Kategorie: Raspberry Pi

Docker Swarm Cluster on Raspberry Pi with Raspbian Stretch

Docker is is on everyone’s lips and now you can also use Docker on the Raspi. But one is not enough, we’ll install a Docker Swarm Cluster. If you’d like to know more about Docker and Swarm see the homepage of Docker Community.

First install a fresh Rasbian Stretch image like explained here:

Raspberry Pi Headless Installation with SSH enabled and WLAN

Update your packages to the newest versions and install some dependencies.

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg2 software-properties-common

Docker now supports also Debian Stretch (Docker CE Installation Guide)
So you can install Docker easiely with a Helper Script. Download the Script and execute it:

curl -fsSL get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

After successful setup, you can add the user ‚pi‘ to the ‚docker‘ group, to directly execute docker commands

sudo usermod -aG docker pi

After a reboot, you can execute the docker commands with your ‚pi‘ login:

docker run hello-world

Initializing a Swarm Cluster

Docker Swarm Documentation

To initialize the Docker Swarm Cluster execute the following command on the first Docker instance:

docker swarm init
Swarm initialized: current node (7nkdamk2m1tdhjzf45gfk5o91) is now a manager.

To add a worker to this swarm, run the following command:

    docker swarm join \
    --token SWMTKN-1-4ynwgkfmjkj937j7kxlyll7ncucvo8jawijv8lybxourfm2d6n-dcol6t8ulsdl7axyjg2q0moqp \
    192.168.2.58:2377

To add a manager to this swarm, run 'docker swarm join-token manager' and follow the instructions.

If you get this error…

docker swarm init
Error response from daemon: could not choose an IP address to advertise since this system has multiple addresses on interface wlan0 (fdde:530f:b4e8::f8a and fdde:530f:b4e8:0:ba66:db42:43a1:46eb) - specify one with --advertise-addr

.. you can join one of the IPv6 adresses with –advertise-addr or you can instead disable IPv6 completely:

/etc/sysctl.conf

net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.default.disable_ipv6 = 1
net.ipv6.conf.lo.disable_ipv6 = 1

After successfully initializing the cluster, you can get a list of cluster nodes with this command:

docker node ls
ID                            HOSTNAME            STATUS              AVAILABILITY        MANAGER STATUS
7nkdamk2m1tdhjzf45gfk5o91 *   dockerpi1           Ready               Active              Leader

To add a second instance as worker node, execute the docker swarm join command, like you can see in the output of the docker swarm init command:

docker swarm join \
>     --token SWMTKN-1-4ynwgkfmjkj937j7kxlyll7ncucvo8jawijv8lybxourfm2d6n-dcol6t8ulsdl7axyjg2q0moqp \
>     192.168.2.58:2377
This node joined a swarm as a worker.

Docker Compose Installation

Docker Compose Documentation. To Install Docker Compose use this commands:

sudo apt-get install python-pip
sudo pip install docker-compose
docker-compose version
docker-compose version 1.16.1, build 6d1ac219
docker-py version: 2.5.1
CPython version: 2.7.13
OpenSSL version: OpenSSL 1.1.0f  25 May 2017

 

Raspberry Pi Headless Installation with SSH enabled and WLAN

You need only a few simple steps, to get a fully headless setup of Raspbian Stretch for your Raspberry Pi

First, write the downloaded raspbian image to the SD-Card

Be careful, to write the image to the right device!

unzip 2017-09-07-raspbian-stretch-lite.zip
sudo dd if=2017-09-07-raspbian-stretch-lite.img of=/dev/mmcblk0xyz bs=4M

 

Create a WLAN Configuration File

You need a WLAN template with your WiFi Settings.

vi wpa_supplicant.conf

country=DE
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={

ssid="My_WLAN"
psk="password"
key_mgmt=WPA-PSK
}

Reinsert the SD-Card and create and add some configuration files

Create an empty file called ’ssh‘ on the boot partition to enable ssh daemon:

touch /run/media/juergen/boot/ssh

Copy the earlier created WLAN config file:

sudo cp wpa_supplicant.conf /run/media/juergen/9a7608bd-5bff-4dfc-ac1d-63a956744162/etc/wpa_supplicant/

