Raspberry Pi: 10 Be­triebs­sys­te­me für den Mini-Computer im Überblick

Der 2012 ver­öf­fent­lich­te Ein­pla­ti­nen­com­pu­ter Raspberry Pi ist innerhalb weniger Jahre zu einem der be­lieb­tes­ten Werkzeuge in der Ent­wick­ler­sze­ne geworden. Hob­by­bast­ler und Pro­gram­mier­neu­lin­ge aus aller Welt nutzen den Mi­ni­rech­ner zur Rea­li­sie­rung der ver­rück­tes­ten Projekte wie sprach­ge­steu­er­te Kaf­fee­ma­schi­nen oder Vi­deo­spiel-Automaten. Darüber hinaus ist der mitt­ler­wei­le meist­ver­kauf­te britische Computer aller Zeiten auch als Server-Lösung gefragt – für Web-, Mail- und DNS-Server ebenso wie für Cloud-Server. Grund­ba­sis ist immer ein funk­tio­nie­ren­des Be­triebs­sys­tem, wobei diverse Open-Source-Dis­tri­bu­tio­nen und andere kos­ten­freie An­wen­dun­gen zur Verfügung stehen. Dieser Ratgeber stellt einige der in­ter­es­san­tes­ten Be­triebs­sys­te­me für den Raspberry Pi im Kurz­por­trät vor.

Raspbian ist ein freies Be­triebs­sys­tem, das auf der Linux-Dis­tri­bu­ti­on Debian basiert und für die Hardware des Raspberry Pi optimiert ist. Eine erste Version der Debian-Por­tie­rung, die haupt­säch­lich von den Ent­wick­lern Mike Thompson und Peter Green an­ge­sto­ßen wurde, erschien bereits kurz nach Release des Raspberry Pi im Juni 2012. Seitdem gilt Raspbian als das of­fi­zi­el­le Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­tem. Bereits zum damaligen Zeitpunkt umfasste die Dis­tri­bu­ti­on über 35.000 Soft­ware­pa­ke­te, die dem Nutzer nach der In­stal­la­ti­on zur Verfügung gestellt wurden. Dank kon­ti­nu­ier­li­cher Wei­ter­ent­wick­lung wuchs der Umfang des Re­po­si­to­rys aber stetig und umfasst mitt­ler­wei­le sogar Office-Programme wie ein Text­ver­ar­bei­tungs­pro­gramm oder einen E-Mail-Client.

Um Raspbian zu nutzen, können Sie das System mithilfe des down­load­ba­ren Raspbian­In­stal­ler selbst auf einer SD-Karte in­stal­lie­ren oder ein fertiges Image her­un­ter­la­den und auf die ge­wünsch­te SD-Karte kopieren. Hierbei haben Sie die Wahl zwischen of­fi­zi­el­len Images von der Raspberry Pi Foun­da­ti­on und Abbildern, die Mit­glie­der der sehr aktiven Raspbian-Community zur Verfügung stellen. In ersterem Fall stehen Ihnen sowohl eine Version mit Desktop-Interface (setzt min­des­tens eine 8-GB-SD-Karte voraus) als auch eine schlanke Variante ohne GUI (Lite) zur Verfügung – jeweils als ZIP- oder Torrent-Datei. Download und In­stal­la­ti­on lassen sich al­ter­na­tiv durch den Einsatz des Software-Managers NOOBS ver­ein­fa­chen. Im Raspberry-Pi-Shop kann man zudem Karten mit in­stal­lier­tem Image erwerben.

Ein weiterer Debian-Ab­kömm­ling, der in seiner ARM-Edition als Raspberry-Pi-Dis­tri­bu­ti­on ein­ge­setzt werden kann, ist Kali Linux. Das Open-Source-Programm wurde von Mati Ahoni und Devon Kearns von der ame­ri­ka­ni­schen Firma Offensive Security ent­wi­ckelt und am 13. März 2013 in einer ersten Version ver­öf­fent­licht. Die Dis­tri­bu­ti­on lässt sich als ge­wöhn­li­che Be­triebs­sys­tem-Software nutzen, wird in erster Linie jedoch für aus­gie­bi­ge Si­cher­heits- und Pe­ne­tra­ti­ons­tests von Com­pu­ter­sys­te­men und Netz­wer­ken genutzt. Zu diesem Zweck enthält die Anwendung über 600 Werkzeuge: wie bei­spiels­wei­se den Netzwerk-Scanner Nmap, das Me­tas­ploit Framework (Exploit-Test­platt­form) oder den Passwort-Knacker John the Ripper. Kali Linux ist der of­fi­zi­el­le Nach­fol­ger von BackTrack, das auf der Linux-Dis­tri­bu­ti­on Ubuntu basierte.

