Projekt Atropa (2): Zprovoznění Raspberry Pi a Raspbian Linuxu

Upozornění: Tento text je několik let starý a spousta věcí se změnila. Zejména v ASP.NET Core (zde pod starým názvem ASP.NET 5). Článek ponechávám jako referenci, ale obecně doporučuji nalézt novější zdroje, jako napříkad tento seriál.

Gratuluji, pořídili jste si Raspberry Pi! Třímáte v ruce malou destičku s ježatými konektory. Právě vám je určen druhý díl seriálu o tom, jak na Raspberry Pi rozjet ASP.NET. Oficiální návod ke zprovoznění (anglicky) najdete na webu Raspberry Pi.

Nezapomeňte si přečíst úvod k této sérii, kde najdete seznam všeho potřebného a důležitá varování.

Co budete potřebovat?

• Raspberry Pi. Já pracuji s RASPBERRY Pi 2 Model B, ale měl by vám stačít i RASPBERRY Pi Model B+. (Linky vedou na Alza.cz, ale RPi lze na menších e-shopech koupit výrazně levněji). Doporučuji si k němu koupit i nějakou krabičku.
• Dostatečně silný zdroj s MicroUSB konektorem. Budete z něj napájet Raspberry a měl by mít alespoň 2 A. Já používám ke své spokojenosti 2 A zdroj od tabletu. Nabíječka na mobil vám téměř jistě stačit nebude.
• MicroSD kartu. Používám 8 GB Class 10, ale možná by stačila i 4 GB. Také budete potřebovat patřičnou čtečku pro vaše PC a případně redukci z MicroSD na velkou SD.  Redukce bývá u některých karet přímo součástí balení.
• Monitor s HDMI vstupem. To má většina novějších monitorů, případně vám stačí DVI nebo DisplayPort vstup a patřičná redukce/kabel.
• USB klávesnice. Jakákoliv standardní klávesnice postačí.
• USB Wi-Fi karta. Nejlépe se mi osvědčila karta TP-LINK TL-WN722N. Je levná, široce kompatibilní (Raspbian s ní umí pracovat automaticky), má všechny funkce potřebné i pro pokročilejší Wi-Fi škození a externí anténu, místo které je možné připojit jinou.

Dále pak budete potřebovat běžný počítač s v podstatě libovolným operačním systémem. Já používám poslední preview Windows 10, ale nesejde na tom, protože z tohoto PC budeme potřebovat jenom kopírovat souboryu a používat terminálový program. Využívat budeme též různý volně dostupný software, na který vás postupně upozorním v průběhu návodu.

Příprava MicroSD karty

Vložte MicroSD kartu do čtečky a připojte k počítači. Kartu je třeba zformátovat na FAT32 file systém. V zásadě k tomuto účelu můžete použít i běžné funkce operačního systému, nicméně lepší nápad je použít utilitu SD Formatter, která je dílem SD Association a je určena speciálně pro práci s paměťovými kartami.

Spusťte utilitu, vyberte patřičný disk a po klepnutí na tlačítko Option povolte Format size adjustment, čímž zformátujete celou kartu, nejen případnou první partition:

Nyní na kartu musíte nahrát správná data. Existují v zásadě tři postupy:

• Můžete použít NOOBS Lite, kdy na kartu nahrajete minimální množství dat a zbytek se dynamicky dotáhne při instalaci. Musíte mít ovšem Raspberry připojené k Internetu, nejlépe klasickým ethernetovým kabelem (nejsem si jist, zda to funguje přes Wi-Fi). Automaticky se dotáhne vše potřebné.
• Můžete použít NOOBS, který obsahuje vše potřebné pro instalaci a při instalaci samotné můžete být offline. To použijte ve chvíli, kdy v místě instalace nebudete mít dostatečně solidní připojení k Internetu.
• Můžete si stáhnout hotový kompletní image.

Vše potřebné je ke stažení na webu RaspberryPi.org v sekci Download.