Change the hostname:

sudo vi /run/media/juergen/9a7608bd-5bff-4dfc-ac1d-63a956744162/etc/hosts
sudo vi /run/media/juergen/9a7608bd-5bff-4dfc-ac1d-63a956744162/etc/hostname

Unmount the SD-Card partitions:

sudo umount /dev/mmcblk0p2
sudo umount /dev/mmcblk0p1

Now insert SD-Card in Raspberry Pi and boot. Then you can ping the Pi and login with SSH:

ping dockerpi1
ssh pi@dockerpi1

After login change the default password of the pi user:

passwd

Also change the Locale and Keyboard layout if needed:

Set 'DE' for German:
vi /etc/default/keyboard

Change your Locale:
sudo dpkg-reconfigure locales

and your timezone:
sudo dpkg-reconfigure tzdata

Optionally

Optionally install also the DNS utils to get the nslookup command.

sudo apt-get install dnsutils

If you need autologin for the pi user add this file to your Installation

sudo vi /etc/systemd/system/getty@tty1.service.d/autologin.conf

[Service]
ExecStart=
ExecStart=-/sbin/agetty --autologin pi --noclear %I 38400 linux

 

 

 

 

Raspberry Pi Zero [W] SSH per USB-LAN ohne Tastatur/Monitor

Der Raspi Zero hat eine coole neue Funktion, die ein virtuelles Netzwerk Gerät per USB emuliert und es per Avahi/Bonjour bereitstellt. Damit ist es möglich den Pi Zero per USB an einen PC anzuschließen und dieser erkennt ihn als virtullen USB Ethernet Adapter.img_6656.jpg

Somit kann man per SSH auf den Raspi ohne Tastatur/Maus und Montior von einem Host-PC aus zugreifen.

Zuerst installiert man ein aktuelles Raspbian Image (Jessie) auf eine MicroSD-Card: https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

Mit dd wird das Image auf die Karte geschrieben:

sudo dd if=2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img of=/dev/sdX bs=4M
sudo sync

(/dev/sdX durch das korrekte Device ersetzen)

Bevor man nach dem Aufspielen des Image die SD-Card in den Raspi Zero einlegt und bootet, müssen noch zwei Files angepasst werden, um das USB Netzwerk Modul beim Booten zu aktivieren. Dazu mountet man die erste Partition der SD-Card (Raspbian Boot-Partition) an einem Linux-PC. Bei mir werden beide Partitionen beim Einlegen der SD-Card automatisch gemountet und die boot Partition /dev/sdc1 wird unter /run/media/juergen/boot eingebunden.

Dann fügt man „dtoverlay=dwc2“ in der config.txt als neue Zeile am Ende an:

sudo echo "dtoverlay=dwc2" >> /run/media/juergen/boot/config.txt

Anschließend wird noch die Datei cmdline.txt angepasst, indem man hinter rootwait folgendes einfügt: modules-load=dwc2,g_ether
Damit sieht die Zeile komplett so aus:

sudo vi /run/media/juergen/boot/cmdline.txt 

dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait modules-load=dwc2,g_ether quiet init=/usr/lib/raspi-config/init_resize.sh

Jetzt erst steckt man die SD-Card in den Raspi, verbindet ein Micro-USB Kabel mit dem USB-Anschluss des Pi Zero und das andere Ende steckt man in die USB-Buchse des PC (Hinweis: Bei mir haben nicht alle USB/Micro-USB Kabel funktioniert! Z.B gab es mit bestimmten USB-Ladekabeln Probleme).
Der erste Bootvorgang vergrößert automatisch die Partition und dauert deshalb etwas länger. Nach spätestens 90 Sekunden sollte aber am PC ein USB-Ethernet Gerät erscheinen:

USBEthernet1

In den Einstellungen der Netzwerkverbindung ändert man unter IPv4 die Adresse auf „Nur Link-Lokal“ USBEthernet2

Anschließend sollte das USB-Ethernet Gerät eine 169.x.y.z IP Adresse bekommen.

