树莓派 Raspberry Pi 4B 初体验

背景

网上一句话说树莓派买回来都是吃灰的，这句话真没错，刚买回来的时候新鲜感还是挺强的，下镜像、安系统，做完这些之后就搁置了。
最近忽然又来了兴趣，之前装系统和简单配置都忘了，现在再玩一遍，来记录一下。

准备工作

格式化SD卡

工具：DiskGenius
参考文章：树莓派SD卡格式化

操作步骤：

下载好解压，进入软件目录，DiskGenius.exe 双击打开
找到SD 对应磁盘，如果已有分区，先删除所有分区，然后点击【保存更改】
选中磁盘，点击【新建分区】，打开新建分区弹窗，选择 FAT32，点确定
点击【保存更改】，保存更改完之后会提示是否立即格式化新建分区

选择系统

参考：树莓派各类操作系统大全，ubuntu 20.04、ubuntu-mate 20.04、raspbian三个系统对于树莓派4的不同

很多介绍各系统差异的文章，这里就不细说了，Ubuntu MATE 和 Ubuntu 标准版略有差别；
我选择 Ubuntu 标准版适用 Raspberry Pi 服务器版本
Ubuntu

镜像写入工具

工具：Win32 Disk Imager
参考：树莓派安装各种Ubuntu版本及系统推荐

操作步骤：

安装Win32 Disk Imager
解压 Ubuntu 系统，得到 img 文件
打开Win32DiskImager，选择下载的 img 文件，选择内存卡磁盘，点【写入】，等待写入成功

问题记录
写入镜像后，提示要可移动磁盘要格式化
在写入镜像之后，进入 Windows 文件资源管理器看到 system-boot 分区和可移动磁盘分区，并提示可移动磁盘分区要格式化之后才能使用，查了一下，可能分区没有弄好，使用 DiskGenius 先删除SD卡中的所有分区，新建分区并格式化，然后再烧录镜像就没有问题了

配置

SSH

想在第一次开机就能开启 ssh 功能，在 Windows 资源管理中打开 system-boot 分区，新建一个 ssh 的文件，来打开系统的 SSH 服务
新建 ssh 文件

增加 WIFI 配置

参考：Linux之wpa_supplicant.conf文件详解
新建 wpa_supplicant.conf 文件

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
ap_scan=1
fast_reauth=1
country=CN
 
network={
  ssid="WIFI名称"
  psk="WIFI密码"
}

不过这个好像不适用安装 Ubuntu 系统，配置后没效果

一根网线连接树莓派

参考：一根网线直连树莓派
由于没有外设，也不能进路由器查看IP，可以用网线连接树莓派和电脑，这样就能查看树莓派对应的 IP 了，然后可以通过 SSH 连接到树莓派，上面参考文档写的很详细了，这里还是记录一下具体操作吧。

在电脑右下角 WIFI 图标位置右击，选择【打开“网络和Internel”设置】，在打开的窗口中选择【更改适配器选项】,打开网络连接窗口；
可以看到以太网连接，这个就是连接的树莓派，在【WLAN】上右击，选属性，打开【属性】弹窗；
选择【共享】，勾选两个复选框允许，选择共享以太网，然后关闭打开的窗口；
打开命令行工具，输入指令arp -a，找到 IP 为 192.168.137.1，下面第一个 IP 一般就是树莓派的IP，如果看不到，把树莓派重启下试试
通过 SSH 服务连接树莓派，我电脑装了 Git，Git Bash Here 有 SSH 功能，图个方便在 Windos 资源管理器中右击打开 Git Bash Here；
语法：ssh 用户名@服务器地址

ssh [email protected]

ssh连接
6. 我安装的是 Ubuntu server 镜像，首次进入 Ubuntu 的初始用户名/密码为：ubuntu/ubuntu，密码输入完之后会提示设置新密码

问题记录
SSH 连接不上树莓派
经过反复测试，打开网络连接窗口，将以太网，先禁用，再启用可解决，一次不行再试一次，在终端输入指令arp -a，看到 192.168.137.1，下面第一个 IP 发生改变应该就可以了

优化树莓派系统

查看系统版本

# 系统版本
cat /etc/issue

# 内核版本
uname -a

更新源

备份原始源文件

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak

编辑软件源文件

sudo vim /etc/apt/sources.list

添加镜像源
更新

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

参考：Ubuntu20.04更换软件源
国内软件源：
清华大学开源软件镜像站
 阿里镜像站

ubuntu查看ip地址

参考：ubuntu 连接 WIFI
查询过后知道 18.04 之后 ubuntu 更换了网络管理工具，以前用ifconfig命令，现在要用ip命令

ip a
# 或
ip addr

用ifconfig查看 IP 地址方法，在终端中输入，但是报错，提示没有安装 net-tools 工具

ubuntu@ubuntu:~$ ifconfig
Command 'ifconfig' not found, but can be installed with:
sudo apt install net-tools

