Den Raspberry Pi mit einer festen IP-Adresse aus­stat­ten

Eine statische IP-Adresse (auch feste IP-Adresse genannt) ändert sich im Gegensatz zu einer dy­na­mi­schen IP-Adresse nicht. Der Ein­pla­ti­nen­com­pu­ter Raspberry Pi braucht immer dann eine statische IP-Adresse, wenn man über einen längeren Zeitraum mit anderen Geräten auf ihn zugreifen will. Dies bezieht sich sowohl auf die private IP-Adresse des Raspberry Pis, die den Rechner innerhalb des lokalen Netzwerks verortet, als auch auf die öf­fent­li­che IP-Adresse des Netzwerks, über die der Raspberry Pi via Internet er­reich­bar ist (etwa, wenn er als Server genutzt wird). Doch wie vergibt man an den Raspberry Pi eine IP-Adresse, die stets gleich bleibt? Wir erklären, welche Mög­lich­kei­ten es gibt, eine feste IP-Adresse mit dem Raspberry Pi zu ver­knüp­fen.

Für viele Projekte mit dem kleinen Computer ist es sinnvoll bzw. notwendig, den Raspberry Pi mit einer festen IP-Adresse zu versehen. Doch bevor wir näher auf den Nutzen einer solchen sta­ti­schen IP-Adresse beim Raspberry Pi eingehen, werden zunächst die Un­ter­schie­de zwischen der Adres­sie­rung des Rechners im privaten (lokalen) Netz und im öf­fent­lich zu­gäng­li­chen Internet erläutert. Private und öf­fent­li­che IP-Adressen darf man nicht mit­ein­an­der ver­wech­seln.

Adres­sie­rung des Raspberry Pis im LAN via privater IP-Adresse

Innerhalb eines lokalen Netzwerks (auch Local Area Network oder kurz LAN) verteilt ein Router Daten an die ver­schie­de­nen Geräte. Auch für die IP-Adress­ver­ga­be ist der Router zuständig – genauer gesagt der DHCP-Server, der im Router in­te­griert ist. Das DHCP (Dynamic Host Con­fi­gu­ra­ti­on Protocol) vergibt z. B. freie IP-Adressen au­to­ma­tisch an ent­spre­chen­de Geräte. Computer, Smart-TV, Smart­phone oder eben ein Raspberry Pi erhalten so eine Adresse, über die sie mit anderen Geräten kom­mu­ni­zie­ren können. Alle Geräte sind hierbei über ihre so­ge­nann­te MAC-Adresse eindeutig iden­ti­fi­zier­bar.

Da die IP-Adressen in einem privaten Netzwerk mit DHCP in­di­vi­du­ell vergeben werden und die Kopplung von Geräten an eine IP-Adresse nur innerhalb Ihres lokalen Netzwerks Gül­tig­keit besitzt, spricht man hier von privaten IP-Adressen. In der Stan­dard­ein­stel­lung erhält auch der Raspberry Pi seine IP-Adresse über den DHCP-Server. Die private IP-Adresse der einzelnen Geräte kann dabei al­ler­dings wechseln, was u. a. von der Kon­fi­gu­ra­ti­on des DHCP-Servers abhängt.

Um den Raspberry Pi im eigenen LAN ständig unter derselben Adresse erreichen zu können, müssen Sie ihn mit einer sta­ti­schen privaten IP-Adresse versehen. Eine solche feste IP-Adresse für den Raspberry Pi bietet sich etwa für die Fern­war­tung des Rechners mit dem Netz­werk­pro­to­koll SSH (Secure Shell) an: Wenn Sie ein SSH-Programm in­stal­liert haben, können Sie hiermit den Raspberry Pi über einen anderen Rechner per SSH-Client fern­steu­ern. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass Sie für die Bedienung nicht mehr separat einen Monitor und Ein­ga­be­ge­rä­te an­zu­schlie­ßen brauchen. Solange der Mini-Computer al­ler­dings nur über eine dy­na­mi­sche private IP-Adresse verfügt, müssen Sie dessen aktuelle IP-Adresse bei jedem SSH-Zugriff erneut her­aus­su­chen und diese mit dem SSH-Client ver­knüp­fen – mit einer sta­ti­schen privaten IP-Adresse umgehen Sie dies.

Es­sen­zi­ell ist eine feste private IP-Adresse für Ihren Raspberry Pi dann, wenn Sie diesen als Server im LAN einsetzen möchten. Falls der Raspberry-Pi-Server aber auch außerhalb des lokalen Netzwerks kon­ti­nu­ier­lich er­reich­bar sein soll, müssen Sie ihm eine weitere feste Adresse zuweisen, über die der Server im Internet an­sprech­bar ist. Hier hilft bei­spiels­wei­se ein In­ter­net­an­schluss mit sta­ti­scher öf­fent­li­cher IP-Adresse oder ein DDNS-Dienst.

