Headless-Konfiguration für den Raspberry Pi

© konstantynov, 123RF

Kopflos

Mit dem schönen Wort "headless" bezeichnet man auf Neuhochdeutsch den Einsatz eines RasPi ohne Tastatur und Monitor. Dabei hilft das vielseitige Paket OpenSSH.

README

Mit den hier vorgestellten Werkzeugen aus der SSH-Familie verwalten Sie Ihren Raspberry Pi problemlos aus der Ferne und ersparen sich dadurch die Anschaffung eines zusätzlichen Monitors und einer Tastatur. Der Konfigurationsaufwand für eine solche Headless-Lösung hält sich in erfreulich überschaubaren Grenzen.

Viele Projekte für den Raspberry Pi setzen einen "Headless"-Betrieb voraus, bei dem der Mini-Rechner ohne Monitor, Tastatur und Maus läuft. Oft zwingen schon Platzgründe dazu, den für viele Verwendungszwecke prädestinieren den Pi gerade seine geringen Abmaße. Als angenehmer Nebeneffekt bleibt der Low-Cost-Rechner im Headless-Betrieb auch ein solcher – für Tastatur, Maus und Monitor kommen schnell 150 Euro oder mehr zusammen. Egal, warum sie den RasPi headless betreiben: Für den Zugriff auf das Gerät müssen Sie in diesem Szenario eine Verbindung via Secure Shell (SSH) aufbauen [1].

SSH bietet einen sicheren, weil verschlüsselten Weg, um sich auf einem entfernten Rechner anzubieten. Das Paket OpenSSH, das praktisch jede Linux-Distribution mitbringt, umfasst einen ganzen Werkzeugkasten an entsprechenden Tools, die ursprünglich vom OpenBSD-Projekt entwickelt wurden. SSH übernimmt dabei die Rolle von Telnet oder Rlogin, Secure Copy (scp) ersetzt Remote Copy (rcp), Secure FTP (sftp) das unsichere FTP (ftp), und Ähnliches mehr.

Verwenden Sie auf dem RasPi eine halbwegs aktuelle Distribution wie Raspbian "Wheezy", steht SSH bereits einsatzfertig parat. Auf älteren Versionen war es dagegen in der Vorgabe deaktiviert. Haben Sie noch Tastatur und Monitor am Raspberry Pi hängen, prüfen Sie mit dem Befehl service sshd status recht einfach, ob der SSH-Daemon bereits läuft. Falls ja, erhalten Sie eine Ausgabe wie in Listing 1.

Listing 1

 

$ service sshd status
Redirecting to /bin/systemctl status  sshd.service
sshd.service - OpenSSH server daemon
          Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/sshd.service; enabled)
          Active: active (running) since Wed 2013-02-13 13:06:40 EST; 28min ago
         Process: 273 ExecStartPre=/usr/sbin/sshd-keygen (code=exited, status=0/SUCCESS)
        Main PID: 280 (sshd)
          CGroup: name=systemd:/system/sshd.service
                  280 /usr/sbin/sshd -D

Um den Dienst gegebenenfalls zu installieren, benutzen Sie den Paketmanager der verwendeten RasPi-Distribution. Die entsprechenden Befehle für Raspbian und Pidora zeigt das Listing 2. Nach dem Einrichten starten Sie den Daemon mittels des Befehls sudo sshd start.

IP-Adresse finden

Um Verbindung zum Raspberry Pi aufnehmen zu können, müssen Sie dessen IP-Adresse kennen – kein Problem, solange Sie ihn noch mit Tastatur und Monitor betreiben: Dann genügt ein schlichtes ip addr auf der Kommandozeile, um die Adresse herauszufinden. Was aber, wenn der Hund das HDMI-Kabel gefressen hat?

In diesem Fall verbinden Sie den Raspberry Pi mit dem Netzwerk und stecken dann die Stromversorgung ein, um ihn zu booten. Das geht headless allerdings auch nicht schneller als mit Tastatur und Monitor, nur sehen Sie diesmal nicht, was gerade vorgeht. Immerhin vermitteln Ihnen aber die Status-LEDs der RasPi (siehe Tabelle "Funktion der Status-LEDs") einen guten Eindruck davon, wie reibungslos der Vorgang abläuft. Bleiben einzelne LEDs dunkel, müssen Sie die entsprechende Fehlerquelle erst beseitigen, bevor Sie weitermachen können.

