Читать книгу Mit dem Raspberry Pi zum eigenen Homeserver - Bernhard Münkel - Страница 9
Оглавление4 - DAS BETRIEBSSYSTEM INSTALLIEREN
Überblick: Der Raspberry Pi braucht neben einiger ergänzender Hardware auch ein Betriebssystem. Dazu verwenden wir Raspbian, die offizielle Distribution für den Raspberry Pi. In diesem Kapitel lernen wir, wie es auf eine SD-Karte installiert wird.
Abbildung 4.1: Tux ist das Maskottchen von Linux, dem Betriebssystem des Raspberry Pi
Ein Computer ist nur so viel wert wie seine Software. Erst mit dem richtigen Betriebssystem lässt er sich zum Leben erwecken. Zum Glück haben die Macher des Raspberry Pi mit Raspbian auch das passende Betriebssystem entwickelt, das noch dazu auf Linux basiert und damit 100-prozentig funktioniert.
4.1 - Welches Betriebssystem ist das Richtige
Wie jeder andere Computer braucht der Raspberry Pi ein Betriebssystem. Deshalb haben die Erfinder des Raspberry Pi gleich ein angepasstes Linux mit Namen Raspbian mitentwickelt, das Sie auf der Webseite der Raspberry Pi Foundation (die mit der Pflege des Betriebssystems betraut ist) herunterladen können.
Abbildung 4.2: Raspbian ist die Linux-Distribution des Raspberry Pi
Dieses Linux basiert auf der sehr gut gepflegten und weit verbreiteten Debian-Distribution, aus der sich auch das bekannte Ubuntu speist.
Der Vorteil, sich an eine bekannt Distribution anzuhängen, liegt auf der Hand. Sie wird von einer großen Entwicklergemeinde gepflegt und befindet sich deshalb immer auf einem aktuellen Stand. Wenn dennoch einmal Fehler und Lücken entdeckt werden (was leider – oder zum Glück - dauernd passiert), können diese rasch geschlossen und als Sicherheitsupdates verteilt werden. Die Entwickler des Raspberry Pi müssen also nur die hardwarenahen Betriebssystemschichten an ihr Gerät anpassen und schon haben Sie ein topaktuelles Betriebssystem zur Hand.
Möglicherweise haben Sie sogar bereits beim Kauf Ihres Raspberry Pi eine Version von Raspbian hinzu bekommen. Aber auch dann lohnt es sich, auf der Webseite nachzusehen, ob ein größeres Update zur Verfügung steht. Das erkennen Sie an einem neuen Namen oder dem Releasedatum, das in den Namen der Download-Datei eingetragen ist. Die heißt dann zum Beispiel „2016-05-27-raspbian-jessie.zip“ oder „2015-05-05-raspbian-wheezy.zip“. Sie erkennen sofort das Datum und den Releasenamen (hier Jessie oder Wheesy) im Dateinamen.
Jessie ist (zum Zeitpunkt, als dieses Buch verfasst wurde) das aktuelle Release. In diesem sind einige Programme und Programmteile neu zusammengestellt und auf den neuesten Stand gebracht worden. Unter anderem haben die Entwickler für die Erstinstallation einen grafischen Konfigurationsassistenten erstellt, wie Sie ihn auch von Windows kennen. Außerdem wurden zahlreiche Programme aufgenommen, die aus dem Raspberry Pi einen hochwertigen Arbeitsplatzrechner machen. Sie sollten sich diese Zusammenstellung unbedingt einmal anschauen. Raspbian Wheesy ist für uns ebenfalls noch gut geeignet. Das Release kommt außerdem etwas leichtfüßiger daher.
Abbildung 4.3: Der Raspberry Pi 1 verwendet SD-Karten
4.2 - Wie Rechner und Betriebssystem zusammenkommen
Der Raspberry Pi hat - neben seiner geringen Baugröße - noch einen weiteren großen Vorteil: Sein Datenspeicher besteht aus einer handelsüblichen SD-Karte, die Sie mittlerweile in jedem größeren Supermarkt erwerben können. Die Karten gibt es in verschiedenen Baugrößen.