根据提示，安装 net-tools，再查看就可以了

sudo apt install net-tools

安装 nginx

# 安装
sudo apt-get install nginx

# 启动
sudo /etc/init.d/nginx start

# 重启
sudo /etc/init.d/nginx restart

# 停止
sudo /etc/init.d/nginx stop

在浏览器中输入树莓派的 IP 地址，能看到 nginx 页面表示安装成功。

内网穿透

参考：树莓派内网穿透方法大全
简单来说就是将内网（本地）的 web 应用通过 nat 穿透到公网上，这样就能在公网访问内网中的数据；内网穿透主要有 ngrok 和 frp 两种。

其他配置

如果安装的是桌面版系统，可通过指令sudo apt-get install xrdp 来安装 xrdp 服务，实现 Windows 远程桌面访问树莓派

配置WIFI连接

参考：树莓派ubuntu20.04链接wifi

安装 NetworkManager 网络管理

更多nmcli命令请参考：NetworkManager (简体中文)

安装network-manager，然后通过命令行界面（nmcli）管理网络

# 安装
sudo apt install network-manager

# 查看网络连接
nmcli

编辑 NetworkManager.conf 文件

sudo vim /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf

将managed=false修改为managed=true
NetworkManage.conf文件
重启 NetworkManager 服务

# 启动服务

# ubuntu 22.04
sudo systemctl restart NetworkManager

# ubuntu 18.04
sudo systemctl restart network-manager

# 查看状态（ubuntu 22.04）
systemctl status NetworkManager

查看要配置的网卡

ls /sys/class/net

# 打印网口名
# eth0  lo  wlan0
# wifi 网卡为 wlan0

# 或使用 ip addr 查看网卡

编辑配置文件

netplan 为默认的网络管理器。
进入/etc/netplan/目录会有*.yaml的配置文件，我的是 Servers 版本，里面有一个50-cloud-init.yaml文件

sudo vim /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

默认配置

# 50-cloud-init.yaml
network:
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: true
            optional: true
    version: 2

增加wifis网口配置

network:
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: true
            optional: true
    wifis:
        wlo1:  # 网口，是动态的，可能不是 wlo1，通过`ls /sys/class/net`查看
            dhcp4: true
            access-points:
                "WIFI名称":
	                password: "WiFi密码"
    renderer: NetworkManager
    version: 2

应用配置

sudo netplan apply

此时已经可以通过nmcli管理网络了

或使用命令连接WiFi
参考：ubuntu命令连接wifi
ubuntu 查看网卡状态命令_Ubuntu 16.04通过命令行连接Wi-Fi

查看设备状态

参考：Ubuntu20.04使用nmcli配置网络连接

nmcli -p device

# 查看连接状态
nmcli connection

# 或
ifconfig -a

网络连接状态

设置静态IP

sudo vim /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

设置网线连接的网口为静态 IP

将 dhcp 关闭，增加 ip、网关、DNS地址

network:
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: false
            addresses: [192.168.137.182/24]
            optional: true
            routes:
                to: default
                via: 192.168.137.1
            nameservers:
                    addresses: [192.168.137.1,8.8.8.8]

Ubuntu 22.04 多网卡IP配置

配置多网卡IP的时候，需要注意一下默认网关只能设置一个，将内网 routes 注释掉，只保留一个 default

出现这个报错，就是配置了多个 default：
** (generate:13113): WARNING **: 08:53:25.086: Problem encountered while validating default route consistency.Please set up multiple routing tables and use routing-policy instead.
Error: Conflicting default route declarations for IPv4 (table: main, metric: default), first declared in wlan0 but also in eth0

network:
    ethernets:
        eth0:
            dhcp4: false
            addresses: [192.168.137.182/24]
            optional: true
            # routes:
            # - to: default
            # via: 192.168.137.1
            nameservers:
                addresses: [192.168.137.1,8.8.8.8]
    wifis:
        wlan0:
            dhcp4: false
            addresses: [172.18.75.7/24]
            optional: true
            routes:
              - to: default
                via: 172.18.75.1
            nameservers:
                addresses: [114.114.114.114,8.8.8.8]
            access-points:
                "WIFI名称":
	                password: "WiFi密码"
    renderer: NetworkManager
    version: 2

运行命令应用新配置,立即生效

sudo netplan apply