Funktion der Status-LEDs

Nummer

Aufschrift

Farbe

Funktion

D5

ACT

Grün

Zugriff auf SD-Karte

D6

PWR

Rot

Betriebsspannung

D7

FDX

Grün

Netzwerk (Full Duplex)

D8

LNK

Grün

Netzwerk (Verbindung/Aktivität)

D9

100

Gelb

100-Mbit/s-LAN

Bei den ersten RasPis (Rev 1.0) sind D5 und D9 abweichend beschriftet.

Hat der Mini-Rechner erst einmal gebootet, finden Sie über das Verwaltungsinterface des Routers in Ihrem Netzwerk die Adresse des Raspberry Pi schnell heraus. Suchen Sie dort nach einem Gerät namens raspi oder raspberrypi und notieren Sie dessen IP. Hilft gar nichts anderes weiter, müssen Sie schweres Geschütz in Form des Netzwerkscanners Nmap [2] auffahren. Wie das funktioniert, lesen Sie bei Bedarf im Kasten "RasPi-Jagd per Nmap" nach. Dieser Overkill dürfte aber nur in absoluten Ausnahmefall notwendig werden.

RasPi-Jagd per Nmap

Der Netzwerkscanner Nmap spürt zuverlässig jedes Gerät im Netzwerk auf und liefert bei Bedarf eine Fülle von Zusatzinformationen dazu. Auf einem Linux-Client richten Sie ihn ein, indem Sie das Paket nmap über den Paketmanager des Systems installieren, unter Debian und dessen Derivaten beispielsweise mittels sudo apt-get install nmap.

Um alle Geräte im Netzwerk aufzuspüren, verwenden Sie den Befehl sudo nmap 192.168.0.0/24, wobei Sie 192.168.0.0 durch die Adresse Ihres LANs ersetzen. In der Ausgabe von Nmap finden Sie eine Sequenz wie die in Listing 2 gezeigte, bei der an einer MAC-Adresse der Suffix (Raspberry Pi Foundation) anhängt. Die erste Zeile der Sequenz zeigt die IP-Adresse des Raspberry Pi, in Listing 2 ist es die 192.168.0.115.

Listing 2

 

$ sudo nmap 192.168.0.0/24
...
Nmap scan report for 192.168.0.115
Host is up (0.0074s latency).
Not shown: 999 closed ports
PORT   STATE SERVICE
22/tcp open  ssh
MAC Address: B4:23:BF:DF:29:55 (Raspberry Pi Foundation)
...

Verbindungsaufnahme

Sobald Sie die IP-Adresse des Raspberry Pi kennen, nehmen Sie mithilfe des Befehls ssh user@IP Kontakt zu ihm auf. Als Benutzername user verwenden Sie entweder einen Account, den Sie dafür eigens auf dem RasPi eingerichtet haben, oder das bereits vorhandene Standard-Benutzerkonto der auf dem Pi eingesetzten Distribution. Die Tabelle "Standard-Benutzerkonten" führt die entsprechenden Logins und Passwörter für die gängigsten Varianten auf. Verwenden Sie auf dem RasPi eine dort nicht aufgeführte Distribution, hilft eventuell eine ähnliche Tabelle bei Elinux.org weiter [3].

In den folgenden Beispielen verwenden wir durchgängig 192.168.0.115 als IP und fedora als Benutzerkonto. Diese müssen Sie jeweils durch die für Ihre Installation gültigen Werte ersetzen.

Standard-Benutzerkonten

Distribution

Benutzer

Passwort

Arch Linux ARM

root

root

OpenELEC

root

openelec

Pidora

root

raspberrypi

Raspbian Wheezy und Derivate

pi

raspberry

Melden Sie sich das erste Mal auf einer entfernten Maschine an, prüft Ihr Client die Datei .rhosts dahingehend, ob es sich um einen bereits bekannten Rechner handelt. Dies soll sicherstellen, dass Sie sich auch mit dem richtigen Rechner verbinden. Ist der Rechner dagegen bislang unbekannt, generiert SSH für diesen einen Schlüssel, an dem es ihn in Zukunft erkennen kann, und fragt dann sicherheitshalber noch einmal nach, ob Sie auch wirklich Kontakt aufnehmen wollen. Bejahen Sie das, beginnt die eigentliche Anmeldeprozedur. Ein Beispiel dieses Ablaufs zeigt Listing 3.

Listing 3

 

$ ssh fedora@192.168.0.115
The authenticity of host '192.168.0.115 (192.168.0.115)' can't be established.
RSA key fingerprint is 83:d7:be:fe:5e:91:98:90:ff:eb:87:0b:88:d2:e9:e9.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '192.168.0.115' (RSA) to the list of known hosts.
fedora@192.168.0.115's password:

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