Da Kali Linux den Fokus auf das Thema Si­cher­heit legt, bezieht das Rasberry-Pi-Be­triebs­sys­tem re­gel­mä­ßig Si­cher­heits-Updates und Software-Ak­tua­li­sie­run­gen aus dem Debian-Re­po­si­to­ry. Das ge­währ­leis­tet, dass das System immer auf dem aktuellen Stand ist. Stan­dard­mä­ßig ist das Soft­ware­pa­ket eher mi­ni­ma­lis­tisch gehalten, um die kleinst­mög­li­che An­griffs­flä­che zu bieten. Zu­sätz­li­che An­wen­dun­gen lassen sich aber bei Bedarf jederzeit hin­zu­fü­gen. Die große Community ist durch ver­schie­de­ne Foren, IRC-Channel und das offene Bug-Tracker-System stark an der Ent­wick­lung und In­stand­hal­tung der Linux-Dis­tri­bu­ti­on beteiligt. Um das Be­triebs­sys­tem für Ihren Raspberry Pi zu nutzen, laden Sie einfach die passende Kali-Image-Datei herunter und kopieren diese auf Ihre SD-Karte (min­des­tens 8 GB). An­schlie­ßend führen Sie das Image per dd-Kommando auf dem Mi­ni­com­pu­ter aus.

Ein Haupt-Feature von Pidora ist der so­ge­nann­te Headless-Modus. Dieser gewährt Ihnen die Mög­lich­keit, ohne Monitor bzw. Display auf Ihren Mi­ni­com­pu­ter zu­zu­grei­fen. Bei Problemen mit der Raspberry-Pi-Dis­tri­bu­ti­on gibt es ver­schie­de­ne An­lauf­stel­len: In den Community-Foren und Wikis von Raspberry Pi und Fedora finden Sie nicht nur diverse Hil­fe­stel­lun­gen, sondern können sich auch pro­blem­los mit anderen Benutzern aus­tau­schen. Auch das Seneca College stellt ein eigenes Wiki sowie einen IRC-Channel zur Verfügung. Wenn Sie Soft­ware­feh­ler oder Si­cher­heits­lü­cken melden wollen, können Sie entweder das Bugzilla-System (für Probleme mit Fedora-Paketen) oder den Pidora-Bug-Tracker nutzen. Um Pidora zu in­stal­lie­ren, müssen Sie ein Image des Be­triebs­sys­tems her­un­ter­la­den und dieses auf eine SD-Karte (min­des­tens 2GB) kopieren. Download-Links und aus­führ­li­che An­lei­tun­gen finden Sie auf der bereits aus­ge­wie­se­nen Pidora-Homepage.

Mit Windows 10 IoT Core brachte Microsoft 2015 sein erstes Be­triebs­sys­tem für IoT-Geräte wie den Raspberry Pi (2 oder 3) auf den Markt. Die Anwendung richtet sich in erster Linie an Ent­wick­ler und Hob­by­bast­ler, die All­tags­ge­gen­stän­de mit dem Internet vernetzen oder neue vernetzte Dinge kreieren möchten. Zu diesem Zweck stützt sich Windows 10 IoT Core auf die haus­ei­ge­ne „Universal Windows Platform“-API (UWP), die es er­mög­licht, Apps für die eigenen Geräte zu schreiben. Als Ent­wick­lungs­soft­ware dient die kos­ten­freie Community-Edition von Microsoft Visual Studio. Ferner zeichnet sich das pro­prie­tä­re Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­tem durch Bitlocker-Ver­schlüs­se­lung und „Secure Boot“-Funk­tio­nen aus, die aus der Desktop-Variante über­nom­men wurden. Dank der Un­ter­stüt­zung von Puls­wei­ten­mo­du­la­ti­on (PWM) lassen sich mit der Sys­tem­soft­ware unter anderem auch Elek­tro­mo­to­ren ansteuern.

