Phenquestions
Risveglio Fruttato
Nel 2012, Raspberry Pi ha reso popolare la classe dei computer a scheda singola (SBC) per il grande pubblico. All'epoca, chiunque conoscesse dispositivi come il RouterBOARD di Mikrotik [9] o la scheda ALIX di PC Engines [11] era considerato esotico. Oggi è impossibile immaginare l'esistenza quotidiana senza questi potenti mini-computer. Puoi trovare questi dispositivi ovunque: nei router Wi-Fi, nelle stazioni meteorologiche, nei dispositivi di automazione domestica e negli strumenti di misurazione delle polveri sottili. Questi dispositivi vengono eseguiti con distribuzioni Linux o BSD appositamente adattate, di cui Armbian e RaspberryPi OS sono solo due rappresentanti di molti.
"Armbian" è una parola artificiale che combina le parole "ARM", per l'architettura del processore RISC corrispondente [3], e le ultime due sillabe, "bian", da "Debian".' Questo rende molto chiaro ciò che distingue Armbian da Debian GNU/Linux; a differenza di Debian, Armbian è focalizzato e ottimizzato per l'architettura ARM.
Inoltre, mentre la distribuzione Debian GNU/Linux supporta una varietà di architetture hardware, tra cui ARM7 (32 bit) [4] e ARM8, la distribuzione Armbian si concentra solo su un'ampia gamma di schede di sviluppo basate su ARM. Dal sito web del progetto è possibile scaricare le immagini di distribuzione per Orange Pi [5], Cubieboard [6],
e l'Asus Tinkerboard [7], tra le altre immagini. Cubian [12], un fork di Debian GNU/Linux per Cubieboard, sembra non essere più mantenuto, in quanto l'ultimo rilascio risale al 2014.
Raspberry Pi OS [8] è il sistema operativo ufficiale della Raspberry Pi Foundation [17] per i suoi SBC. Inizialmente si chiamava Raspbian, per il progetto Raspbian [15] su cui si basa. La Raspberry Pi Foundation ha successivamente aggiunto un altro repository di pacchetti con software sorgente parzialmente chiuso alle proprie immagini. Il progetto Raspbian non ha mai pubblicato le proprie immagini, ma ha sempre fatto riferimento alle immagini della Raspberry Pi Foundation. La fondazione alla fine ha aggiunto il proprio sapore desktop e molte altre personalizzazioni, andando ben oltre la ricostruzione di Raspbian e la patch minima dei pacchetti Debian. Per distinguere chiaramente tra il progetto Raspbian e il derivato della Raspberry Pi Foundation, quest'ultimo è stato rinominato in Raspberry Pi OS nel 2019.
Rispetto ad Armbian, il progetto Raspbian e il sistema operativo Raspberry Pi seguono un approccio opposto: queste distribuzioni si affidano a dozzine di contributori per concentrarsi su un'unica piattaforma SBC. Basato sulla versione 'armhf' a 32 bit di Debian GNU/Linux, è pensato per funzionare su tutte le versioni della scheda Raspberry Pi ma non è progettato per funzionare su nessun altro SBC ARM. L'hardware Raspberry Pi 3 e 4 può eseguire sistemi operativi a 64 bit. Nel frattempo, il sistema operativo Raspberry Pi funziona sempre a 32 bit, ad eccezione del kernel Linux, che può essere un kernel a 64 bit. Alcuni pacchetti realizzati appositamente per il sistema operativo Raspberry Pi sono disponibili anche per l'architettura Intel (varianti a 32 e 64 bit) e possono anche essere eseguiti su un normale PC desktop con Debian GNU/Linux.
Solo per un periodo di tempo limitato, sono disponibili anche immagini Debian GNU/Linux (non ufficiali) per la famiglia di SBC Raspberry Pi [16]. La differenza principale con il sistema operativo Raspberry Pi è che le immagini per quei sistemi Raspberry Pi, in grado di eseguire un sistema operativo a 64 bit (Raspberry Pi 3 e 4), contengono anche un sistema operativo a 64 bit ("arm64" in Debian); mentre le altre immagini eseguono le architetture 'armhf' (Raspberry Pi 2) o 'armel' (Raspberry Pi 1 e Zero) a 32 bit. Gli ultimi due differiscono dai pacchetti "armhf" forniti da Raspbian e Raspberry Pi OS. Storicamente, diverse distribuzioni, tra cui Debian GNU/Linux e Fedora, hanno deciso un set minimo di istruzioni CPU [19] necessarie per l'architettura 'armhf'. Il primo sistema operativo Raspberry Pi è stato pubblicato poco dopo e supportava tutte le istruzioni CPU richieste tranne una.
