Выпущенный в 2012 году, одноплатный компьютер Raspberry Pi всего за несколько лет стал одним из самых популярных инструментов на сцене разработчиков. Любители и начинающие программисты со всего мира используют миникомпьютер для реализации самых безумных проектов, таких как кофеварки с голосовым управлением или видеоигры. Кроме того, самый продаваемый британский компьютер всех времен также востребован в качестве серверного решения – для веб-, почтовых и DNS-серверов, а также для облачных серверов. Базовой основой всегда является функционирующая операционная система, для которой доступны различные дистрибутивы с открытым исходным кодом и другие бесплатные приложения. В этом руководстве представлен краткий обзор некоторых наиболее интересных операционных систем для Raspberry Pi.
Raspbian
Raspbian – это свободная операционная система, основанная на дистрибутиве Linux Debian и оптимизированная для аппаратного обеспечения Raspberry Pi. Первая версия переноса Debian, инициаторами которой были в основном разработчики Майк Томпсон и Питер Грин, появилась вскоре после выпуска Raspberry Pi в июне 2012 г. С тех пор Raspbian считается официальной операционной системой Raspberry Pi. На тот момент дистрибутив уже включал более 35 000 программных пакетов, которые становились доступны пользователю после установки. Благодаря постоянному дальнейшему развитию объем репозитория постоянно увеличивался и теперь включает даже офисные программы, такие как текстовый редактор или почтовый клиент.
Чтобы использовать Raspbian, вы можете установить систему самостоятельно на SD-карту с помощью загружаемого RaspbianInstaller или загрузить готовый образ и скопировать его на нужную SD-карту. Вы можете выбирать между официальными образами от Raspberry Pi Foundation и образами, созданными членами очень активного сообщества Raspbian. В первом случае доступны как версия с настольным интерфейсом (требует как минимум 8 Гб SD-карты), так и тонкая версия без графического интерфейса (Lite) – каждая в виде ZIP или торрент-файла. Загрузка и установка могут быть упрощены с помощью программного менеджера NOOBS. В магазине Raspberry Pi вы также можете приобрести карты с установленным образом.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Очень удобный для начинающих | Задержка обновления программного обеспечения |
| Отличная поддержка |
Kali Linux
Другой производной Debian, которую можно использовать в качестве дистрибутива для Raspberry Pi в версии ARM, является Kali Linux. Программа с открытым исходным кодом была разработана Мати Ахони и Девоном Кернсом из американской компании Offensive Security и выпущена в первой версии 13 марта 2013 года. Дистрибутив может использоваться как обычное программное обеспечение операционной системы, но в первую очередь применяется для проведения обширных тестов на безопасность и проникновение в компьютерные системы и сети. Для этого приложение содержит более 600 инструментов: например, сетевой сканер Nmap, Metasploit Framework (платформа для тестирования уязвимостей) или взломщик паролей John the Ripper. Kali Linux является официальным преемником BackTrack, который был основан на дистрибутиве Linux Ubuntu.
Поскольку в Kali Linux основное внимание уделяется безопасности, операционная система Rasberry Pi регулярно получает обновления безопасности и обновления программного обеспечения из репозитория Debian. Это обеспечивает постоянную актуальность системы. По умолчанию пакет программного обеспечения является минималистичным, чтобы обеспечить минимально возможную область атаки. Однако при необходимости в любой момент могут быть добавлены дополнительные приложения. Большое сообщество принимает активное участие в разработке и поддержке дистрибутива Linux через различные форумы, IRC-каналы и открытую систему отслеживания ошибок. Чтобы использовать операционную систему для Raspberry Pi, просто загрузите соответствующий файл образа Kali и скопируйте его на SD-карту (не менее 8 ГБ). Затем запустите образ на мини-компьютере с помощью команды dd.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Различные интегрированные инструменты безопасности | Не подходит для начинающих пользователей Linux |
| Обеспечивает тестирование безопасности компьютера/сетей | Сравнительно высокие требования к оперативной памяти |
Pidora
Pidora – это ремикс (модификация) дистрибутива Linux Fedora, который был составлен в 2014 году Центром развития открытых технологий (CDOT) колледжа Seneca специально для Raspberry Pi. С одной стороны, он содержит стандартные пакеты из проекта Fedora, скомпилированные для архитектуры ARMv6 Pi, а с другой – модифицированные и вновь написанные приложения. Кроме того, включены некоторые программы Raspberry Pi Foundation для доступа к устройствам. Система с открытым исходным кодом может быть настроена с помощью графического инструмента конфигурации, который открывается автоматически при первом запуске. Последующее администрирование в остальном работает как любая другая стандартная система Linux.