Microsoft kümmert sich selbst um die Wei­ter­ent­wick­lung der Software und bietet mehrere Lern­vi­de­os sowie eigenen Support an. Im Community-Forum können Sie sich darüber hinaus mit anderen Ent­wick­lern aus­tau­schen – unter anderem gibt es einen eigenen Raspberry-Pi-Bereich. Sowohl der Download als auch die Benutzung der Raspberry-Pi-Software ist kostenlos, Ver­än­de­run­gen am Sys­tem­kern können Sie jedoch nicht vornehmen. Die passende In­stal­la­ti­ons­da­tei für Ihre Raspberry-Version finden Sie im Developer-Center. Vor­aus­set­zung für den Download und die an­schlie­ßen­de In­stal­la­ti­on auf die SD-Karte (manuell oder mithilfe von NOOBS) Ihres Mi­ni­com­pu­ters ist eine aktuelle Version von Windows 10.

Ubuntu zählt seit Jahren zu den be­lieb­tes­ten Linux-Dis­tri­bu­tio­nen: Glei­cher­ma­ßen als Be­triebs­sys­tem für den Heim­com­pu­ter wie für den Server geeignet, ist Ubuntu bei­spiels­wei­se auch auf in­ter­na­tio­na­len Raum­sta­ti­on im Einsatz und zentrale Be­triebs­ein­heit des BYU Mars Rovers. Die Software, die auf Debian basiert und seit 2004 von Canonical ent­wi­ckelt wird, zeichnet sich dabei in erster Linie durch ihre hoch­gra­di­ge An­pass­bar­keit und Nut­zer­freund­lich­keit aus. Unter dem Namen Ubuntu Core haben die Ent­wick­ler 2014 eine Variante ver­öf­fent­licht, die eine mi­ni­ma­lis­ti­sche Ab­wand­lung der Server-Edition darstellt und auch als Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­tem ver­wend­bar ist. Ein ähnliches Paket gab es mit JeOS (Just Enough Operating System) bereits seit Ubuntu 8.04.

Ubuntu Core un­ter­schei­det sich vor allem dadurch von anderen Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­te­men, dass jedes Soft­ware­pa­ket eine einzelne Einheit („Snap“) darstellt – das gilt sogar für den Linux-Kernel. Kritische Si­cher­heits­lü­cken, die dank au­to­ma­ti­scher Updates schnell behoben werden, gefährden dadurch in den meisten Fällen nur einzelne Kom­po­nen­ten und nur selten das ganze System. In An­lei­tun­gen und Tutorials erfahren Sie, wie Sie eigene Snaps pro­gram­mie­ren und mit der Community teilen können, falls Sie sich an der Er­wei­te­rung der Raspberry-Pi-Software be­tei­li­gen wollen. Wenn Sie Probleme, Fragen oder Ver­bes­se­rungs­vor­schlä­gen haben, können Sie sich entweder direkt an Canonical wenden oder Hilfe in den Community-Foren suchen. In­for­ma­tio­nen über den In­stal­la­ti­ons­pro­zess, für den Sie einen Ubuntu SSO-Account, eine SD-Karte und das passende Image benötigen, erhalten Sie im Ubuntu-Developer-Bereich.

RISC OS, das ur­sprüng­lich Arthur hieß, ist ein Be­triebs­sys­tem, das bereits Ende der 80er-Jahre von der bri­ti­schen Firma Acorn für den ARM-basierten Computer Ar­chi­me­des ent­wi­ckelt wurde. Mitt­ler­wei­le ist RISC OS Open Limited (ROOL) für die Ent­wick­lung der Software ver­ant­wort­lich, deren Quelltext seit 2006 frei verfügbar ist. Besitzer ist die Castle Tech­no­lo­gy Ltd., die unter anderem den Verkauf der kos­ten­pflich­ti­gen Lizenz für den kom­mer­zi­el­len Einsatz des Be­triebs­sys­tems regelt. Dank der Auslegung für den Einsatz auf ARM-Ar­chi­tek­tu­ren fand RISC OS schon bei den Ein­pla­ti­nen­com­pu­tern Bea­gle­Board und Pan­daBoard Ver­wen­dung. Mit Ver­öf­fent­li­chung des Raspberry Pis wurde es ebenso schnell zu einer der wich­tigs­ten Linux-Al­ter­na­ti­ven für den Betrieb des Mi­ni­com­pu­ters.