USBEthernet3

Sollte das nicht funktionieren, überprüft man, ob der Avahi Daemon installiert und der Dienst gestartet ist.

sudo systemctl status avahi-daemon
● avahi-daemon.service - Avahi mDNS/DNS-SD Stack
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/avahi-daemon.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Mi 2016-08-31 10:54:42 CEST; 1 day 12h ago
 Main PID: 912 (avahi-daemon)
   Status: "avahi-daemon 0.6.32 starting up."
   CGroup: /system.slice/avahi-daemon.service
           ├─912 avahi-daemon: running [BlueCloud.local]
           └─938 avahi-daemon: chroot helper

Nun kann man sich vom PC aus per ssh auf die IP-Adresse, oder dem Hostnamen raspberrypi.local verbinden:

ssh pi@raspberrypi.local

 

Inspiriert durch: http://blog.gbaman.info/?p=791

Raspbian Jessie mit Systemd und NetworkManager für besseres Netzwerkmanagement

Mittlerweile ist Debian 8 alias Jessie der Standard bei Raspbian, also Zeit endlich mit meinem Pi ebenfalls umzusteigen.

(Ich habe den Artikel wegen des neuen Raspbian Images angepasst, da der Umweg über Wheezy mit Update auf Jessie nicht mehr notwendig ist. Wer trotzdem ein Update von Wheezy auf Jessie machen muss, kann das am Ende des Artikels nachlesen.)

Mit Jessie führen die Debian-Entwickler endlich Systemd ein, was immer mehr Distributionen als Standard beim Init Prozess verwenden. Das ist ein Grund für mich meinen RaspPi mit Jessie zu installieren und Systemd zu verwenden, um in den Genuss einiger Vorteile bei der Administration zu kommen. Weiterhin werde ich die Netzwerkverwaltung auf NetzworkManager umstellen.

Installation des aktuellen Rasbian Images (Lite oder Full)
Download hier: https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

Ich gehe hier nicht näher auf die Installation des Images ein, da es im Netz dazu genügend Anleitungen gibt.

Netzwerkverbindungen auf NetworkManager umstellen

Als nächstes sollen die Netzwerkverbindungen vom alten /etc/network/interfaces Script auf den modernen NetworkManager umgestellt werden. Der bietet auch auf der Kommandozeile mit dem Tool nmcli viel größere Flexibilität beim Umgang mit den Netzwerkverbindungen.

Zuerst werden die Programmpakete für den NetworkManager installiert. Dies geschieht mit sudo apt-get install network-manager.

Anschließend kommentiert man in der bisherigen Netzwerkkonfigurationsdatei /etc/network/interfaces bis auf das loopback Interface (lo) alle Einträge aus (danke an Jörg Neumann für den Hinweis). Würde man das nicht tun, würde Debian beim Start weiterhin die Informationen dieser Konfig-Datei verwenden.

So sollte die Datei /etc/network/interfaces dann aussehen:

auto lo
iface lo inet loopback

#auto eth0
#iface eth0 inet dhcp

#auto wlan0
#allow-hotplug wlan0
#iface wlan0 inet dhcp
#wpa-roam /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

#iface default inet dhcp

 

Mit nmcli eine neue LAN-Verbindung erstellen

Das Tool nmcli bedient sich am besten per sog. „tab completion“. D.h man beginnt einen Befehl und durch Tab wird er vervollständigt, oder er zeigt weitere Optionen an. So kann man sich den kompletten Befehl einfach „zusammenbauen“. Dafür installiert man das Paket bash-completion nach.

Als nächstes prüft man, ob der NetworkManager Daemon beim Booten automatisch gestartet wird (auf die Groß-/Kleinschreibung bei NetworkManager achten):

$ sudo systemctl status NetworkManager

● NetworkManager.service - Network Manager
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/NetworkManager.service; enabled)
Active: active (running) since Mo 2015-05-04 18:47:14 CEST; 1 day 1h ago
Main PID: 368 (NetworkManager)
CGroup: /system.slice/NetworkManager.service
├─ 368 /usr/sbin/NetworkManager --no-daemon
└─14286 /sbin/dhclient -d -q -sf /usr/lib/NetworkManager/nm-dhcp-helper -pf /var/run/dhclient-wlan0.pid -lf /var/lib/Netw...