Главной особенностью Pidora является так называемый безголовый режим. Это позволяет получить доступ к мини-компьютеру без монитора или дисплея. Если у вас возникли проблемы с дистрибутивом Raspberry Pi, есть разные места, куда можно обратиться: На форумах и wiki сообществ Raspberry Pi и Fedora вы не только найдете разнообразную помощь, но и сможете легко обменяться информацией с другими пользователями. Seneca College также предоставляет свою собственную wiki и IRC-канал. Если вы хотите сообщить о программных ошибках или дырах в безопасности, вы можете воспользоваться системой Bugzilla (для проблем с пакетами Fedora) или системой отслеживания ошибок Pidora. Для установки Pidora необходимо скачать образ операционной системы и скопировать его на SD-карту (не менее 2 Гб). Ссылки на скачивание и подробные инструкции можно найти на домашней странице Pidora.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Режим Headless позволяет конфигурировать устройства без дисплея или монитора | Не подходит для начинающих |
| Специально разработан для Raspberry Pi | Частично очень ресурсоемкая |
Windows 10 IoT Core
С Windows 10 IoT Core компания Microsoft в 2015 году выпустила свою первую операционную систему для IoT-устройств, таких как Raspberry Pi (2 или 3). Приложение в первую очередь предназначено для разработчиков и любителей, которые хотят подключать повседневные устройства к интернету или создавать новые подключенные объекты. Для этого Windows 10 IoT Core опирается на собственный API “Universal Windows Platform” (UWP), который позволяет писать приложения для собственных устройств. В качестве программного обеспечения для разработки используется бесплатная общественная версия Microsoft Visual Studio. Кроме того, фирменная операционная система Raspberry Pi характеризуется шифрованием Bitlocker и функциями “Secure Boot”, которые были переняты у настольного варианта. Благодаря поддержке широтно-импульсной модуляции (ШИМ) программное обеспечение системы может использоваться, в частности, для управления электродвигателями.
Microsoft заботится о дальнейшем развитии программного обеспечения и предлагает несколько обучающих видеороликов, а также собственную поддержку. Кроме того, вы можете обмениваться информацией с другими разработчиками на форуме сообщества – среди прочего, там есть отдельный раздел Raspberry Pi. Как загрузка, так и использование программного обеспечения Raspberry Pi бесплатны, но вы не можете вносить какие-либо изменения в ядро системы. Вы можете найти соответствующий установочный файл для вашей версии Raspberry в Центре разработчиков. Необходимым условием для загрузки и последующей установки на SD-карту (вручную или с помощью NOOBS) вашего мини-компьютера является актуальная версия Windows 10.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Бесперебойное сетевое взаимодействие устройств IoT | Запатентованная |
| Специальная поддержка Raspberry Pi | Требуется текущая версия Windows 10 |
Ubuntu Core
Ubuntu уже много лет является одним из самых популярных дистрибутивов Linux: Ubuntu в равной степени подходит как операционная система для домашних компьютеров и серверов, а также используется, например, на международных космических станциях и является центральной операционной системой марсохода BYU. Программное обеспечение, основанное на Debian и разрабатываемое Canonical с 2004 года, в первую очередь характеризуется высокой степенью настраиваемости и удобством для пользователя. Под названием Ubuntu Core разработчики выпустили в 2014 году вариант, который представляет собой минималистичную вариацию серверной версии и может также использоваться в качестве операционной системы для Raspberry Pi. Аналогичный пакет, JeOS (Just Enough Operating System), был доступен начиная с Ubuntu 8.04.