Adres­sie­rung des Raspberry Pis im Internet via öf­fent­li­cher IP-Adresse oder DDNS

Soll der Raspberry Pi als Server über das Internet er­reich­bar sein, kommt die öf­fent­li­che IP-Adresse seiner In­ter­net­ver­bin­dung ins Spiel. Die meisten In­ter­net­zu­gän­ge verfügen über eine dy­na­mi­sche IP-Adresse, die sich nach jedem Neustart und zumeist spä­tes­tens nach ca. 24 Stunden ändert. Damit ändert sich die öf­fent­li­che IP-Adresse, unter der der Raspberry-Pi-Server zu erreichen ist. Wenn Sie Ihren Raspberry Pi als ownCloud-Server oder in einer anderen Server-Form einsetzen möchten, stellt sich folgendes Problem: Sobald der Server eine neue IP-Adresse erhält, lässt sich diese nur im LAN nach­voll­zie­hen. Wenn Sie sich außerhalb des lokalen Netzwerks befinden, wissen Sie somit nicht, unter welcher Adresse der Server nun er­reich­bar ist. Die Lösung ist eine feste IP-Adresse. Die ein­fachs­te Variante wäre hier die Nutzung eines In­ter­net­an­schlus­ses mit einer sta­ti­schen öf­fent­li­chen IP-Adresse. Dieser ist al­ler­dings meist recht kost­spie­lig und wird auch nicht von allen In­ter­net­dienst­an­bie­tern angeboten. Eine andere Lösung ist die Anwendung von dy­na­mi­schem DNS (DDNS). Hierbei wird Ihre dy­na­mi­sche öf­fent­li­che IP-Adresse mit einem Domain-Namen verknüpft. Sobald sich die IP-Adresse ändert, leitet ein Programm immer die neue Adresse an den Domain-Namen weiter und macht diesen somit dauerhaft im Internet verfügbar. Wenn man nun einen Server auf dem Raspberry Pi mit dem Domain-Namen verknüpft, ist dieser permanent online er­reich­bar. Es gibt kos­ten­lo­se und kos­ten­pflich­ti­ge DDNS-Dienste. Bevor Sie sich für einen ent­schei­den, sollten Sie zunächst prüfen, ob und welche DDNS-Anbieter Ihr Router überhaupt un­ter­stützt. Besitzer eines Fritz!Box-Routers können außerdem die interne DDNS-Funktion der Fritz!Box nutzen.

Viele Router un­ter­stüt­zen die Mög­lich­keit, einzelne Geräte innerhalb des lokalen Netzwerks mit einer festen IP-Adresse aus­zu­stat­ten. So können Sie z. B. mit einem Fritz!Box-Router ein­stel­len, dass bestimmte Geräte immer dieselbe IP-Adresse erhalten. Aber auch diverse andere Router un­ter­stüt­zen eine solche Funktion und lassen sich so für die Ver­knüp­fung des Raspberry Pis mit einer festen IP-Adresse nutzen.

Bei jedem Router wird eine feste IP-Adresse für den Raspberry Pi etwas anders ein­ge­rich­tet. Das grund­le­gen­de Prinzip ist aber immer dasselbe: Sie öffnen die Be­nut­zer­ober­flä­che des Routers in Ihrem Browser; über die manuelle IP-Kon­fi­gu­ra­ti­on ver­knüp­fen Sie die MAC-Adresse des Raspberry Pis mit einer IPv4-Adresse Ihres LANs. Meist existiert hierfür eine Checkbox in der Router-Ober­flä­che. Über diese ak­ti­vie­ren Sie, dass die IP-Adresse, die Ihnen au­to­ma­tisch zu­ge­wie­sen wurde, ab sofort immer verwendet werden soll.

Raspbian Jessie bzw. Jessie Lite – die momentan aktuellen Raspbian-Be­triebs­sys­te­me – verfügen über einen DHCP Client Daemon (DHCPCD), der mit DHCP-Servern von Routern kom­mu­ni­zie­ren kann. Über die Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei des DHCP Client Daemons lässt sich die private IP-Adresse eines Rechners wechseln und lang­fris­tig festlegen. Im Folgenden vergeben Sie an den Raspberry Pi eine feste IPv4-Adresse mit 32 Bit (nicht zu ver­wech­seln mit einer IPv6-Adresse, die über 128 Bit verfügt). Bevor Sie mit der Zuteilung einer sta­ti­schen privaten IP-Adresse für den Raspberry Pi beginnen, prüfen Sie aber zunächst über den folgenden Befehl, ob DHCPCD bereits aktiviert ist:

Sollte dies nicht der Fall sein, ak­ti­vie­ren Sie den DHCPC wie folgt:

Nun stellen Sie sicher, dass die Kon­fi­gu­ra­ti­on der Datei /etc/network/in­ter­faces den ur­sprüng­li­chen Status besitzt. Hierfür muss bei den Schnitt­stel­len die Kon­fi­gu­ra­ti­on „iface“ auf „manual“ stehen.