Ins­be­son­de­re in Groß­bri­ta­ni­en hat RISC OS aufgrund seiner Historie eine große Fan­ge­mein­de, die auf die Mög­lich­kei­ten des modular auf­ge­bau­ten Systems setzt. Für Neulinge, die nicht mit den alten Acorn-Computern vertraut sind, erweist sich das System-Programm auf den ersten Blick al­ler­dings als eher un­ge­wöhn­lich: RISC OS setzt nämlich sehr stark auf Drag-and-drop-Technik. So lassen sich Dateien bei­spiels­wei­se nicht direkt in einem Programm öffnen, sondern nur, indem sie aus dem je­wei­li­gen Ver­zeich­nis in das Fenster des Programms gezogen werden – egal, ob es sich um ein Zei­chen­pro­gramm oder einen Text­edi­tor handelt. Für die Nutzung des Be­trieb­sys­tem für Ihren Raspberry Pi benötigen Sie ein Image, das Sie auf der RISC-OS-Homepage her­un­ter­la­den und auf einer be­lie­bi­gen SD-Karte (ab 2GB) in­stal­lie­ren können. Im ROOL-Store gibt es darüber hinaus auch Karten mit bereits in­stal­lier­tem System zu kaufen.

Auch nach über 20 Jahren werden Slackware und seine ARM-Por­tie­rung (seit 2002) noch wei­ter­ent­wi­ckelt. Eta­blier­te Kom­po­nen­ten verleihen der Dis­tri­bu­ti­on, die re­gel­mä­ßig um neue Pakete erweitert wird, eine hohe Sta­bi­li­tät und Si­cher­heit. Das Paket-Ma­nage­ment-System (pkgtool) gewährt dem Ad­mi­nis­tra­tor dabei große Frei­hei­ten: So werden Bi­blio­the­ken und andere An­wen­dun­gen, die für die Funk­tio­na­li­tät eines Programms notwendig sind, nicht au­to­ma­tisch mit­in­stal­liert, sondern bedürfen ebenfalls einer manuellen In­stal­la­ti­on. Dabei besteht eine große Chance, dass Sie Pakete, die in der Raspberry-Pi-Dis­tri­bu­ti­on nicht enthalten sind, im Slack­Builds.org-Re­po­si­to­ry finden. Für die In­stal­la­ti­on der Image-Datei empfiehlt das SARPi-Team eine SD-Karte mit min­des­tens 16 GB Spei­cher­ka­pa­zi­tät. Aus­führ­li­che In­for­ma­tio­nen zu der System-Software sowie zum Support-Angebot erhalten Sie in den Slackware-Online-Manuals.

Arch Linux ARM greift auf das Pa­ket­pro­gramm Pacman zurück, das eigens für die Original-Dis­tri­bu­ti­on ent­wi­ckelt wurde. Seit Version 4 (2011) un­ter­stützt dieser Software-Manager auch signierte Pakete, sodass er die Au­then­ti­zi­tät von Paketen beim Download über­prü­fen kann. Of­fi­zi­el­le neue Pakete des Arch-Linux-Teams erhalten noch während des Er­stel­lungs­pro­zes­ses und vor Verlassen der sicheren Ent­wick­lungs­um­ge­bung ihre digitale Signatur, um Ma­ni­pu­la­tio­nen zu ver­hin­dern und so für die maximale Si­cher­heit zu sorgen. Über ein einziges Kommando („pacman -Syu“) sorgen Sie dafür, dass das Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­tem auf dem neuesten Stand ist. Das Arch Linux User-Community Re­po­si­to­ry (AUR), das von Nutzern erstellte An­wen­dun­gen enthält, erweitert das Pa­ket­sor­ti­ment zu­sätz­lich.

Um Arch Linux ARM zu in­stal­lie­ren, laden Sie einfach die ent­spre­chen­de tar.gz-Datei für Ihre Raspberry-Version herunter und ex­tra­hie­ren diese an­schlie­ßend auf eine for­ma­tier­te SD-Karte (ab 2 GB).