Ubuntu Core отличается от других операционных систем для Raspberry Pi прежде всего тем, что каждый пакет программного обеспечения представляет собой единое целое (“snap”) – это относится даже к ядру Linux. Критические дыры в безопасности, которые быстро устраняются благодаря автоматическим обновлениям, в большинстве случаев угрожают только отдельным компонентам и лишь в редких случаях всей системе. Инструкции и учебники расскажут вам, как программировать собственные привязки и делиться ими с сообществом, если вы хотите принять участие в расширении программного обеспечения Raspberry Pi. Если у вас возникли проблемы, вопросы или предложения по улучшению, вы можете связаться с Canonical напрямую или обратиться за помощью на форумах сообщества. Информацию о процессе установки, для которого вам понадобится учетная запись Ubuntu SSO, SD-карта и соответствующий образ, можно найти в разделе Ubuntu Developer.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Регулярное обновление программного обеспечения | Хранилища занимают больше места, чем классические программные пакеты, поскольку многие библиотеки приходится хранить несколько раз |
| Функция обратного отката для всех обновлений |
RISC OS
RISC OS, первоначально называвшаяся Arthur, – это операционная система, разработанная в конце 1980-х годов британской компанией Acorn для компьютера Archimedes на базе ARM. В то же время, RISC OS Open Limited (ROOL) отвечает за разработку программного обеспечения, исходный код которого находится в свободном доступе с 2006 года. Владельцем является компания Castle Technology Ltd., которая, помимо прочего, регулирует продажу платной лицензии на коммерческое использование операционной системы. Благодаря тому, что RISC OS была разработана для использования на архитектуре ARM, она уже использовалась в одноплатных компьютерах BeagleBoard и PandaBoard. С выпуском Raspberry Pi он быстро стал одной из самых важных альтернатив Linux для работы с мини-компьютерами.
В Великобритании, в частности, RISC OS имеет большое сообщество поклонников благодаря своей истории, которая опирается на возможности модульной системы. Однако для новичков, не знакомых со старыми компьютерами Acorn, системная программа на первый взгляд окажется довольно необычной: RISC OS в значительной степени полагается на технологию drag-and-drop. Например, файлы нельзя открыть непосредственно в программе, а только перетащив их из соответствующего каталога в окно программы – независимо от того, является ли она программой рисования или текстовым редактором. Чтобы использовать операционную систему для Raspberry Pi, вам нужен образ, который можно загрузить с домашней страницы RISC-OS и установить на любую SD-карту (2 ГБ или больше). В магазине ROOL вы также можете приобрести карты с уже установленной системой.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Очень тонкое ядро системы | Ограниченное количество активных разработчиков |
| Легко расширяется благодаря модульной конструкции |
SARPi (Slackware ARM для Raspberry Pi)
Разработанный еще в 1993 году, Slackware сегодня считается старейшим дистрибутивом Linux, который до сих пор активно поддерживается. Порт ARM, который изначально был доступен под названием ARMedslack, а теперь известен как Slackware ARM, подходит, помимо прочего, в качестве операционной системы для Raspberry Pi. Проект SARPi (Slackware ARM on a Raspberry Pi) оказывает заинтересованным лицам поддержку в установке и настройке системы. Для этого на официальной странице проекта команда SARPi предоставляет пошаговые инструкции, а также установочные пакеты и образы для всех версий Raspberry. Кроме того, для загрузки доступны некоторые дополнительные пакеты программного обеспечения, такие как библиотеки (BitTorrent, C++) или набор инструментов I2C.
