Raspberry Pi für die Wissenschaft – Teil 2: Raspbian headless Installation und Grundeinrichtung

Raspberry Pi für die WissenschaftBevor wir BOINC und SETI@Home auf den Raspberry Pi 2 aufspielen können, müssen wir ein Betriebssystem installieren. Das klassische OS für einen Raspberry ist natürlich Raspbian. Wer meine Artikelserie zum Raspberry Media Center gelesen hat, dem wird die Vorgehensweise bei der Installation von Raspbian nicht fremd sein, bei OpenELEC funktioniert das ganz ähnlich.

Einen Unterschied zur Media Center Installation gibt es aber doch. Wir werden an den Raspberry keine Tastatur und keinen Monitor anschließen. Die Installation wird „headless“ vorgenommen – ausschließlich per SSH. Bei Raspbian ist das überhaupt kein Problem und diese Anleitung kann auch für andere Raspberry-Anwendungen verwendet werden, bei denen der Raspberry Pi eine reine Serverfunktion ohne Benutzerinteraktion hat.

Raspbian installieren

Die Installation von Raspbian erfolgt durch Übertragen eines Raspbian-Diskimages auf die Micro-SD-Karte, die dann nur noch in den Raspberry Pi geschoben werden muss. Der Download der Software aus dem Internet und das Befüllen der Micro-SD-Karte erfolgt nicht am Raspberry Pi sondern an einem anderen Linux- oder Windowsrechner. Sollte dieser Computer keinen Micro-SD-Karten-Slot besitzen, bietet sich ein Adapter von Micro-SD auf USB an.

Download

Auf der Downloadseite von RaspberryPi.org gibt es für Raspbian zwei verschiedene Diskimages. Ein Full Desktop Image mit dem Namen Raspbian Jessie und eine Minimalversion mit der Bezeichnung Raspbian Jessie Lite. Für unseren Anwendungsfall genügt die Lite-Version, da wir für einen BOINC-Rechner gar keinen grafischen Desktop benötigen. Die nachfolgenden Betrachtungen beziehen sich auf die Softwareversion von März 2016 mit dem Releasedatum 18.03.2016 und der Kernel Version: 4.1 Beim Download der ZIP-Datei erhalten wir folgende Datei: 2016-03-18-raspbian-jessie-lite.zip. Bei späteren Softwareversionen sind die Bezeichnungen natürlich entsprechend anders.

Installation unter Linux

Zuerst öffnen wir ein Terminalfenster und gehen dort ins Downloads-Verzeichnis.

cd ~/Downloads

Dann entpacken wir das Archiv mit:

unzip 2016-03-18-raspbian-jessie-lite.zip

und erhalten nach einigen Sekunden die Datei: 2016-03-18-raspbian-jessie-lite.img mit ca. 1,4GB Größe. Als nächstes müssen wir herausbekommen, unter welcher Devicebezeichnung wir die SD-Karte ansprechen können. Dazu geben wir folgenden Befehl zweimal ein – einmal bevor wir die SD-Karte in den Rechner stecken und einmal danach.

sudo parted -l

Bei der zweiten Abfrage bekommen wir logischerweise ein Laufwerk mehr angezeigt, nämlich das Filesystem unserer SD-Karte. Die Ausgabe für die SD-Karte dürfte so ähnlich aussehen:

Modell: Single Flash Reader (scsi)
Festplatte  /dev/sdb:  31,9GB
Sektorgröße (logisch/physisch): 512B/512B
Partitionstabelle: msdos

Nummer  Anfang  Ende    Größe   Typ      Dateisystem  Flags
 1      4194kB  31,9GB  31,9GB  primary  fat32        LBA

Die SD-Karte ist also /dev/sdb und die Partition /dev/sdb1. Als nächstes stellen wir sicher, dass die SD-Karte nicht gemountet ist mit:

umount /dev/sdb1

Und jetzt schreiben wir das Raspbian-Image auf die Micro-SD. Dabei bitte dringend darauf achten, dass die Bezeichnung bei „of=“ richtig ist und dass sich nichts wertvolles auf der SD-Karte befindet. Das angegebene Speichermedium wird ohne Vorwarnung überschrieben.

sudo dd if=2016-03-18-raspbian-jessie-lite.img of=/dev/sdb bs=4M

Nun etwas geduldig sein, wenn längere Zeit während der Übertragung keine Bildschirmausgabe erfolgt. Der SD-Adapter wird blinken, wenn er denn ein Lämpchen hat. Zum Schluss wird angezeigt, wie viele Bytes auf die SD-Karte geschrieben wurden. Nach einem abschließenden

sync

um den Schreibpuffer zu leeren, können wir die SD-Karte entnehmen.

