 자료와 실제 연구 환경의 차이가 줄어든다.

정리하면, HPC는 단순히 "더 좋은 컴퓨터"가 아니라 연구용 계산과 공용 실습 환경을 안정적으로 제공하는 작업 기반이다.

1.1.3. ASDSLab (YHKlab) 클러스터 구성 (26.03.07)

1.2. 왜 Linux를 배우는가: Linux 소개

HPC를 쓴다는 것은 대부분 Linux 서버를 사용한다는 뜻이기도 하다. Linux는 서버와 연구 계산 환경에서 매우 널리 쓰이며, 많은 과학 계산 도구가 Linux를 기준으로 설명된다.

1.2.1. Linux의 특징

명령줄 인터페이스(CLI)를 사용하여 가볍고 빠르다. 반복 작업, 자동화, 배치(batch) 실행에 유리하다.
원격 접속과 서버 운영에 적합하다. SSH를 통한 접속이 표준처럼 쓰인다.
Python, 컴파일러, 수치 계산 도구, 시각화 도구가 Linux 환경에서 자연스럽게 연결된다.

1.3. 전체 구조 한눈에 보기

로컬 PC와 원격 Linux HPC 서버의 관계를 먼저 머릿속에 넣어두면 이후 설정이 훨씬 쉬워진다.

+---------------------------+                     +---------------------------+
| 내 PC                     |                     | Linux HPC 서버            |
|                           |                     |                           |
| VS Code                   | -- SSH -----------> | shell, compiler, Python   |
| Explorer / Editor         | <------------------ | VS Code Server            |
| Terminal                  |                     |                           |
|                           | -- 파일 전송 ------> | home directory, project   |
| local file drag & drop    | <------------------ | remote files              |
|                           |                     |                           |
| X server                  | <- X11 forwarding - | GUI app                   |
| (Xming / XQuartz)         | ------------------> | ase gui 등                |
+---------------------------+                     +---------------------------+

핵심은 다음과 같다.

SSH는 원격 Linux 서버에 접속하고 명령을 실행하는 통로이다.
파일 전송은 별도 FTP 프로그램을 쓸 수도 있지만, 이번 문서에서는 VS Code로 원격 폴더를 열고 로컬 파일을 드래그-드롭하는 흐름까지 포함해 설명한다.
X11 forwarding은 서버에서 실행한 GUI 프로그램의 창을 내 PC에 표시하는 통로이다.

1.4. 환경설정 순서

(Windows 운영체제인 경우) 시스템 환경 변수 Path에 X11 forwarding을 위한 변수를 추가한다.
VS Code를 설치한다.
VS Code에서 Remote - SSH 확장을 설치한다.
GUI 프로그램까지 쓸 계획이면 Xming (Windows) 또는 XQuartz (Mac)를 설치하고 실행한다.
서버 주소, 계정, 비밀번호 또는 SSH 키를 입력한다.

2. 클러스터 연결

2.1. VS Code

Visual Studio Code는 단순한 텍스트 편집기라기보다, 코드 편집, 파일 탐색, 터미널, 확장 기능, 원격 접속을 하나의 창에 모아 주는 종합 작업 플랫폼에 가깝다. HPC 실습에서는 이 점이 특히 중요하다.

2.1.1. VS Code의 특징

파일 탐색기에서 원격 폴더 구조를 바로 볼 수 있다.
편집기에서 셸 스크립트, Python 코드, 입력 파일을 바로 수정할 수 있다.
터미널을 같은 화면 안에서 열어 명령을 실행할 수 있다.
Remote - SSH 같은 확장을 붙이면 로컬 UI 그대로 원격 Linux 서버 작업이 가능하다.

VS Code는 "문서를 여는 프로그램"이 아니라, 원격 서버 접속과 파일 편집과 실행을 이어 주는 통합 작업 창이다.

2.1.2. VS code 설치

공식 홈페이지(VS code download)에 접속하여 OS에 맞게 설치한다.