Hatten die ehemaligen Raspberry Pi 1 Modell A und B noch einen Einschub für eine Standard-SD-Karte, so ist seit neuestem nur noch ein Steckplatz für die aktuellen MicroSD-Karten verbaut.
Abbildung 4.4: Der Raspberry Pi 2 verwendet Micro-SD-Karten
Praktischerweise liefern viele Hersteller zu ihren MicroSD-Karten passende Adapter hinzu, sodass die Karten auch in einen SD-Adapter passen.
Abbildung 4.5: Ein SD-Karten-Adapter erleichtert den Austausch verschiedener Karten
Die MicroSD-Karten werden mit Speichergrößen bis zu 64 Gbyte angeboten. Derzeit kostet eine 32-Gbyte-Karte bei meinem Drogeriemarkt keine 15 Euro mehr. Sie können also problemlos mehrere Karten in die Schublade legen. Damit sind Sie gerüstet für Datenspiegelungen oder weitere Experimente mit dem kleinen Wunderzwerk.
Tipp: Klassenbester
Ein Nachteil der SD-Karten sollte nicht unerwähnt bleiben. Ihre Lese- und Schreibgeschwindigkeiten sind nicht die allerbesten. Sie sollten nach Möglichkeit immer zu einer Class 10 Karte greifen, denn diese haben die besten Transferraten. In den meisten Geschäften werden Sie voraussichtlich keine anderen Karten mehr bekommen.
Abbildung 4.6: Programme der Hersteller helfen dabei, schnelle SD-Karten zu finden
Die Raspberry Pi Foundation empfiehlt eine Speicherkarte mit mindestens vier Gbyte Speicherplatz. Falls Sie also noch eine Karte dieser Größe in der Schublade haben, können Sie sie jederzeit verwenden, denn das Buch sieht vor, dass im weiteren Verlauf alle zusätzlichen Daten auf einen anderen Datenträger geschrieben werden als das Betriebssystem.
Tipp: Dauerbetrieb
Ein Nachteil des Raspberry Pi ist, dass SD-Karten eigentlich nicht für den Dauerbetrieb geschaffen sind. Da die Entwickler des Raspberry Pi aber mit einer großen Lust am Experimentieren ausgestattet sind und das Gleiche von ihrem Nutzern verlangen, wurde dieses Risiko einkalkuliert. Der Raspberry Pi ist ursprünglich als low-cost-Experimentierrechner erfunden worden.
Sie sollten also besser immer damit rechnen, dass der Server irgendwann mit einem Totalausfall vom Netz geht. Deshalb haben wir auch gleich am Anfang ein extra Kapitel für die Datensicherung reserviert. Damit Ihre nächtelange Arbeit nicht mit einem Fingerschnippen ins Nirwana geschickt wird, sollten Sie sich diesem Kapitel rechtzeitig mit großer Sorgfalt widmen.
4.3 - Erstinstallation des Betriebssystems
Wie kommt das Betriebssystem auf die SD-Karte? Dafür brauchen Sie einen Rechner und das passende Programm. Wie bereits angesprochen, werden Sie das erste Bootmedium mit Hilfe von NOOBS erstellen. Der Ablauf ist eigentlich selbsterklärend. Hier soll nur der Vollständigkeit halber der Ablauf einmal durchgegangen werden.
Abbildung 4.7: NOOBS bietet verschiedene Betriebssysteme zur Installation an
4.3.1 - Raspbian installieren mit NOOBS
Tipp: Was ist NOOBS?
Auf der Webseite findet sich auch eine Windows-Software mit dem Namen NOOBS. NOOBS ist die Abkürzung für „New out of the Box Software“ und bedeutet nichts anderes als einen Installer, der Ihnen unter Windows hilft, das Betriebssystem, hier also Raspbian, auf eine Speicherkarte zu schreiben, sodass diese anschließend startfähig ist.
NOOBS gibt es in zwei Versionen. In der „Lite“-Version lädt es das Betriebssystem erst im Moment der Installation aus dem Internet nach. In der Standardversion hingegen bekommen sie ein aktuelles Debian-Linux dazu, sodass Sie auch ohne schnelle Internetverbindung ein Bootmedium erstellen können.