Даже спустя более 20 лет Slackware и его ARM-порт (с 2002 года) продолжают совершенствоваться. Установленные компоненты придают дистрибутиву, который регулярно пополняется новыми пакетами, высокий уровень стабильности и безопасности. Система управления пакетами (pkgtool) предоставляет администратору большую свободу действий: Например, библиотеки и другие приложения, необходимые для функциональности программы, не устанавливаются автоматически, а требуют ручной установки. Велика вероятность, что в репозитории SlackBuilds.org вы найдете пакеты, не входящие в дистрибутив Raspberry Pi. Для установки файла образа команда SARPi рекомендует SD-карту емкостью не менее 16 ГБ. Подробную информацию о системном программном обеспечении, а также о предложении по поддержке можно найти в онлайн руководствах Slackware.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Новые пакеты будут выпущены только после тщательного тестирования | Небольшое сообщество |
| Максимальный контроль над установкой и конфигурацией системы и программ | Высокие требования к памяти |
Arch Linux ARM
В 2009 году команды разработчиков PlugApps и ArchMobile начали работу над переносом минималистского Linux-дистрибутива Arch Linux для процессоров ARM. Примерно через год они смогли представить первое издание для систем ARMv5, затем последовали версии для ARMv6 (2012), ARMv7 (2011) и ARMv8 (2015). По этой причине решение с открытым исходным кодом, которое теперь известно как Arch Linux ARM, подходит в качестве операционной системы, в частности, для Rapsberry Pi. Порт переносит основную философию Arch Linux на одноплатный компьютер, ставя пользователя во главу угла, предоставляя полный контроль и ответственность над системой и полагаясь на бережливую базовую структуру. Обновление операционной системы происходит по циклу скользящего выпуска: вместо огромных обновлений в фиксированный момент времени разработчики постоянно и регулярно выпускают небольшие пакеты.
Arch Linux ARM использует пакетную программу Pacman, которая была разработана специально для оригинального дистрибутива. Начиная с версии 4 (2011), этот программный менеджер также поддерживает подписанные пакеты, что позволяет проверять подлинность пакетов во время загрузки. Официальные новые пакеты от команды Arch Linux получают свою цифровую подпись в процессе создания и перед тем, как покинуть защищенную среду разработки, чтобы предотвратить манипуляции и тем самым обеспечить максимальную безопасность. Всего одна команда (“pacman -Syu”) гарантирует, что операционная система Raspberry Pi обновлена. Репозиторий Arch Linux User-Community Repository (AUR), содержащий приложения, созданные пользователями, еще больше расширяет ассортимент пакетов.
Чтобы установить Arch Linux ARM, просто загрузите соответствующий файл tar.gz для вашей версии Raspberry, а затем извлеките его на отформатированную SD-карту (2 ГБ или более).
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Безопасное и своевременное обновление программных пакетов | Сложная конфигурация |
| Полный контроль над системой | Риск возникновения нестабильных пакетов из-за слишком коротких фаз тестирования |
FreeBSD
Будучи производной от знаменитого дистрибутива Berkeley Software Distribution (BSD), опубликованного в 1993 году – который, благодаря своей собственной лицензии BSD, был первым, кто реализовал подход свободной операционной системы – FreeBSD и сегодня является одним из самых важных проектов с открытым исходным кодом. Около 400 официально зарегистрированных разработчиков, а также тысячи других участников активно работают над дальнейшим развитием программного обеспечения FreeBSD, которое впечатляет, помимо прочего, своими функциями безопасности и хранения данных, но прежде всего первоклассными сетевыми возможностями. Благодаря поддержке архитектур ARMv6 и ARMv7, производная BSD также может использоваться в качестве операционной системы Raspberry Pi (1 и 2). В будущем третья версия миникомпьютера должна быть совместима и с текущей версией FreeBSD.