2.2. VS Code Remote - SSH로 접속하기

2.2.1. 확장 설치

VS Code 왼쪽의 Extensions 뷰에서 Remote - SSH를 검색해 설치한다.

2.2.2. 원격 호스트 정보 등록

명령 팔레트 또는 Remote Explorer에서 SSH 호스트를 등록한다. 일반적으로 다음 형태로 접속한다.

ssh gold@kaist.ac.kr

등록이 끝나면 SSH 설정 파일에는 대체로 다음과 비슷한 정보가 들어간다.

Host gold.kaist.ac.kr
    HostName gold.kaist.ac.kr
    User class

비밀번호를 저장하려면 SSH key를 직접 발급받아야 한다.

2.2.3. 서버에 접속하기

호스트를 선택하면 VS Code가 새 창을 열고 원격 서버에 접속한다. 처음 접속할 때는 다음 일이 일어날 수 있다.

호스트 운영체제 선택 >> Linux 선택
호스트 신뢰 여부 >> yes
계정 비밀번호 입력
원격 서버 쪽에 VS Code Server가 설치

접속이 성공하면 좌측 하단 상태 표시줄에 현재 연결된 호스트 이름이 표시된다.

2.3. VS Code의 원격 파일 탐색기

전통적인 FTP 클라이언트를 따로 쓰는 방법도 있지만, 이 문서에서는 VS Code 중심의 더 단순한 흐름을 사용한다.

Remote - SSH로 원격 폴더를 열면 VS Code 안에서 이미 서버의 파일 시스템을 보고 있는 상태가 된다. 즉, 파일을 만들고 저장하는 행위 자체가 원격 파일 작업이다.

로컬 키보드로 편집
        |
        v
VS Code 창에서 저장
        |
        v
원격 서버의 파일이 바로 갱신됨

또한 로컬 PC에 있는 파일을 원격 Explorer로 드래그-드롭하면, 파일 업로드처럼 이해할 수 있다.

내 PC의 파일
        |
        v
VS Code Explorer로 드래그-드롭
        |
        v
원격 폴더에 업로드됨

이 방식은 사용자가 느끼기에는 FTP와 비슷하지만, 실제로는 VS Code와 SSH 기반 원격 파일 작업이다.

반대로, 원격 서버의 파일을 다운받으려면 원하는 파일에 우클릭-다운로드를 클릭한다.

2.3.1. 원격 폴더 열기

원격 서버에 연결된 뒤에는 File > Open Folder로 서버의 작업 디렉터리를 열 수 있고, 명령 팔레트로도 같은 작업을 할 수 있다.

명령 팔레트 기준 순서는 다음과 같다.

Ctrl + Shift + P (macOS는 Cmd + Shift + P)로 명령 팔레트를 연다.
Remote-SSH: Open Folder in Current Window...를 입력해 선택한다.
폴더 경로 입력창이 뜨면 개인 작업 폴더 경로를 넣는다.
예를 들어 /home/class/..., /home2/class/..., /home/class/2026_EE545/2026xxxx_jeongwon/ 같은 경로를 입력한 뒤 확인을 누른다.
Explorer가 해당 폴더 기준으로 다시 열리면, 그 안에서 파일을 만들고 편집하고 실행한다.

예를 들면 /home/class/... 아래의 개인 실습 폴더를 열 수 있다. 이렇게 폴더를 열어 작업 공간을 한정해야 클러스터 호스트 서버의 부하를 줄일 수 있다.

탐색기에서 파일을 만들고, 내용을 수정하고, 저장하는 모든 동작이 원격 서버 쪽에 반영된다.

2.4. Hello Linux 예제

이번 예제는 "로컬에 있는 파일을 원격 서버로 가져와 실행하고, VS Code에서 편집한 뒤 다시 실행"하는 방법을 익히기 위한 것이다.