Já budu v následujícím návodu používat první zmíněný postup a použiji tedy NOOBS Lite. Stáhněte si ZIP archiv, který má 22 MB a jeho obsah (nikoliv archiv samotný) uložte na SD kartu do rootu. V kořenovém adresáři musíte mít soubor bootcode.bin a další.

Zapojení RPi

Na následujícím obrázku vidíte zapojené Raspberry Pi model 2+ plné jeho kráse:

V levém dolním rohu je připojena USB Wi-Fi, nad ní vede kabel k USB klávesnici, dále je ethernetový síťový kabel. Nahoře je HDMI kabel k monitoru a MicroUSB napájení (které zatím nepřipojujte) a vpravo uprostřed je ve spodní části desku MicroSD karta. RPi mám v průhledné krabičce, kterou si nicméně musíte koupit zvlášť a je vhodná spíše na dema, než na praktické použití.

V pravé dolní části desky je červená LEDka (na fotce svítí). Pokud začne poblikávat, máte příliš slabý zdroj. Na monitoru se přitom v pravém horním rohu objeví duhový čtvereček. Nestabilita napájení může způsobovat značné problémy, takže si ve vlastním zájmu obstarejte kvalitní zdroj.

Zasuňte MicroSD kartu a zapojte všechny kabely, napájení jako poslední.

Instalace operačního systému

Raspberry Pi rychle nabootuje a na monitoru se vám zobrazí prostředí NOOBS, kde si můžete vybrat (mezerníkem) operační systémy, které chcete instalovat. Vyberte si Raspbian, což je speciální varianta Debianu pro Raspberry Pi. Stiskem klávesy I zahájíte instalaci.

Ta bude nějakou dobu trvat, přičemž přesnější kvantifikace oné doby záleží na rychlosti vašeho připojení k Internetu. Budou se stahovat zhruba dva gigabajty dat. Tak si běžte uvařit kafe. Nebo, máte-li ADSL nebo mobilní připojení, oběd o šesti chodech. Po dokončení stiskem klávesy Enter RPi restartujte.

Po restartu se spustí textové menu. V něm si můžete změnit heslo (výchozí je uživatel pi s heslem raspberry, obojí je case sensitive). V International settings si můžete nastavit například časovou zónu (ale pozor, RPi nemá hodiny reálného času) a rozložení klávesnice. Až budete spokojeni, vyberte Finish.

Po dokončení textové části setupu se vám ukáže příkazová řádka s promptem pi@raspberrypi ~ $. Počítač můžete používat s připojenou klávesnicí, monitorem a případně myší. K dispozici je celkem šest terminálů, mezi kterými se přepínáte pomocí klávesové zkratky Alt+F1 až Alt+F6. Kromě textového můžete použít i grafické rozhraní (to spustíte příkazem startx).

Připojení po síti

My nicméně nebudeme používat lokální konzoli, ale budeme s Raspberry Pi komunikovat po síti.

Jako první potřebujeme zjistit IP adresu počítače. Tu lze zjistit mnoha způsoby (třeba z DHCP serveru), ale protože máme k dispozici lokální konzoli, stačí napsat příkaz ifconfig, což je obdoba příkazu ipconfig na Windows. Ukáže se něco takového:

pi@raspberrypi ~ $ ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr b8:27:eb:07:93:41
          inet addr:**10.7.0.101**  Bcast:10.7.0.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:14124 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:2286 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:17452927 (16.6 MiB)  TX bytes:281223 (274.6 KiB)

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:72 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:72 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:6288 (6.1 KiB)  TX bytes:6288 (6.1 KiB)

wlan0     Link encap:Ethernet  HWaddr c4:6e:1f:13:27:87
          UP BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

Nás zajímá adresa u rozhraní eth0, za inet addr:, zde 10.7.0.101 (ve výpisu zobrazena tučně).

Maje cílové adresy, můžeme se připojit. K tomu potřebujete SSH klienta a nejčastěji se používá program jménem Putty. Stáhněte si ZIP soubor a někam ho rozbalte.