Wie Sie sich auch entscheiden: Mit NOOBS haben Sie einen einfachen Weg, um ein Bootmedium zu erstellen. Laden Sie bitte im ersten Schritt eine Version von NOOBS auf ihren Rechner.
NOOBS ist ein Programm, dass nach dem ersten Start die SD-Karte des Raspberry Pi selbstständig einrichtet. Dazu muss NOOBS auf die Karte kopiert werden. Falls sie keinen Einschub für die SD-Karte haben, so brauchen Sie dafür einen passenden Adapter für den USB-Steckplatz. Neue SD-Karten sind in der Regel mit dem Dateiformat FAT vorformatiert. Sollte das bei Ihrer Karte nicht der Fall sein, so holen Sie dies bitte nach. Dazu können Sie die Formatierungsfunktion von Windows verwenden. Bequemer geht dies mit dem Programm SDFormatter der SD-Association vonstatten. Es formatiert die Karte und sorgt gleichzeitig dafür, dass die maximale Performance bei der Datenübertragung erreicht wird.
Abbildung 4.8: Die Formatierung einer SD-Karte fällt mit SDFormatter besonders leicht
Sowohl FAT16 als auch FAT32 sind hier zulässig, nicht aber extFAT, welches bei Karten größer 32 Gbyte angewendet wird. Dann verwenden Sie bitte nur maximal 32 Gbyte der Karte. Da NOOBS die Karte sowieso neu partitionieren wird, ist das vollkommen ausreichend. Kopieren Sie die entpackten Dateien in das Rootverzeichnis (also nicht in ein extra Verzeichnis) der SD-Karte. Stecken Sie jetzt die Karte in den Raspberry Pi und starten ihn.
Beim ersten Start des Raspberry Pi läuft ein automatischer Installationsprozess ab. NOOBS wird seine Partition als „Wiederherstellung“ einrichten und auf ein Minimum (also entweder 20 Mbyte - ohne Linux-Betriebssystem - oder ca. 800 Mbyte - mit Linux-Betriebssystem) verkleinern. Dann installiert es das mitgelieferte Betriebssystem oder zeigt Ihnen einen Auswahldialog an, aus dem Sie das gewünschte Linux-Betriebssystem auswählen können.
4.3.2 - Der andere Weg zu Bootmedium
Mit dem großen Erfolg des Raspberry Pi wurden auch andere Distributionen und Betriebssystem-Hersteller aufmerksam auf den Wunderzwerk. Deshalb gibt es mittlerweile eine größere Anzahl von Distributionen, von Arch-Linux und Ubuntu bis hin zu so ausgefallenen Dingen wie einer speziellen Version von Microsoft Windows. Wir halten uns in diesem Buch aber an das Original.
Sollten Sie einen Blick über den Zaun werfen wollen und andere - ernstzunehmende - Distributionen kennen lernen wollen: Nur zu, denn Sie brauchen nur eine neue SD-Karte und etwas Neugierde - schon kann es losgehen.
Wollen sie eine Distribution ausprobieren, die nicht in der Liste von NOOBS angeboten wird, müssen Sie einen anderen Weg gehen. Aber keine Angst, es ist ebenso einfach wie mit NOOBS. Hierzu brauchen Sie die Distribution in Form einer Image-Datei und ein kleines Programm, mit dem Sie dieses direkt auf die SD-Karte schreiben. Denn das einfach Kopieren auf die Karte funktioniert leider nicht.
Das Betriebssystem in Form der Zip-Datei haben Sie ja bereits auf einen Rechner kopiert oder ziehen es sich jetzt von der Webseite. Diese Datei ist zwischen 800 Mbyte und 1,5 Gbyte groß, je nach Distribution, die Sie ausgewählt haben. In ihr verbirgt sich eine Image-Datei.