Quindi, c'erano due opzioni: o 1) usare l'architettura "armel" molto più lenta ma non ottimizzata, come fa ancora Debian GNU/Linux per Raspberry Pi 1 e 0, o 2) ridefinire l'architettura "armhf". Debian GNU/Linux non ha voluto fare la seconda opzione, poiché questa opzione si discostarebbe da quanto era già stato deciso e implementato. Questo è stato il momento in cui è nato il progetto Raspbian: lo sviluppatore Debian Peter Green (conosciuto anche con il tag plugwash in IRC) ha ricompilato tutti i pacchetti Debian 'armhf' per CPU Raspberry Pi 1 (allora esisteva solo Raspberry Pi 1) con il singola istruzione CPU mancante. Questo è anche il motivo per cui non puoi mischiare le versioni "armhf" di Debian e "armhf" di Raspbian.
Dimensione dell'immagine
Le immagini di installazione offerte dai tre progetti sono molto diverse. Armbian richiede di selezionare prima una categoria (come Generale, IOT, NAS, Rete o Desktop) e SBC. Successivamente, sceglierai l'immagine corrispondente offerta con il 4.9 o 5.9 Kernel Linux per oldstable (versione precedente), stable (versione corrente) e testing (versione futura). La dimensione dell'immagine è compresa tra 270 e 600 M. Ogni file immagine può essere recuperato come download diretto o tramite BitTorrent dal sito Web del progetto. L'aggiornamento di un'installazione Armbian esistente viene eseguito utilizzando le stesse istruzioni utilizzate per la manutenzione di Debian GNU/Linux.
Al contrario, le opzioni per il sistema operativo Raspberry Pi sono un po' più limitate. Raspberry Pi richiede di scegliere tra OS Lite, OS con desktop e OS con desktop e software consigliato. Tutte le immagini sono dotate della versione a 32 bit di un 5.4 kernel Linux. La dimensione dell'immagine varia da 440 M a 3 G. Il download dell'immagine può essere eseguito direttamente, come flusso di dati torrent o tramite Raspberry Pi Imager, uno strumento di configurazione basato su GUI disponibile per Windows, macOS e Ubuntu. Come con Armbian, l'aggiornamento di una versione esistente di Raspberry Pi viene eseguito utilizzando le stesse istruzioni utilizzate per la manutenzione di Debian GNU/Linux.
Infine, per la maggior parte dei dispositivi, inclusa la maggior parte dei dispositivi ARM, Debian GNU/Linux offre una varietà di immagini di installazione già pronte, inclusa una configurazione di base, una piccola immagine per l'installazione basata sulla rete, diverse varianti desktop che si adattano a un CD o DVD, CD live e persino una serie di immagini CD/DVD complete. Sebbene queste immagini non siano immagini pronte per l'esecuzione, contengono il Debian Installer, un sistema operativo minimo che serve esclusivamente per eseguire l'installazione del sistema operativo. Le immagini live eseguite direttamente da un'installazione di sola lettura contengono anche il Debian Installer.
La dimensione dell'immagine è compresa tra 250 M e 3 G. Il download di un'immagine è possibile come download diretto o tramite BitTorrent. I normali comandi di pacchettizzazione Debian vengono utilizzati per aggiornare un'installazione esistente.
Non è così per il sistema operativo Raspberry Pi. In effetti, non ci sono immagini Debian GNU/Linux ufficiali per Rasberry Pi. Esistono, tuttavia, immagini non ufficiali pronte per l'esecuzione (nessuna immagine di installazione) con Debian GNU/Linux per Raspberry Pi, realizzate dagli stessi sviluppatori dietro i pacchetti firmware ufficiali (ma "non liberi") Raspberry Pi in Debian GNU/ Linux [16].
Per prima cosa, deciderai tra immagini create giornalmente basate sui pacchetti più recenti in Debian GNU/Linux 10 Buster (l'attuale versione stabile al momento della stesura di questo articolo) o immagini "testate" che sono garantite per l'esecuzione. Rispetto al sistema operativo Raspberry Pi, che offre immagini che funzionano su tutte le schede Raspberry Pi, con questa distribuzione devi scegliere quale scheda Raspberry Pi conterrà l'immagine. Le immagini per i sistemi operativi Raspberry Pi 1 e Raspberry Pi 0 (non 0W) sono più o meno le stesse, poiché utilizzano più o meno la stessa CPU e non hanno componenti Wi-Fi. A seconda di ciò, ottieni anche diverse architetture del sistema operativo; vale a dire, 'armel' per Raspberry Pi 1, 0 e 0W; l'originale 'armhf' per Raspberry Pi 2; e 'arm64' per Raspberry Pi 3 e 4.