로컬 hello.sh 준비
        |
        v
VS Code 원격 폴더로 드래그-드롭
        |
        v
서버에서 ./hello.sh 실행
        |
        v
VS Code를 통해 내용 수정

2.4.1. 로컬 PC에 `hello.sh` 준비하기

먼저 내 PC의 적당한 폴더에 메모장으로 hello.sh 파일을 하나 만든다.

파일 내용은 아래와 같다

#!/bin/bash
echo "Hello Linux"

2.4.2. 원격 작업 폴더 열기

원격 서버의 개인 작업 폴더를 연다. 예시는 다음과 같은 형태라고 가정한다.

/home/class/2026_EE545/2026xxxx_name/

2.4.3. 로컬 `hello.sh`를 원격 Explorer로 드래그-드롭하기

파일 탐색기에서 로컬 hello.sh를 VS Code의 원격 파일 탐색기(Explorer)로 끌어다 놓는다.

드래그-드롭이 끝나면 hello.sh가 원격 폴더에 나타난다.

2.4.4. 원격 터미널에서 위치와 파일 확인하기

VS Code에서 터미널을 열면, 원격 서버의 bash 셸이 열린다.

다음 명령으로 현재 위치 (pwd)와 파일 존재 여부(ls)를 확인한다.

$ pwd
$ ls

2.4.5. 실행 권한 부여 후 실행하기

$ chmod +x hello.sh
$ ./hello.sh

정상적으로 동작하면 아래와 같이 출력된다.

Hello Linux

2.4.6. VS Code에서 내용을 수정한 뒤 다시 실행하기

이제 VS Code 편집기에서 hello.sh를 열고 다음처럼 한 줄을 더 추가한다.

#!/bin/bash
echo "Hello Linux"
echo "Hello World"      # 추가된 부분

저장한 뒤 다시 실행한다.

$ ./hello.sh

예상 출력은 다음과 같다.

Hello Linux
Hello World

2.5. 기초 Linux 명령어

처음에는 명령어를 따로 외우기보다, 직접 한 번씩 써 보는 편이 더 좋다.

2.5.1. 예제 1: 현재 위치와 파일 확인

$ pwd
$ ls
$ ls -l

pwd: 현재 작업 디렉터리를 보여 준다.
ls: 현재 폴더의 파일과 디렉터리를 보여 준다.
ls -l: 파일 권한과 크기까지 조금 더 자세히 보여 준다.

2.5.2. 예제 2: 실습 폴더 만들고 이동하기

$ mkdir practice
$ cd practice
$ pwd

이 예제는 새 폴더를 만들고 그 폴더로 이동하는 가장 기본적인 흐름이다.

2.5.3. 예제 3: 파일 복사와 이름 바꾸기

원격 폴더에 hello.sh가 이미 있다고 가정하면 다음처럼 연습할 수 있다.

$ cp hello.sh hello_copy.sh
$ ls
hello.sh hello_copy.sh

$ mv hello_copy.sh hello_linux.sh
$ ls
hello.sh hello_linux.sh

cp: 파일을 복사한다.
mv: 파일 이름을 바꾸거나 위치를 옮긴다.

2.5.4. 예제 4: 파일 내용 확인과 실행

$ cat hello.sh
$ chmod +x hello.sh
$ ./hello.sh

cat: 파일 내용을 터미널에서 보여 준다.
chmod +x: 실행 권한을 부여한다.
./hello.sh: 현재 폴더의 스크립트를 실행한다.

2.5.5. 예제 5: Tab 자동완성

긴 경로나 파일 이름은 일부만 입력한 뒤 Tab 키를 눌러 자동완성할 수 있다. Linux 서버 작업에서 매우 자주 쓰이는 기본 습관이다.

$ ls ./h   # 이후 Tab 두 번 누르면 자동완성 가능한 파일 목록이 프린트된다.

