Raspberry Pi (RPi)

raspberry-piDer Raspberry Pi (kurz: RPi) ist ein kleiner und günstiger Minicomputer bzw. Einplatinencomputer. Der kleine Zeitdieb wurde ursprünglich für Forschung und Lehre entwickelt und hat mittlerweile eine große Fangemeinde insbesondere in der Maker Szene.

Rund um den RPi hat sich ein eigener Markt für Software und Zubehörteile entwickelt. Die einen nutzen den RPi als Mediacenter am Fernsehgerät, die anderen nutzen ihn als Webserver oder als Steuerung für die Heimautomation.

Das nebenstehende Bild zeigt die kleine Platine ohne Gehäuse mit dem Mini-USB Stromkabel, dem HDMI-Kabel, einem USB WLAN-Adapter und einem USB Dongle für eine Funktastatur mit Touchpad. Auf der Rückseite steckt eine MicroSD-HC Speicherkarte. Die Speicherkarte enthält das Betriebssystem Raspbian Jessie. Raspbian Jessie ist ein Derivat von Debian-8 (Jessie) Linux.

Ausstattung

Der RPi bietet u.a.:

  • CPU (4-Kern ARM Cortex-A7)
  • RAM (1GB)
  • 4x USB, 1x Ethernet, 1x HDMI
  • Micro-USB Power (5V, 2A)

Als weiteres Zubehör nutze ich:

  • USB WLAN-Dongle (LB-Link 802.11n)
    Siehe: RPi mit SSH bedienen
  • 8GB micro SDHC (Class 6) Speicherkarte (Samsung)
    Siehe: RPi vom USB-Stick starten
  • Steckernetzteil (JOY-iT, 5V, 2000mA)
  • Falls der RPi am Monitor/TV angeklemmt wird:
    • HDMI-Kabel
    • Funktastatur mit Touchpad (Logitech K400 Plus)

Technische Probleme

raspberry-pi-microsd-hackDer RPi hat mir, wie zu erwarten, viele Stunden Zeit geraubt. Zuerst hat der MicroSD Kartenslot schlapp gemacht. Die Karte blieb nicht mehr im Slot stecken. Mit diesem Hardwareproblem bin ich nicht alleine. Ein Stückchen Papier im Slot hilft weiter.

Dann hat die erste MicroSD aufgegeben. Die Karte wurde nicht mehr im RPi oder im Notebook erkannt. Also habe ich weitere Karten bestellt. Man weiß ja nie. Nach einigen Recherchen habe ich mich für 8 GB Class 6 Karten entschieden. Die Images lassen sich noch handhaben und einigermaßen schnell wieder laden. Nachdem auch die zweite MicroSD vom RPi zerschossen wurde, habe ich das Layout der Partitionen geändert

Backup & Restore

Der RPi ist für Linux Betriebssysteme ausgelegt. Zwar bietet Microsoft auch eine spezielle Windows 10 Version für den RPi an, aber die meisten Projekte nutzen das Debian Derivat Raspbian. Das Originalimage ist ~3,7 GB groß startet wirklich flott.

Sicherung mit Win32 Disk ImagerIch habe das Originalimage angepasst (Hostname, SSH-Keys, WLAN-Zugang) und Softwareupdates eingespielt. Nach der Erweiterung des Dateisystems um die freien Speicherbereiche der Karte zu nutzen, ist das Image ~7,7 GB groß.

Auf dem nebenstehenden Bild sieht man die Sicherung des Images mit der freien Software Win32 Disk Imager. Die Lesegeschwindigkeit von der microSDHC Class 6 Karte beträgt ~20MB/s. Der Schreibvorgang erfolgt mit ~6GB/s

raspberry-pi_drive-snapshot-1Backup & Restore kann jedoch besser mit Drive Snapshot durchgeführt werden. Das kleine Programm besteht aus einer einzigen ausführbaren Datei, ist nur 378 KB groß und kostet 39€. Es bietet alle Funktionen die zum Backup & Restore notwendig sind:

  • Bare Metal Recovery (BMR)
  • Komprimierung
  • Kennwortschutz
  • Inkrementelles (Delta) Backup

Ich nutze das Programm zur Sicherung der Notebooks unserer Familie. Natürlich habe ich bereits die Restorefunktion erfolgreich getestet ;-)

raspberry-pi_drive-snapshot-2Das Backup & Restore der beiden Raspbian Partitionen ist in wenigen Minuten erledigt. Der RPi nutzt auf der 8 GB MicroSD Karte zwei primäre Partitionen:

  • 60 MB Bootpartition (Fat32)
  • 7,3 GB Image (Ext4)

Das nebenstehende Bild zeigt die Sicherung (Image –> File) der 7,3 GB Imagepartition in ~ 3 Minuten. Ich nutze zwei identische 8GB Class6 MicoSD Karten:

  • Karte 1: „Daily Usage“. Wird nach größeren Änderungen gesichert
  • Karte 2: „Backup“. Enthält das jeweils aktuelle Backup von Karte 1

Durch die Komprimierung werden die beiden Partitionen auf nur ~1,5 GB reduziert. Ein Backup (File –> Image) dauert ~8 Minuten.

Die Bootpartition ist weitgehend statisch. Nur bei Änderungen am Kernel ist ein Backup der Bootpartition notwendig. Die meisten Änderungen finden auf der Imagepartition statt.

raspberry-pi_gpartedAnstatt jedes mal die die MicroSD Karte aus den ohnehin defekten Slot zu pfriemeln, habe ich einen alten 8GB USB-Stick mit dem Tool gparted formatiert. Ich betreibe den RPi über PuTTY mit SSH X11-Forwarding und muss zunächst das Tool gparted installieren:

Nachdem der USB-Stick mit gparted partitioniert und formatiert wurde, wurde er vom RPi als /dev/sda sauber erkannt und unter/media/pi/FDED-A00D eingebunden:

Den USB-Stick kann man wie folgt sauber deaktivieren:

Optimierungen

Nachdem nun geklärt wurde, wie wir den RPi sichern und vor allem wieder herstellen können, nehmen wir nun ein paar Anpassungen vor.

Der Raspberry PI zerschießt gerne mal MicroSD Karten. Daher habe ich das Plattenlayout geändert

Wer, wie ich, den RPi nicht im 7*24h Dauerbetrieb oder als unternehmenskritischen Webserver im Internet verwendet, kann sicherlich auf das Logging in /var/log verzichten. Auch temporäre Dateien in /tmp sind nicht wichtig. Also lagere ich diese beiden Dateisysteme auf eine 20MB RAM-Disk aus. Dazu fügt man in die /etc/fstab folgende Zeilen ein:

Nach einem Reboot sind die Verzeichnisse wieder leer und schon schreibt der RPi die (unwichtigen) Daten ins schnelle RAM…

Bei mir „hängt“ der RPi „in der Luft“, also nur am WLAN. Die WLAN-Profile (SSID und Kennwörter) werden in folgender Datei gespeichert:

Software

Der RPi will es allen Recht machen und führt viele Softwarepakete im Gepäck mit. Wer den RPi nur als Webserver nutzt, benötigt nicht das LibreOffice Programmpaket und kann es getrost löschen:

Sicherlich gibt es viele weitere Pakete die gelöscht werden können, aber Vorsicht: Immer schon an ein lauffähiges Backup denken!

 

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