Da eine SD-Karte nur eine begrenzte Lebensdauer (ca. 100.000 Schreibzyklen) hat, kann es sinnvoll sein anstelle der SD-Karte eine externe USB-Festplatte einzusetzen. Damit beugen wir dem Ausfall des Systems durch versagen der Speicherkarte vor.
Auf die SD-Karte können wir dennoch nicht vollständig verzichten, da diese beim Booten benötigt wird. Nach dem Bootvorgang läuft das gesamte System dann aber auf der Festplatte.
Hinweis: Ab dem Raspberry Pi 3 ist es durch das Setzen spezieller Parameter möglich direkt von USB zu booten. Der hier beschriebene Weg über eine Boot-Partition auf der SD-Karte funktioniert jedoch weiterhin problemlos.
Vorbereitungen
Abhänig von der USB-Festplatte und dem Raspberry Pi benötigen wir gegebenenfalls eine USB-Festplatte mit einer externen Stromversorgung oder einen zusätzlichen aktiven USB-Hub. Dies ist notwendig, da der Strom, den ältere Raspberry Pis über die USB-Ports liefern, für einige Festplattentypen nicht ausreicht. Im Zweifelsfall einfach ausprobieren, ob die Festplatte beim Anstecken an den Pi richtig anläuft (hörbar) und vom System erkannt wird.
Auf der Festplatte sollten sich keine Daten befinden (zumindest keine die man aufheben möchte), da diese bei den folgenden Schritten gelöscht werden.
Die USB-Festplatte wird an den Raspberry Pi angeschlossen und sollte als /dev/sda1
erkannt werden, was wir wie folgt prüfen können:
pi@raspberrypi ~ $ ls -l /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Sep 11 16:03 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8, 1 Sep 11 16:03 /dev/sda1
Dabei ist /dev/sda
die gesamte Festplatte und /dev/sda1
die erste Partition auf der Festplatte.
Dateisystem anlegen
Achtung! Dieser Schritt löscht alle Daten auf der Festplatte unwiderruflich!
Als erstes müssen alle Partitionen von der Festplatte entmountet werden:
pi@raspberrypi ~ $ umount /dev/sda?
Anschließend legen wir das Dateisystem wie folgt mit fdisk
auf der Festplatte neu an:
pi@raspberrypi ~ $ sudo fdisk /dev/sda
Welcome to fdisk (util-linux 2.33.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Command (m for help):
Mit p
können wir uns die aktuellen Partitionen anzeigen lassen:
Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 76,3 GiB, 81964302336 bytes, 160086528 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x245b245a
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 2048 160086527 160084480 76,3G 83 Linux
Um die vorhandene Partition zu löschen drücken wir d
und prüfen anschließend den Vorgang mit p
:
Command (m for help): d
Selected partition 1
Partition 1 has been deleted.
Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 76,3 GiB, 81964302336 bytes, 160086528 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x245b245a
Anschließend erstellen wir zwei neue Partitionen (für Root und Swap) mit der gewünschten Größe (hier 32Gb und 4Gb) mit n
und prüfen daraufhin wieder mit p
. Die neue Root-Partition muss dabei mindestens so groß sein, wie die alte auf der SD-Karte.
Command (m for help): n
Partition type
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-160086527, default 2048): 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-160086527, default 160086527): +32G
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 32 GiB.
Command (m for help): n
Partition type
p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
e extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (2-4, default 2): 2
First sector (67110912-160086527, default 67110912):
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (67110912-160086527, default 160086527): +4G
Created a new partition 2 of type 'Linux' and of size 4 GiB.
Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 76,3 GiB, 81964302336 bytes, 160086528 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x245b245a
Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 2048 67110911 67108864 32G 83 Linux
/dev/sda2 67110912 75499519 8388608 4G 83 Linux
Bis hier wurden noch keine Veränderungen an der Festplatte vorgenommen und wir könnten mit STRG+C noch Abbrechen. Um die Änderungen auf die Platte zu schreiben verwenden wir nun w
:
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
Sobald dies abgeschlossen ist beendet sich fdisk und wir sind wieder normal im Terminal.
Nun fehlt noch das Anlegen der Dateisysteme. Diese erstellen wir wie folgt:
pi@raspberrypi ~ $ sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
mke2fs 1.42.12 (29-Aug-2014)
Ein Dateisystems mit 8388608 (4k) Blöcken und 2097152 Inodes wird erzeugt.
UUID des Dateisystems: 901b7dd2-2342-4084-a604-8fee265fe64b
Superblock-Sicherungskopien gespeichert in den Blöcken:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
4096000, 7962624
beim Anfordern von Speicher für die Gruppentabellen: erledigt
Inode-Tabellen werden geschrieben: erledigt
Das Journal (32768 Blöcke) wird angelegt: erledgt
Die Superblöcke und die Informationen über die Dateisystemnutzung werden
geschrieben: erledigt
pi@raspberrypi ~ $ sudo mkswap /dev/sda2
Setting up swapspace version 1, size = 4194300 KiB
no label, UUID=61d81069-faf5-4c7f-a913-10ccef275609
Dateien auf die Festplatte kopieren
Die Daten der Root-Partition auf der SD-Karte (/dev/mmcblk0p2
) müssen nun auf die neue Root-Partition auf der Festplatte (/dev/sda1
) kopiert werden.