2.6. X11 forwarding으로 GUI 프로그램 실행하기

CLI만으로 충분한 작업도 많지만, 어떤 도구는 GUI 창이 있으면 훨씬 편하다. 예를 들어 구조 시각화나 간단한 인터랙티브 확인 작업은 GUI 기반 프로그램이 더 직관적이다.

2.6.1. X11 forwarding이 필요한 이유

원격 서버에서 ase gui 같은 명령을 실행하면 프로그램은 서버에서 시작된다. 하지만 사용자는 자신의 PC 화면에서 창을 봐야 한다. X11 forwarding은 바로 이 창 전달 역할을 한다.

원격 서버에서 GUI 앱 실행
        |
        v
X11 forwarding으로 화면 정보 전달
        |
        v
내 PC의 X server(Xming/XQuartz)가 창 표시

2.6.2. X11 forwarding 환경 구축하기

2.6.2.1. 환경변수 추가 (Windows)

Windows 운영체제의 경우 Remote - SSH 확장이 X11 forwarding 된 로컬 디스플레이를 자동으로 찾지 못하기 때문에 GUI 어플리케이션 실행을 위해서는 환경 변수 설정이 필요하다. Mac 등의 Unix 계열 OS 사용자는 넘어가도 좋다.

Windows + R 키 입력 이후 cmd 입력
환경변수 설정 커맨드 입력
```
> setx DISPLAY "127.0.0.1:0.0"
```

이후 시스템 환경 변수 편집 - 환경변수 - 사용자 환경변수 에서 추가된 것을 확인할 수 있다.

2.6.2.2. X11 forwarding 프로그램 다운로드 및 실행

Windows 사용자는 Xming 프로그램을 다운받아 설치하고, XLanch 프로그램을 실행한다.

Mac 사용자는 Xquartz 프로그램을 다운받아 설치 및 실행한다.

프로그램 옵션은 defualt를 유지한 채로 next-next-next-done

2.6.3. SSH 설정 예시

X11 forwarding을 쓰려면 SSH 설정에 관련 옵션이 들어갈 수 있다.

Host my-hpc
    HostName gold.kaist.ac.kr
    User class
    ForwardX11 yes
    ForwardAgent yes
    ForwardX11Trusted yes

2.6.4. 실행 예시

X server를 실행한 상태에서 원격 터미널에 접속해 다음처럼 GUI 프로그램을 띄운다.

ase gui

정상적으로 연결되면 다음과 같이 로컬 화면에 창이 뜬다.

3. 자주 생기는 문제

3.0.1. VS Code가 서버에 연결되지 않는다

호스트 이름과 사용자 이름이 맞는지 확인한다.
터미널에서 ssh username@hostname 접속이 되는지 먼저 확인한다.
학교 VPN (KVPN) 이나 내부망 접속이 필요한 환경인지 확인한다.
Windows에서는 필요한 경로가 Path에 들어갔는지 확인한다.
Could not establish connection to "ip" 오류:
C:/Users/User Name/.ssh/ 경로에서 known_hosts 파일을 메모장으로 열기
연결된 여러 원격 서버 중 연결이 되지 않는 IP 주소의 행을 지우고 저장

3.0.2. 원격 폴더는 열렸는데 명령 실행이 이상하다

현재 열린 터미널이 원격 터미널인지 확인한다.
pwd, hostname으로 실제 위치를 확인한다.
conda env list로 현재 가상환경을 확인한다.

3.0.3. 드래그-드롭한 파일이 보이지 않는다

정말 원격 폴더를 연 상태인지 확인한다.
내 로컬 컴퓨터의 파일 탐색기가 아니라 VS code의 원격 파일 탐색기 창인지 확인한다.
ls로 서버 쪽 파일 목록을 확인한다.

3.0.4. GUI 창이 뜨지 않는다

X server를 먼저 실행했는지 확인한다.
SSH 설정 (config 파일) 의 X11 옵션을 다시 본다.

4. 참고 자료

VS Code on Linux: https://code.visualstudio.com/docs/remote/linux