Благодаря своим сильным сторонам в плане сетевой функциональности и стабильности, FreeBSD в основном используется в серверной среде. Как пользователь, вы также выигрываете от скорости работы операционной системы, что в первую очередь связано с подсистемой хранения данных, которая была пересмотрена в версии 10.0. Благодаря хорошо документированному API операционная система для Raspberry Pi может быть оптимально адаптирована к вашим собственным потребностям или расширена вашими собственными программными компонентами. Если у вас возникли проблемы или вопросы, вы можете найти поддержку от других пользователей и разработчиков на различных форумах и блогах сообщества FreeBSD. Существуют также поставщики, предлагающие коммерческую поддержку системы.
Для использования системного программного обеспечения необходимо создать загрузочный образ и скопировать его на SD-карту. Для этого можно воспользоваться инструментом Crochet.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Очень быстрый, стабильный и ресурсосберегающий | Текущая версия недоступна для Raspberry Pi 3 |
| Огромное, активное сообщество |
RetroPie
Операционная система RetroPie, которая по умолчанию основана на Raspbian и различных других программных компонентах, превращает ваш Raspberry Pi в игровую консоль, на которой вы можете играть в любимые классические игры для консолей и ПК. EmulationStation, написанная на C++, служит в качестве фронт-энда, и вы можете настроить ее дизайн и оформление с помощью готовых тем. Программа RetroArch дает вам доступ к Libretro API, который вы можете использовать для настройки управления различными эмуляторами (доступно более 50 систем) и добавления полезных функций по мере необходимости. Благодаря Kodi, дистрибутив Raspberry Pi также имеет собственный медиацентр, который позволяет воспроизводить фильмы или музыку на мини-компьютере.
Чтобы установить RetroPie на ваш Raspberry, у вас есть два варианта: Либо вы устанавливаете отдельные компоненты вручную на уже установленный Raspbian или другую операционную систему Debian. Или вы можете использовать предоставленные файлы изображений, которые нужно только распаковать и скопировать на SD-карту. Подробные инструкции по установке и настройке, а также наиболее важные ссылки для скачивания доступны в официальном каталоге GitHub операционной системы Raspberry Pi. Если вы столкнулись с проблемами во время установки или позже, форум RetroPie часто предлагает решение: здесь вы найдете не только общие обсуждения и объявления о системе, но и зону поддержки, где вы можете связаться с другими пользователями RetroPie.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Быстрое реагирование на новые релизы Raspberry Pi | Слабая документация по отдельным компонентам программного обеспечения |
| Встроенный медиацентр (Kodi) | Расширяемое управление контроллером |
Операционные системы Raspberry Pi в табличном сравнении
| Год выпуска | Разработчик | На основе | Идентификационная особенность | |
|---|---|---|---|---|
| Arch Linux ARM | 2010 | Arch Linux Project | Arch Linux | Цикл пролонгированного выпуска |
| FreeBSD | 1993 | FreeBSD Projekt | BSD | Первоклассные сетевые функции и функции хранения данных |
| Kali Linux | 2013 | Offensive Security | Debian | Различные инструменты для интенсивной проверки безопасности |
| Pidora | 2014 | CDOT | Fedora | Свободный режим |
| Raspbian | 2012 | Mike Thompson, Peter Green | Debian | Официальная стандартная операционная система Raspberry Pi |
| RetroPie | 2013 | RetroPie Project | Raspbian | Различные эмуляторы ретро-консолей |
| RISC OS | 1989 | ROOL | Arthur | Операция перетаскивания |
| SARPi | 2012 | SARPi Team | Slackware ARM | Максимальный контроль над установкой и конфигурацией |
| Ubuntu Core | 2014 | Canonical | Ubuntu | Функция обратного отката для всех обновлений |
| Windows 10 IoT Core | 2015 | Microsoft | Windows 10 | Запатентованная (но бесплатная) |
Интересное на эту тему: Команды CMD для командной строки Windows