Dispositivi supportati
Per quanto riguarda piattaforme e dispositivi supportati, i tre progetti vanno in direzioni leggermente diverse. Per Armbian, le informazioni sul dispositivo per ogni SBC supportato possono essere trovate sul sito web di Armbian. Questo è accompagnato da un elenco di hardware di terze parti testato per garantire che tutti i componenti hardware funzionino bene insieme. Nel complesso, Armbian supporta diversi SBC ARM, ma non supporta la famiglia di SBC Raspberry Pi.
Per il sistema operativo Raspberry Pi, le informazioni sul dispositivo per ogni versione Raspberry Pi sono disponibili online, sul sito Web Raspberry Pi. E, naturalmente, il sistema operativo Raspberry Pi fornisce supporto per tutti i dispositivi Raspberry Pi.
Per Debian GNU/Linux, le informazioni sono organizzate in un wiki, ordinate per architettura del sistema operativo, con sezioni specializzate per informazioni più specifiche. Debian attualmente supporta ufficialmente nove architetture OS (di cui tre per dispositivi ARM). Debian costruisce anche i suoi pacchetti e le immagini del programma di installazione per 13 ulteriori architetture del sistema operativo che non sono ufficialmente supportate, in esecuzione sotto l'etichetta "Debian Ports" [21].
Sviluppo
Inoltre, i metodi con cui viene sviluppata ciascuna delle tre distribuzioni Linux differiscono in modo significativo. Armbian e Debian GNU/Linux sono progetti basati sulla comunità. Per Armbian, la pagina del progetto GitHub corrispondente è fondamentale. Debian GNU/Linux utilizza la propria infrastruttura distribuita che consente lo sviluppo della distribuzione Linux da tutto il mondo.
Nel frattempo, il sistema operativo Raspberry Pi è gestito dalla Fondazione Raspberry Pi senza scopo di lucro come progetto interno. I contributi alla Fondazione Raspberry Pi possono essere effettuati tramite il forum Raspberry Pi [20]. Il progetto Raspbian è in gran parte una ricompilazione dei pacchetti Debian creati per Raspberry Pi e non sembra avere una grande comunità propria. Il sito Web Raspbian obsoleto [16] rimanda spesso gli utenti a uno dei siti Web Debian GNU/Linux o Raspberry Pi Foundation.
Licenza
Armbian è concesso in licenza con GPL2, mentre sia il sistema operativo Raspberry Pi che Debian GNU/Linux utilizzano un mix di licenze, tra cui GPL e altre. L'immagine del sistema operativo Raspberry Pi "con software consigliato" contiene diversi pacchetti software commerciali "gratuiti", la maggior parte dei quali sono versioni demo limitate. Il piano di queste offerte di pacchetti gratuiti è quello di agganciare gli utenti in modo che acquistino quel software per i loro altri computer.
Inoltre, alcuni BLOB del firmware necessari per Raspberry Pi e altri SBC ARM sono disponibili solo come "solo binario", i.e., senza codice sorgente. Nel mondo del software, questi pacchetti software sono considerati "non liberi".Le immagini Debian non ufficiali menzionate in precedenza per Raspberry Pi contengono il repository "non libero" di Debian, abilitato per impostazione predefinita perché include il pacchetto software 'raspi-firmware'.
Pacchetti software e configurazione
Armbian si descrive come una "distribuzione Linux leggera basata su Debian o Ubuntu specializzata per schede di sviluppo ARM.” Si presenta come un'immagine pronta per l'esecuzione ottimizzata per dispositivi di memoria flash, come NAND, SATA, eMMC e USB. Entrambi i servizi SSH e DHCP sono attivati fin dall'inizio. Un adattatore wireless supporta DHCP (se presente), ma questa funzione deve essere abilitata dall'utente. Ciò consente una facile configurazione per connettere questo sistema al router o creare un punto di accesso individuale. XFCE viene utilizzato come ambiente desktop [18].
Per aumentare la velocità di esecuzione di codice e dati e ridurre al minimo le operazioni di I/O, diverse funzionalità sono state trasferite per lavorare il più possibile dalla memoria. Ad esempio, il servizio log2ram mantiene i file di registro in memoria e li salva sul disco giornalmente e allo spegnimento [13]. Le cache del disco vengono mantenute in memoria per dieci minuti utilizzando l'opzione "commit=600" nella configurazione della directory nel file /etc/fstab [14].