Mit systemctl enable/start/stop/restart NetworkManager lässt sich der Daemon steuern.

Das Kommandozeilen Tool nmcli hat schließlich folgende Hauptbereiche:

  • general – Zeigt Informationen zum generellen Status des NetworkManagers und Berechtigungen
  • networking – Zeigt oder setzt globale Netzwerkoptionen, oder aktiviert/deaktiviert das Netzwerk.
  • radio – Zeigt oder setzt globale Wireless Optionen bzw. de-/aktiviert WLAN
  • connection – Hier werden die Netzwerkverbindungen hinzugefügt, konfiguriert und gemanaged
  • device – Dient zum anzeigen und managen der physischen Netzwerk Interfaces

Der Status wird immer durch Ergänzen des Parameters „status“ oder „show“ abgefragt.

Zum Abfragen des aktuellen Netzwerk Status gibt man z.B. folgenden Befehl ein:

nmcli general status (oder die Kurzform: nmcli g s)

So lange der Befehl eindeutig ist, können die Parameter auch abgekürzt werden, oder mit Tab komplettiert werden.

Die Eingabe von nmcli c s schließlich dürfte noch keinerlei Einträge zu Tage fördern.

Beim nächsten Reboot wird jedoch automatisch die kabelgebundene Netzwerkverbindung (eth0) vom NetworkManager definiert und aktiviert.

Will man zusätzlich noch manuell eine weitere Kabelverbindung hinzufügen, hangelt man sich mit der Tab Completion durch den folgenden Befehl:

nmcli connection add autoconnect yes con-name <frei wählbar> ifname <per Tab auswählbar> type ethernet save yes

Damit wird eine DHCP Connection eingerichtet. Soll dagegen eine statische IP-Adresse verwendet werden ergänzt man den Befehl noch um ip4 <xx.xx.xx.xx/24> gw4 <xx.xx.xx.xx> z.B.:

nmcli connection add autoconnect yes con-name test123 ifname eth0 type ethernet save yes ip4 192.168.2.10/24 gw4 192.168.2.1

Fertig ist die Netzwerkverbindung.

Nmcli c s <den mit con-name definierten Namen der Verbindung> zeigt im Detail alle manuell gesetzten und alle Standard Parameter, z.B.:

nmcli c s test123

Mit nmcli con modify test123 können noch viele weitere Optionen verändert werden. Z.B. kann hier noch explizit für eine Netzwerkverbindung der DNS-Server (ipv4.dns) und die DNS-Search Domain (ipv4.dsn-search) festgelegt werden, oder spezielle Routing-Einträge vorgenommen werden (ipv4.routes).

Den globalen DNS-Server trägt der NetworkManager übrigens automatisch in die Datei /etc/resolv.conf ein (erkennbar an dem Zusatz: #Generated by NetworkManager)

Hinzufügen einer Wi-Fi Verbindung

Zum Anzeigen der verfügbaren Wi-Fi access points, gibt man folgenden Befehl ein:

nmcli dev wifi list

SSID MODE CHAN RATE SIGNAL BARS SECURITY
MyWLAN Infra 11 54 MB/s 39 ▂▄__ WPA2

Das Erstellen eines WLAN Profils mit statischer IP Konfiguration, aber automatischer Ergänzung der DNS Adresse, erledigt folgender Befehl:

nmcli con add con-name MyWLAN ifname wlan0 type wifi ssid MyWLAN \ip4 192.168.100.101/24 gw4 192.168.100.1

Will man stattdessen wieder eine DHCP Adresse für das WLAN Profil, lässt man einfach die Parameter ip4 und gw4 weg.