Mit der Be­ar­bei­tung des ak­ti­vier­ten DHCPCDs beginnen Sie, indem Sie die Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei /etc/dhcpcd.conf öffnen und folgendes Kommando ausführen:

Nun nehmen Sie die Kon­fi­gu­ra­ti­on der festen IP-Adresse vor. Wenn Ihr Raspberry Pi via Ethernet/Netz­werk­ka­bel mit dem Internet verbunden ist, leiten Sie das Kommando mit „interface eth0“ ein; sollte dies über WLAN geschehen, nutzen Sie hingegen den Befehl „interface wlan0“.

Für die Zuweisung einer IP-Adresse an den Raspberry Pi verwenden Sie daraufhin das Kommando „static ip_address=“, gefolgt von der ge­wünsch­ten IPv4-Adresse und dem Zusatz „/24“ (eine Abkürzung der Sub­netz­mas­ke 255.255.255.0). Wenn Sie den Rechner bei­spiels­wei­se mit der IPv4-Adresse 192.168.0.4 ver­knüp­fen möchten, muss das Kommando „static ip_address=192.168.0.4/24“ lauten. Dabei ist selbst­ver­ständ­lich zu beachten, dass die ver­wen­de­te Adresse noch nicht an­der­wei­tig genutzt wird. Genauso wenig darf sie sich im Adress­pool eines DHCP-Servers befinden.

An­schlie­ßend müssen Sie noch die Adresse Ihres Gateways und Domain-Name-Servers festlegen (für ge­wöhn­lich ist beides der Router). An die Gateway-Adresse wendet sich der Raspberry Pi, wenn eine IP-Adresse, an die er etwas senden will, außerhalb der Sub­netz­mas­ke liegt (im Beispiel also außerhalb des Bereichs 192.168.0). Im nach­ste­hen­den Kommando wird für Gateway und DNS-Server ex­em­pla­risch die IPv4-Adresse 192.168.0.1 verwendet. Der komplette Befehl sieht dann in unserem Beispiel (in dem ein Netz­werk­ka­bel für die In­ter­net­ver­bin­dung genutzt wird) so aus:

Die oben stehenden Kom­man­do­zei­len passen Sie an die IPv4-Adressen an, die Sie für den Raspberry Pi anwenden möchten bzw. die Ihr Router besitzt. Speichern Sie die Än­de­run­gen per „Strg + O“ und betätigen Sie danach die Ein­ga­be­tas­te. Mit „Strg + X“ schließen Sie die Kon­fi­gu­ra­ti­ons­da­tei. Durch einen Neustart werden die neu ver­ge­be­nen sta­ti­schen IP-Adressen im Netzwerk über­nom­men:

Nun lässt sich mit einem Ping-Kommando über­prü­fen, ob der Raspberry Pi mit seiner neuen IP-Adresse im Netzwerk er­reich­bar ist:

Ob die Ver­knüp­fung der IP-Adresse er­folg­reich war, sehen Sie daran, dass Sie ihn unter der neu ver­ge­be­nen IP-Adresse mit einem Ping erreichen können.

Zu­sam­men­fas­send bleibt fest­zu­hal­ten, dass es grund­le­gend zwei ver­schie­de­ne IP-Adressen gibt, die in Bezug auf den Raspberry Pi (und Projekte mit diesem) von Bedeutung sind: die private IP-Adresse des Raspberry Pis innerhalb des lokalen Netzwerks sowie die öf­fent­li­che IP-Adresse der In­ter­net­ver­bin­dung.

Eine statische private IP-Adresse wird vor allem dann notwendig, wenn man einen Raspberry Pi als Server nutzen möchte. Wer häufiger auf den kleinen Computer via SSH zugreift, sollte ihm jedoch genauso eine feste Adresse zuweisen. Die oben­ste­hen­den Mög­lich­kei­ten zeigen, dass dies mit relativ einfachen Mitteln gelingt.

Etwas kom­pli­zier­ter gestaltet sich die Zuweisung einer festen öf­fent­li­chen Adresse, mit der man über das Internet auf den Raspberry Pi zugreifen kann. Diese ist nötig, um z. B. einen auf dem Raspberry Pi in­stal­lier­ten Server immer online an­sprech­bar zu halten. Die meisten In­ter­net­zu­gän­ge verfügen aber nur über eine dy­na­mi­sche öf­fent­li­che IP-Adresse, mit der dies nicht möglich ist. Da eine statische Adresse nicht von allen In­ter­net­pro­vi­dern angeboten wird (und wenn, dann meist ver­gleichs­wei­se kost­spie­lig), stellt ein DDNS-Dienst die beste Lösung dar. Hier müssen Sie aber darauf achten, in welcher Form Ihr Router dy­na­mi­sches DNS un­ter­stützt.