Als 1993 er­schie­ne­nes Derivat der berühmten Berkeley Software Dis­tri­bu­ti­on (BSD) – die aufgrund der eigenen BSD-Lizenz erstmalig dem Ansatz eines freien Be­triebs­sys­tems gerecht wurde – zählt FreeBSD auch heute noch zu den wich­tigs­ten Open-Source-Projekten. Rund 400 offiziell auf­ge­führ­te Ent­wick­ler sowie tausende, weitere Mit­wir­ken­de arbeiten aktiv an der Wei­ter­ent­wick­lung der FreeBSD-Software, die unter anderem durch ihre Si­cher­heits- und Spei­cher­funk­tio­nen, vor allem aber durch ihre erst­klas­si­gen Netzwerk-Features überzeugt. Dank der Un­ter­stüt­zung von ARMv6- und ARMv7-Ar­chi­tek­tu­ren lässt sich das BSD-Derivat auch als Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­tem (1 und 2) nutzen. Zukünftig soll auch die dritte Aus­füh­rung des Mi­ni­com­pu­ters mit der aktuellen FreeBSD-Version kom­pa­ti­bel sein.

Aufgrund der Stärken in Sachen Netz­werk­funk­tio­na­li­tät und Sta­bi­li­tät wird FreeBSD über­wie­gend im Server-Umfeld ein­ge­setzt. Hierbei pro­fi­tie­ren Sie als Nutzer auch von der Schnel­lig­keit des Be­triebs­sys­tems, die in erster Linie auch auf mit Version 10.0 über­ar­bei­te­te Storage-Subsystem zu­rück­zu­füh­ren ist. Dank seiner gut do­ku­men­tier­ten API kann das Be­triebs­sys­tem für den Raspberry Pi zudem optimal an die eigenen Be­dürf­nis­se angepasst bzw. um eigene Soft­ware­kom­po­nen­ten erweitert werden. Bei Problemen oder Fragen finden Sie in den ver­schie­de­nen FreeBSD-Community-Foren und -Blogs Un­ter­stüt­zung durch andere Nutzer und Ent­wick­ler. Ferner gibt es auch Anbieter, die kom­mer­zi­el­len Support für das System of­fe­rie­ren. Um die System-Software zu nutzen, ist es notwendig, ein boot­fä­hi­ges Image zu erstellen und dieses auf eine SD-Karte zu kopieren. Zu diesem Zweck steht das Tool Crochet zur Verfügung.

Das Be­triebs­sys­tem RetroPie, das stan­dard­mä­ßig auf Raspbian und ver­schie­de­nen, weiteren Software-Kom­po­nen­ten aufbaut, ver­wan­delt Ihren Raspberry-Pi in eine Spie­le­kon­so­le, auf der Sie Ihre fa­vo­ri­sier­ten Konsolen- und PC-Klassiker spielen können. Als Frontend dient die in C++ ge­schrie­be­ne Emu­la­ti­onS­ta­ti­on, deren Design bzw. Layout Sie mithilfe vor­ge­fer­tig­ter Themes anpassen können. Die Software RetroArch er­mög­licht den Zugriff auf die Libretro-API, über die Sie die Steuerung der ver­schie­de­nen Emu­la­to­ren (zur Verfügung stehen über 50 Systeme) kon­fi­gu­rie­ren und bei Bedarf nützliche Features hin­zu­fü­gen. Mit Kodi verfügt die Raspberry-Pi-Dis­tri­bu­ti­on darüber hinaus über ein eigenes Me­di­en­cen­ter, das es er­mög­licht, Filme oder Musik auf dem Mi­ni­com­pu­ter ab­zu­spie­len.

Um RetroPie auf Ihrem Raspberry zu in­stal­lie­ren, haben Sie zwei Mög­lich­kei­ten: Entweder in­stal­lie­ren Sie die einzelnen Kom­po­nen­ten manuell auf ein bereits ein­ge­rich­te­tes Raspbian oder ein anderes Debian-Be­triebs­sys­tem. Oder Sie greifen auf die of­fe­rier­ten Image-Dateien zurück, die Sie lediglich entpacken und auf die SD-Karte kopieren müssen. Eine aus­führ­li­che Anleitung zur In­stal­la­ti­on und Kon­fi­gu­ra­ti­on sowie die wich­tigs­ten Download-Links erhalten Sie im of­fi­zi­el­len GitHub-Ver­zeich­nis des Raspberry-Pi-Be­triebs­sys­tems. Sollte es bei der In­stal­la­ti­on oder im späteren Verlauf Probleme geben, bietet das RetroPie-Forum häufig die Lösung: Hier finden Sie nicht nur all­ge­mei­ne Dis­kus­sio­nen und An­kün­di­gun­gen zu dem System, sondern auch einen Sup­port­be­reich, in dem Sie sich an andere RetroPie-Nutzer wenden können.