Zum setzen eines WPA2 Passwortes, zum Beispiel „test123“, führt man folgende Befehle aus:

nmcli con modify MyWLAN 802-11-wireless-security.key-mgmt wpa-psk
nmcli con modify MyWLAN 802-11-wireless-security.psk test123

Im „Red Hat Enterprise Linux 7 Security Guide“ kann man übrigens mehr zur Passwort Sicherheit nachlesen.

Zum Schluss muss man die WLAN Verbindung noch aktivieren mit:

sudo nmcli -p con up 'MyWLAN' ifname wlan0

Folgender Befehl schaltet das WLAN komplett aus und wieder ein:

nmcli radio wifi [on | off ]

Um einen bestimmten Parameter z.B. mtu zu prüfen, verwendet man folgenden Befehl:

nmcli connection show id 'MyWLAN' | grep mtu
802-11-wireless.mtu: auto

Und zum Ändern des Parameters führt man dann folgenden Befehl aus:

nmcli connection modify id 'MyWLAN' 802-11-wireless.mtu 1350

Anschließend kann man die Konfigurationsänderung wie folgt überprüfen:

nmcli connection show id 'MyWLAN' | grep mtu
802-11-wireless.mtu: 1350

Für die evtl. Fehlersuche filtert man einfach im Journal nach NetworkManager:

sudo journalctl --unit NetworkManager

 

Somit hat man die Basis geschaffen für ein modernes Debian System mit dem RaspberryPi.

Viel Spaß damit.

 

Anhang

Für diejenigen, die ein bestehendes Raspbian Wheezy auf Jessie updaten müssen, ist hier der Ablauf beschrieben:

Der Weg führt über Wheezy

Man installiert also Raspbian Wheezy (bei mir ein Raspberry Pi 2) und konfiguriert alle nötigen Optionen mit raspi-config. Wichtig ist hier, dass man die SD-Card vergrößert, weil das Upgrade auf Jessie mindestens 1,5 GB Speicherplatz benötigt. Außerdem muss für Locales UTF-8 als Standard gesetzt sein, da es sonst beim Upgrade auf Jessie Probleme geben kann.

Anschließend aktualisiert man noch mit sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y das neu installierte System.

Aktualisierung von Debian 7 (Wheezy) auf Debian 8 (Jessie)

Jetzt geht’s ans Upgrade! Vor der eigentlichen Aktualisierung prüft man jedoch noch den Status der installierten Pakete mit: sudo dpkg –audit. Nicht korrekt installierte Pakete müssen nochmals aktualisiert oder notfalls entfernt werden, bis der Befehl keine Meldungen mehr ausspuckt.

Sicherheitshalber erstellt man dann noch ein Backup des Etc-Verzeichnisses mit den Konfigurationsdateien und den Datenbanken der Softwareverwaltung dpkg und apt.

Nun wird die Repository-Datei auf den Jessie Pfad geändert: /etc/apt/sources.list
Dort ersetzt man einfach „wheezy“ durch die Zeichenkette „jessie“. Die weiteren Repositories unter /etc/apt/sources.list.d (collabora.list und raspi.list) bleiben wie sie sind, denn dafür gibt es keinen separaten Jessie-Zweig.

Dann wird mit sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y die Aktualisierung der Pakete gestartet. Dies kann je nach Umfang sehr lange dauern und zwischendurch wird man immer wieder mal gefragt, wie mit den vorhandenen Konfigurationsdateien umgegangen werden soll. Hier einfach den Standard (N) bestätigen.

Wenn dieser Vorgang ohne Fehler beendet ist, erfolgt die vollständige Systemaktualisierung mit sudo apt-get dist-upgrade. Erst danach wird das System das erste mal neu gestartet.

Aufräumarbeiten

Nach dem Neustart kann man mit sudo apt-get autoremove alle veralteten Pakete entfernen, und mit sudo apt-get purge $(dpkg -l | awk ‚/^rc/ { print $2 }‘) können anschließend noch die nicht mehr benötigten Konfigurationsdateien entfernt werden, die anderenfalls sonst Probleme verursachen können. Damit wird dann auch Sysvinit vollständig entfernt.