Come notato in precedenza, il sistema operativo Raspberry Pi si rivolge ai diversi modelli Raspberry Pi, che hanno iniziato con componenti hardware piuttosto limitati limited. Per far fronte a queste limitazioni come ambiente desktop, l'impostazione predefinita avvia un desktop LXDE modificato denominato PIXEL (Pi Improved X-windows Environment Lightweight), disponibile anche presso la Raspberry Pi Foundation per PC Linux basati su Intel.
Per impostazione predefinita, esiste un utente denominato "pi" con la password "raspberry" e il servizio SSH è disabilitato per questo utente. Puoi abilitarlo per un singolo avvio modificando il file config.txt sulla prima partizione. Si consiglia vivamente di cambiare la password subito dopo il primo accesso. Solo così puoi abilitare il servizio SSH in modo permanente per evitare password predefinite ben note accessibili tramite SSH.
Anche le immagini Raspberry Pi non ufficiali di Debian vengono cablate con la rete abilitata per impostazione predefinita tramite DHCP, ma il Wi-Fi non è preconfigurato, al momento della stesura di questo documento. Un'altra differenza con le immagini del sistema operativo Raspberry Pi è che non esiste un utente normale, solo un utente root senza password e l'accesso root SSH disabilitato. L'impostazione anticipata della password di root o di una chiave pubblica SSH per l'accesso root è supportata modificando "sysconf.txt" sulla prima partizione. Queste impostazioni vengono cancellate dopo essere state applicate al sistema avviato per evitare la perdita della password in testo normale.
Attualmente, l'opzione per configurare l'accesso a una rete Wi-Fi è in fase di pianificazione. Le versioni future delle immagini del sistema operativo Raspberry Pi saranno dotate di questa funzione.
Conclusione
La comunità di programmazione ha utilizzato Debian GNU/Linux e Armbian in ambienti di produzione senza fallo per molti anni; ad esempio, un CubieTruck come piattaforma di collaborazione mobile ("cloud mobile"). I dispositivi con sistema operativo Raspberry Pi sono stati utilizzati in fasi sperimentali e anche noi siamo stati molto contenti di loro. È un grande piacere avere accesso a macchine così piccole, affidabili, economiche e potenti. Desideriamo avere più tempo per esplorarli in modo ancora più dettagliato.
Link e riferimenti
[1] Il progetto Debian GNU/Linux, https://www.debian.org/
[2] Il progetto Armbian, https://www.armbiano.com/
[3] ARM, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/ARM_architecture
[4] ARM7, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/ARM7
[5] Pi arancione, http://www.aranciata.org/
[6] Cubieboard, http://cubieboard.org/
[7] Tinkerboard, https://www.asus.com/us/Computer-scheda-singola/Tinker-Board/
[8] Sistema operativo Raspberry Pi, https://www.lampone.org/software/sistemi-operativi/
[9] Mikrotik, https://mikrotik.com/
[10] Frank Hofmann: Zwergenaufstand. Das Cubietruck im Alltagstest, RaspberryPi Geek 04/2016, https://www.lampone-pi-geek.de/ausgaben/rpg/2016/04/das-cubietruck-im-alltagstest/
[11] Motori PC, https://www.motori elettrici.ch/
[12] Cubiano, http://cubian.org/
[13] Log2Ram, https://github.com/azlux/log2ram
[14] Vantaggi/svantaggi dell'aumento del “commit” in fstab, https://unix.stackexchange.com/domande/155784/vantaggi-svantaggi-di-aumento-commit-in-fstab
[15] Progetto Raspbian, https://www.raspbian.org/
[16] Immagini Debian non ufficiali per la famiglia Raspberry Pi SBC, https://raspi.debian.netto/
[17] Fondazione RaspberryPi, https://www.lampone.org/chi siamo/
[18] XFCE, https://xfce.org/
[19] “armhf” su Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/ARM_architecture#VFP
[20] Forum RaspberryPi, https://www.lampone.organizzazione/forum/
[21] Port Debian, https://www.porti.debian.org/
Riguardo agli Autori
Frank Hofmann lavora on the road - preferibilmente da Berlino (Germania), Ginevra (Svizzera) e Cape Town (Sud Africa) - come sviluppatore, formatore e autore per riviste come Linux-User e Linux Magazine.
Axel Beckert lavora come amministratore di sistema Linux e specialista per la sicurezza della rete con i servizi IT centrali dell'ETH di Zurigo. È anche un volontario con la distribuzione Debian GNU/Linux, Linux User Group Switzerland (LUGS), programma radiofonico e podcast Hackerfunk e vari progetti open-source.
Hofmann e Beckert hanno anche scritto un libro sulla gestione dei pacchetti Debian
(http://www.dpmb.org).