Spusťte program PUTTY.EXE. Aby vše řádně fungovalo, je dobrý nápad nastavit některé parametry.

V levé části klepněte na Appearance a zvolte si vašemu oku libou velikost a typ fontu. Já používám Consolas o velikost 14 bodů, ale já jsem napůl slepý, vám bude možná vyhovovat menší písmo.

V sekci Translation si jako Remote character set vyberte UTF-8 a ve spodní části vyberte Use Unicode Line Drawing Code Points.

V sekci Session zadejte jako název nebo IP adresu cílového zařízení dříve zjištěnou IP adresu a jako typ spojení SSH. Poté klepněte na Default Settings a Save, čímž nastavení uložíte jako výchozí.

Nyní můžete klepnout na Open a připojit se. Při prvním připojení budete vyzváni k potvrzení správnosti SSH klíče, což potvrďte (bezpečnost zde v tomto okamžiku neřešíme, pro ostré nasazení je nutné vygenerovat vlastní klíč a ověřit si pomocí fingerprintu jeho pravost). Poté musíte zadat uživatelské jméno (pi) a heslo (raspberry, pokud jste ho dříve nezměnili).

Poté budete úspěšně přihlášeni:

Tipy k použití Putty:

• Okno můžete myší zvětšovat a zmenšovat v obou směrech. Přizpůsobí se počet řádků a sloupců.
• Můžete používat i schránku. Text na lokálním počítači běžným způsobem zkopírujte a poté klepněte kamkoliv do okna Putty pravým tlačítkem, čímž se text vloží.
• Pokud chcete kopírovat ze vzdáleného počítače na lokální, označte požadovaný text pomocí levého tlačítka myši. Klepnutím levým tlačítkem označení zmizí a kód se zkopíruje do schránky.
• Pokud po označení klepnete pravým tlačítkem, text se zkopíruje a ihned vloží, což je užitečné zejména, pokud to příkazu potřebujete zapsat něco, co jste získali napsané na obrazovce.

Aktualizace balíčků

Programy a součásti systému se na Linuxu instalují vesměs pomocí balíčkovacích systémů. Raspbian používá Aptitude a bude vás tedy zajímat příkaz apt-get.

Aktualizaci seznamu dostupných balíčků a instalaci těch nejnovějších provedete následujícím příkazem

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y

Příkaz sudo slouží k vykonání příkazu pod oprávněním správce systému (uživatel root). Poněkud to připomíná User Account Control (UAC) na Windows Vista a novějších. Přepínač -y v tomto případě znamená, že se operace má rovnou provést a že se příkaz na nic nemá ptát. Obecně platí, že u všeho (příkazů, názvů souborů, parametrů…) záleží na použití velkých a malých písmen.

Instalace užitečného software

Při práci se vám téměř jistě budou hodit některé utility, které si můžete snadno nainstalovat pomocí následujících příkazů:

• sudo apt-get install mc – nainstaluje Midnight Commander, což je dvoupanelový správce souborů, který poněkud připomíná Norton Commander pro DOS (nebo, pro později narozené, Total Commander pro Windows).
• sudo apt-get install lynx – nainstaluje Lynx, textový webový prohlížeč. Pro mne znamená závan nostalgie, protože v něm jsem poprvé lezl na web. Pro vás může znamenat užitečný nástroj pro kontrolu funkčnosti webu.
• sudo apt-get install dnsutils – nainstaluje utility nslookup a dig, které můžete použít pro diagnostiku problémů s DNS a kontrolu jeho nastavení.

Vše najednou a bez ptaní nainstalujete následujícím příkazem:

sudo apt-get install mc lynx dnsutils -y

Restart a vypnutí

Žádný počítač by se neměl vypínat vytažením napájení a Raspberry Pi není výjimkou. Pro vypnutí použijte příkaz sudo shutdown -hP now a pro restart sudo reboot. Pokud se chcete jenom odhlásit ze vzdáleného terminálu, zavřete okno Putty nebo použijte příkaz logout.