Hierfür verwenden wir dd
. Der Kopiervorgang kann einige Zeit dauern und dd gibt keine Fortschrittsanzeige aus. Da heißt es also nur Kaffee trinken und abwarten.
pi@raspberrypi ~ $ sudo dd if=/dev/mmcblk0p2 of=/dev/sda1 bs=32M conv=noerror,sync
Ist der Kopiervorgang abgeschlossen überprüfen wir das Dateisystem noch auf mögliche Fehler und lassen diese gegebenenfalls reparieren:
pi@raspberrypi ~ $ sudo e2fsck -f /dev/sda1
e2fsck 1.42.12 (29-Aug-2014)
/dev/sda1: Journal wird wiederhergestellt
Wird bereinigt verwaister Inode (uid=1000, gid=1000, mode=0100600, size=65536)
Wird bereinigt verwaister Inode (uid=1000, gid=1000, mode=0100600, size=1504)
Wird bereinigt verwaister Inode (uid=1000, gid=1000, mode=0100600, size=6802)
Wird bereinigt verwaister Inode (uid=1000, gid=1000, mode=0100600, size=536)
Durchgang 1: Inodes, Blöcke und Größen werden geprüft
Durchgang 2: Verzeichnisstruktur wird geprüft
Durchgang 3: Verzeichnisverknüpfungen werden geprüft
Durchgang 4: Referenzzähler werden überprüft
Durchgang 5: Zusammengefasste Gruppeninformation wird geprüft
Die Anzahl freier Blöcke ist falsch (208440, gezählt=208747).
Reparieren<j>? ja
Die Anzahl freier Inodes ist falsch (131758, gezählt=131877).
Reparieren<j>? ja
/dev/sda1: ***** DATEISYSTEM WURDE VERÄNDERT *****
/dev/sda1: 128731/260608 Dateien (0.2% nicht zusammenhängend), 831893/1040640 Blöcke
Anschließend passen wir noch die Größe des kopierten Dateisystems auf die tatsächliche Größe der Partition an:
pi@raspberrypi ~ $ sudo resize2fs /dev/sda1
resize2fs 1.42.12 (29-Aug-2014)
Die Größe des Dateisystems auf /dev/sda1 wird auf 8388608 (4k) Blöcke geändert.
The filesystem on /dev/sda1 is now 8388608 (4k) blocks long.
Boot-Einstellungen anpassen
Bis hier wird die Festplatte noch nicht weiter vom System beachtet. Damit beim Booten die Root-Partition der Festplatte anstelle der SD-Karte verwendet wird, müssen wir die Boot-Konfigurationsdatei auf der Boot-Partition der SD-Karte anpassen, wobei wir aber zuerst eine Sicherheitskopie anlegen.
pi@raspberrypi ~ $ sudo cp /boot/cmdline.txt /boot/cmdline.org
In der Datei muss dann der Eintrag root=PARTUUID=157b1ec8-02
angepasst werden. Die aktuelle PARTUUID kennzeichnet dabei die zweite Partition auf der SD-Karte.
Um die neue PARTUUID für die Festplatte herauszufinden verwenden wir blkid
:
pi@raspberrypi ~ $ blkid
/dev/mmcblk0p1: LABEL_FATBOOT="boot" LABEL="boot" UUID="0C61-73F5" TYPE="vfat" PARTUUID="157b1ec8-01"
/dev/mmcblk0p2: LABEL="rootfs" UUID="43f2d0bb-83be-464f-94d0-9a751f376c64" TYPE="ext4" PARTUUID="157b1ec8-02"
/dev/sda1: LABEL="rootfs" UUID="901b7dd2-2342-4084-a604-8fee265fe64b" TYPE="ext4" PARTUUID="d45af006-01"
/dev/sda2: UUID="61d81069-faf5-4c7f-a913-10ccef275609" TYPE="swap" PARTUUID="d45af006-02"
Die neue PARTUUID lautet somit d45af006-01
. Diese tragen wir nun in der Datei /boot/cmdline.txt
als root=PARTUUID=d45af006-01
ein und ersetzen damit den alten Eintrag.
pi@raspberrypi ~ $ sudo nano /boot/cmdline.txt
dwc_otg.lpm_enable=0 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=d45af006-01 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles
Anschließend passen wir noch die Konfiguration des Dateisystems auf die neue Root-Partition an und fügen die neue Swap-Partition hinzu. Dies müssen wir aber auf der neuen Root-Partition auf der Festplatte machen, weshalb wir diese zuerst temporär mounten und abschließend wieder unmounten.