Image bedeutet in diesem Fall nicht eine Bild-Datei, wie Ihnen Ihr Windows weismachen möchte. Die Datei mit der Endung .img ist ein Image oder Abbild einer kompletten Distribution. Sie können sich darunter eine 1-zu-1-Kopie einer kompletten Festplatte vorstellen, das dann aus Gründen der Platzersparnis auch noch komprimiert wurde. Dieses Image muss jetzt auf die SD-Karte geschrieben werden. Dazu reicht es aber nicht, sie einfach auf die Karte zu kopieren, denn dann könnte der Raspberry Pi sie beim Start nicht erkennen. Die Datei muss vielmehr Sektor für Sektor auf die Karte übertragen werden, damit sie später für den Raspberry Pi als Datenpartition erkennbar ist.
4.3.3 - Bootmedium erstellen unter Linux
Wenn Sie vor einem Rechner mit Linux sitzen, ist dies eine leichte Übung für Sie. Gleichzeitig ist es eine gute Übung für den Umgang mit der Konsole.
Wir führen dieses Verfahren als erstes vor, denn Sie werden in weiteren Verlauf des Buches fast ausschließlich mit Linux-Befehlen arbeiten. Aber keine Angst - es ist eine leichte Übung und macht mit jedem Schritt mehr Spaß.
Sie verwenden dazu den Befehl dd. Bitte beachten Sie: dd kann die Systempartition ihres Computers überschreiben, wenn Sie es mit den falschen Parametern starten. Seien Sie also vorsichtig!
Rufen Sie zuerst den Befehl
$ df -h
auf. Sie erhalten eine Liste aller angeschlossenen Partitionen. Stecken Sie anschließend die SD-Karte in den Kartenleser. Rufen Sie anschließend erneut
$ df -h
auf. Jetzt sollte (mindestens) eine neue Partition zu erkennen sein mit dem Namen /dev/mmcblk0p1, /dev/sdd1 oder ähnlich.
Da wir jetzt wissen, welchen Namen die SD-Karte hat, melden wir sie wieder vom Betriebssystem ab mit dem Befehl
$ sudo umount /dev/sdX
Die Karte bleibt aber im Lesegerät stecken.
Da wir auf die gesamte SD-Karte schreiben wollen und nicht nur auf eine Partition, interessiert uns jetzt der Teil des Namens ohne die „(p)1“, also /dev/mmcblk0 oder /dev/sdd.
Anschließend schreiben wir die Imagedatei auf die SD-Karte mit dem Befehl
$ sudo dd bs=4M if=2015-09-24-raspbian-jessie.img of=/dev/sdd
Der Parameter if lautet input file und of lautet output file (Linux spricht alle Geräte im Rechner über zugewiesene Dateien an). bs ist die block size, mit der die Daten auf die Karte übertragen werden. Zuletzt schließen Sie mit
$ sudo sync
den Schreibcache ab. Danach können Sie die Karte aus dem Lesegerät nehmen.
4.3.4 - Bootmedium erstellen unter Windows
Falls Sie doch lieber unter Windows ihren Linux-Server vorbereiten, benötigen Sie dazu ein zusätzliches Programm.
Laden Sie das Image (in der zip-Datei) von der Webseite. Zusätzlich laden Sie das Programm Win32DiskImager aus dem Internet. Entpacken Sie das Programm in ein beliebiges Verzeichnis. Sie müssen es nicht installieren, sondern können es gleich starten.
Abbildung 4.9: Das Betriebsystem-Abbild schreiben Sie mit Win32 Disk Imager auf die Speicherkarte
Im Programm suchen Sie die Datei aus und geben den Laufwerksbuchstaben für die SD-Karte ein. (Achtung: Wenn Sie den falschen Laufwerksbuchstaben auswählen, kann Ihre Festplatte beschädigt werden). Jetzt klicken Sie auf write und warten den Schreibvorgang ab. Beenden Sie Win32DiskImager und nehmen Sie die Speicherkarte aus dem Card Reader.
Stecken Sie die SD-Karte nun in ihren Raspberry Pi und schließen Sie danach die Spannungsversorgung des Raspberry Pi an. Er sollte nun starten.
Linktipps:
• Raspberry Pi Wheezy
https://www.raspberrypi.org/downloads/
• SD Formatter
http://www.sdcard.org/downloads
• Win32DiskImager
http://sourceforge.net/projects/win32diskimager/
• NOOBS
https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/
https://github.co m/raspberrypi/noobs