Installation unter Windows

Unter Windows funktioniert das leider nicht mit Bordmitteln des Betriebssystems, aber dafür unter einer grafischen Oberfläche. Wir benötigen das Hilfsprogramm Win32DiskImager um das Image auf die SD-Karte zu schreiben.

W32DiskImangerZuerst wird das Archiv entpackt, was wie bei Linux zu der Datei 2016-03-18-raspbian-jessie-lite.img führt. Der Win32DiskImager muss nach dem Download wie ein übliches Windowsprogramm installiert werden. Nach dem Programmstart meldet sich nebenstehendes Fenster, in dem wir unter Image File die eben entpackte Datei auswählen und unter Device das Laufwerk unter dem die SD-Karte gemountet ist. Mit Write wird das Image dann auf die SD-Karte geschrieben.

WiFi anstelle LAN-Anschluss

Wer keine Möglichkeit hat, den Raspberry per Kabel ans LAN anzuschließen, der kann auf der SD-Karte auch einen WiFi-Adapter konfigurieren, bevor der Raspberry in Betrieb genommen wird. Besonders interessant ist das beim Raspberry Pi 3, der WLAN bereits onboard mitbringt. Die Anleitung, wie WLAN für eine Raspbian headless Installation konfiguriert wird, habe ich in einen eigenen Artikel ausgelagert.

Grundkonfiguration

Jetzt kommt die Micro-SD-Karte in den Raspberry Pi und der wird an LAN und Strom angeschlossen. Das Netzwerk (Router) muss so konfiguriert sein, dass sich der RasPi per DHCP eine IP-Adresse abholen kann. Nachdem wir dem Raspberry eine halbe Minute Zeit zum Booten gegeben haben, können wir uns von einem anderen Rechner aus am Raspberry Pi anmelden. Der Rechnername lautet per Standard raspberrypi, der vorgegebene User pi und dessen Passwort raspberry. Wir können versuchen uns mit dem Rechnernamen anzumelden, falls das nicht funktioniert, müssen wir am Router die IP-Adresse unseres RasPi in Erfahrung bringen und diese anstelle von raspberrypi verwenden.

In Linux kann SSH direkt in einem Terminalfenster aufgerufen werden. Unter Windows benötigt man einen SSH-Client, zum Beispiel Putty.

$ ssh pi@raspberrypi
pi@raspberrypi's password: 

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
pi@raspberrypi:~ $ 

Nun können wir das Konfigurationsmenü von Raspbian aufrufen:

pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config

raspi-config

Der wichtigste Punkt ist gleich der erste: Expand Filesystem. Das ist erforderlich, damit Raspbian das Dateisystem auf die ganze Größe der SD-Karte ausdehnt. Wenn wir das nicht machen, wird bei den späteren Installationen das Filesystem schnell volllaufen. Die weiteren Aktionen sind optional, es bietet sich aber an, diese Einstellungen vorzunehmen:

  • Per Change User Password lässt sich das Passwort für den User pi ändern.
  • Unter Internationalisation Options lassen sich Zeichensatz, Zeitzone und Tastaturlayout einstellen.
  • Und per Advanced Options – Hostname kann der Rechnername geändert werden. Das sollte auf jeden Fall gemacht werden, falls es zwei oder mehr Raspberries im Netz gibt.

Danach muss neu gebootet werden und damit ist die Grundeinrichtung unseres Raspbian Betriebssystems bereits erledigt. Im nächsten Schritt können die Anwendungsprogramme (BOINC und SETI@Home) installiert werden.

 


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2 Kommentare

  1. Michael Arzberger

    schöne Anleitung.
    Ein dicker Stolperstein ganz am Anfang. Mein Jessie-lite (2017) braucht eine Datei mit dem Name ssh (ohne Inhalt, leere Datei) im boot Verzeichnis, sonst ist SSH nicht aktiviert.
    Unter Windows kann man diese Datei ganz leicht direkt nach dem Schreiben des Images erzeugen

  2. Helmut (Beitrag Autor)

    Richtig, ab Version Jessie 2016-11-25 ist das erforderlich. Ich hab es hier beschrieben.

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