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Raspbianの起動とCUIによる接続

1 はじめに

Raspberry pi用のOS(Operation System)であるRaspbianをRaspberry Pi3にインストールする手順を示します.

2.インストール手順

Raspbianは,linuxの一種であるDebianをベースにRaspberry pi用にカスタマイズされたOSです.Raspberry piではその他,Ubuntu mate や,Windows10 IoT CoreなどのOSも利用できますが,本ワークショップではRaspberry piで最も使用されている,Raspbianを用います.
(1)OSイメージの入手
 あらかじめダウンロードしたOSのディスクイメージ(Raspbian 4.4)をTA(Teaching Assistants) が皆さんにUSBメモリで配布します.各グループで代表者を決めて,代表者のwindows PCのデスクトップに,以下のデジスクイメージファイルをコピーしてください.ディスクイメージとは,SDメモリ全体を1つの電子ファイルにまとめたもので,仮想的なSDメモリとして扱うことができます.

 2016-09-23-raspbian-jessie.img

(2)OSイメージのマイクロSDメモリへの復元
Windowsマシンで,フリーソフトの Win32 Disk Image を使用し,以下に示す手順により,上記イメージファイルをマイクロSDメモリに復元して,Raspberrypiで起動できるようにします.

 https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/

配布されたマイクロSDメモリをSDカードアダプタに挿入して,アダプタをノートPCのメモリカードスロットに挿入します.
Win32 Disk Imagerを起動させて.「Device」のプルダウンメニューからドライブ名を選択します(図1参照).「Device」の左のフォルダアイコンを押して,イメージファイルを選択します.

「Write」ボタンを押します.確認画面で「Yes」を押すと書込が始まります.なお,「Read」を押すと,メモリカードの内容をイメージファイルに書き込みますので注意して下さい.書込が終われば起動ディスクの作成は完了です.

図1 Win32 Disk Imager 起動時の画面

macosを使用する手順は教科書付録2を参照して下さい.

3 Windows からRaspberrypi3への接続手順

パソコンの機能を操作する方法は,大別してGUI (Graphical User Interface)とCUI(Character User Interface)の2種類があります.GUIとCUIの概要と,それぞれの方法を用いてRaspberry pi3(以下,RasPi)を操作するために必要となる,vncおよびsshを用いた接続手順を示します.

3.1 GUIとCUI

GUIとは,アイコンやマウスなどの画像(Graphic)を主に使用して,操作者(User)とパソコンがやり取り(Interface)を行う方法で,みなさんがwindowsで日ごろ操作している方法に当たります.
CUIとは,文字,テキスト(Character)を使用して操作者がパソコンとやり取りを行う方法です.Windowsではcommand.exeを起動すると,コマンドプロンプト(図2参照)の画面が表示されます.コマンドプロンプトを用いて,CUIによりパソコンを操作できます.
RasPi側にsshサーバソフト,windows側にsshクライアントソフトをインストールすることで,手元のwindowsの画面内に,遠隔のRaspPiのターミナル画面(windowsのコマンドプロンプトに相当)を表示し,windowsのコマンドプロンプトとほぼ同じように操作することができます.
なお,Raspbian 4.4には,デフォルトでsshサーバソフトがインストールされています.

図2 windowsのコマンドプロンプト画面

3.2sshとvncの設定手順

(1)事前準備
・sshクライアント
任意のsshクライアントソフトでOKです.
例えばteratermが使用できます.
https://osdn.jp/projects/ttssh2/releases/

・vncクライアント
任意のvncクライアントソフトでOKです.
例えばrealvncが使用できます.
https://www.realvnc.com/download/viewer/windows/

・mDNSクライアント
windowsから,raspiのホスト名(端末につけられた名前)を宛先に使用してsshやvnc接続を可能にするため,mDNS(Multicast DNS)のクライアントソフト(Bonjour)をインストールします.
なお,RasPiはデフォルトでmDNSサーバソフト(Avahi)がインストールされ起動済みです.
https://support.apple.com/kb/DL999?locale=ja_JP

(2)機器の接続
図3に示すように,1台のRasPiとグループ内の皆さんのノートPC(2〜3台)をHUBを介して接続します.インターネット側と接続していないことを確認して下さい.本演習の環境では,物理的に接続できれば,RasPiとノートPC間の通信が可能になります.
なお,RasPiとノートPCが通信を行うためには,それぞれにIPアドレスと呼ばれる番号が設定される必要があります.IPアドレスの設定方法にはいくつかの種類がありまが,Windows及びRasPiの有線LANは,デフォルトでは, dhcpと呼ばれる仕組みで, IPアドレスを自動設定します.
dhcpでは,ネットワーク内のdhcpサーバという装置が,各端末(RasPiやノートPCなど)にIPアドレスを割り当てます.
dhcpサーバがない場合,Windows及びRasPi は,APIPA 機能により,ランダムな値の IPアドレスを自動設定します.具体的な値は,169.254.x.x/24となります.x.xの部分がランダムな部分です.
(APIPA: Automatic Private IP Addressing ).

(3)sshの接続
sshで接続時には,接続相手を"ホスト名.local"で指定します.
デフォルトで

ホスト名 raspberrypi

です.

sshでログイン時に,RasPiのユーザ名とパスワードの投入が必要です.
デフォルトでは,

ユーザ名  pi
パスワード raspberry

です.