Raspberry Pi 3: Booten über USB oder per Ethernet

Der Raspberry Pi 3 kann zukünftig auch ein Betriebssystem von einem angesteckten USB-Massenspeicher und über das Netzwerk starten. Allerdings wird nicht jedes USB-Speichergerät unterstützt.

Artikel veröffentlicht am 6. August 2016, 9:50 Uhr, Alexander Merz

Raspberry Pi 3 (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Die Raspberry-Pi-Foundation hat eine neue Funktion für den Raspberry Pi 3 vorgestellt, mit der das Betriebssystem von einem per USB angeschlossenen Speicherstick beziehungsweise einer SSD oder über eine Ethernetverbindung, nicht aber dem Wlan, vom Netzwerk booten kann. Weiterhin nur von der Micro-SD-Karte starten können die übrigen Raspberry-Pi-Modelle, inklusive des Raspberry Pi Zero.

Die notwendige Unterstützung befindet sich bereits seit dem Erscheinen des Raspberry Pi 3 im 23KByte großen ROM des BCM2837-Prozessor. Doch die Foundation wollte die Funktion vor der Freigabe noch ausgiebig testen. Um den neuen Bootmodus zu aktivieren, muss der Raspberry Pi 3 einmalig konfiguriert werden. Dafür sollte der aktuelle Beta-Kernel von Raspbian verwendet werden. Beim Start wird dann versucht, das Betriebssystem zuerst von SD-Karte zu laden, wenn das fehlschlägt von einem USB-Gerät und zum Schluss per Ethernet.

Nicht jedes USB-Gerät funktioniert

Die Foundation weist explizit darauf hin, dass nicht jeder Memory-Stick oder Speichermedium mit USB-Adapter verwendet werden kann. Das Gerät muss innerhalb von 2 Sekunden nach dem Start Daten liefern können, die Dauer kann per Parameter auf 5 Sekunden ausgedehnt werden. Aber auch das ist für viele Festplatten zu kurz. Außerdem kann der Bootcode nicht mit jeder herstellerspezifischen Eigenheit in der USB-Kommunikation umgehen.

In den Kommentaren zur Ankündigung wird ebenfalls klar gestellt, dass der Bootvorgang bei USB-Sticks langsamer ist als über eine schnelle Micro-SD-Karte.

Anpassungen des Betriebssystem-Images für den Boot per USB, sind mit einer Ausnahme nicht notwendig. Standardmäßig wird der Kernel in cmdline.txt mit dem Micro-SD-Kartenlaufwerk als Startlaufwerk gestartet. Hier muss die Laufwerksangabe auf das USB-Speichermedium geändert werden, wie auch in /etc/fstab, und zwar von mmcblk0p auf sda. Allerdings gibt es einen Haken: Stecken mehrere USB-Speichergeräte am Raspberry Pi, gibt es unter Linux keine Garantie, dass diese stets die gleiche Laufwerksangabe nach einem Neustart erhalten.

Booten per Ethernet

Wurde auf dem Raspberry Pi 3 die Option für den Boot von USB aktiviert, kann er auch über das Ethernet-Netzwerk ein Betriebssystem laden. Voraussetzung ist, dass weder eine bootfähige Micro-SD-Karte noch ein USB-Speichergerät eingesteckt ist, und dass ein Rechner im Netzwerk als Server konfiguriert wurde.

Der Server stellt den Kernel und das Dateisystem bereit. Die initiale Übertragung der Bootdaten erfolgt per TFTP und erfordert ein spezielles Setup über Proxy-DHCP. Die Foundation hat die Einrichtung des Setups anhand zweier Raspberry Pi 3 dokumentiert.

Alternative für ältere Raspberry Pis

Da der erforderliche Startcode zum Laden des Betriebssystems im ROM des Prozessors steckt, ist ein nachträgliches Update älterer Raspberry Pis nicht möglich. Allerdings soll es ausreichen, wenn die Beta-Firmware-Version von bootcode.bin auf eine (Micro-)SD-Karte kopiert wird, um die gleiche Funktionalität zu erreichen.