pi@raspberrypi ~ $ sudo mount /dev/sda1 /mnt
pi@raspberrypi ~ $ sudo nano /mnt/etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
PARTUUID=157b1ec8-01 /boot vfat defaults 0 2
PARTUUID=d45af006-01 / ext4 defaults,noatime 0 1
PARTUUID=d45af006-02 none swap sw 0 0
# a swapfile is not a swap partition, no line here
# use dphys-swapfile swap[on|off] for that
pi@raspberrypi ~ $ sudo umount /mnt
Zum Abschluss sollte das Dateisystem synchronisiert werden, um sicherzustellen, dass alle Änderungen auf die Festplatte geschrieben wurden:
pi@raspberrypi ~ $ sync
Neustart
Es ist an der Zeit für einen Neustart des Systems:
pi@raspberrypi ~ $ sudo reboot
Nach dem Neustart sollte der Raspberry Pi das System von der Festplatte laden. Dies können wir mit Hilfe von dmesg
und mount
überprüfen:
pi@raspberrypi ~ $ dmesg | grep "root=\|root device\|sda1\|sda2"
[ 0.000000] Kernel command line: coherent_pool=1M 8250.nr_uarts=1 cma=64M cma=256M video=HDMI-A-1:1920x1080@60 smsc95xx.macaddr=DC:A6:32:**:**:** vc_mem.mem_base=0x3ec00000 vc_mem.mem_size=0x40000000 dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=d45af006-01 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles
[ 0.913897] Waiting for root device PARTUUID=d45af006-01...
[ 2.606338] sda: sda1 sda2
[ 2.635290] EXT4-fs (sda1): mounted filesystem with ordered data mode. Opts: (null)
[ 7.982923] EXT4-fs (sda1): re-mounted. Opts: (null)
[ 12.583175] Adding 4194300k swap on /dev/sda2. Priority:-2 extents:1 across:4194300k FS
pi@raspberrypi ~ $ mount -l | grep sda
/dev/sda1 on / type ext4 (rw,noatime) [rootfs]
Wie wir sehen, wird sda1 als Root und sda2 als Swap verwendet.
Swap anpassen
Raspbian verwendet standardmäßig keine Swap-Partition, sondern eine Swap-Datei auf der Root-Partition.
Da wir nun aber eine eigene Swap-Partition haben, können wir die Datei deaktivieren und das System noch einmal neu starten:
pi@raspberrypi ~ $ swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda2 partition 4194300 0 -1
/var/swap file 102396 0 -2
pi@raspberrypi ~ $ sudo systemctl disable dphys-swapfile.service
pi@raspberrypi ~ $ sudo reboot
Nach dem Neustart überprüfen wir, dass die Partition als Swap verwendet wird und löschen anschließend die Datei:
pi@raspberrypi ~ $ swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda2 partition 4194300 0 -1
pi@raspberrypi ~ $ sudo rm /var/swap
Automount der Partition 2 der SD-Karte deaktivieren
Ab Raspbian Jessie wird die nun nicht mehr benötigte zweite Partition der SD-Karte automatisch immer wieder unter /media/pi/xxx gemountet. Da wir diese nicht mehr benötigen können wir einen entsprechenden Eintrag in der Datei /etc/fstab
hinzufügen und wieder den Pi neu starten.
pi@raspberrypi ~ $ df
Dateisystem 1K-Blöcke Benutzt Verfügbar Verw% Eingehängt auf
/dev/root 32965488 3200872 28070512 11% /
devtmpfs 469756 0 469756 0% /dev
tmpfs 474060 0 474060 0% /dev/shm
tmpfs 474060 6452 467608 2% /run
tmpfs 5120 4 5116 1% /run/lock
tmpfs 474060 0 474060 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1 57288 20240 37048 36% /boot
tmpfs 94812 0 94812 0% /run/user/1000
/dev/mmcblk0p2 4031552 3196576 610464 84% /media/pi/43f2d0bb-83be-464f-94d0-9a751f376c64
pi@raspberrypi ~ $ sudo nano /etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
PARTUUID=157b1ec8-01 /boot vfat defaults 0 2
PARTUUID=157b1ec8-02 /var/mmcblk0p2 ext4 defaults,noatime,noauto 0 1
PARTUUID=d45af006-01 / ext4 defaults,noatime 0 1
PARTUUID=d45af006-02 none swap sw 0 0
# a swapfile is not a swap partition, no line here
# use dphys-swapfile swap[on|off] for that
Nach dem Neustart wird die Partition nicht mehr automatisch gemountet.
pi@raspberrypi ~ $ df
Dateisystem 1K-Blöcke Benutzt Verfügbar Verw% Eingehängt auf
/dev/root 32965488 3098620 28172764 10% /
devtmpfs 469756 0 469756 0% /dev
tmpfs 474060 0 474060 0% /dev/shm
tmpfs 474060 6452 467608 2% /run
tmpfs 5120 4 5116 1% /run/lock
tmpfs 474060 0 474060 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1 57288 20240 37048 36% /boot
tmpfs 94812 0 94812 0% /run/user/1000
Alternativ wäre es auch möglich die Partition /dev/mmcblk0p2
einfach von der SD-Karte zu löschen, da diese durch unsere Änderungen nicht mehr benötigt wird.
Es ist somit auch möglich eine deutlich kleinere SD-Karte zu verwenden, auf der sich dann lediglich die recht kleine Boot-Partition befindet. Aber Achtung: Beim Tausch der SD-Karte muss in der Datei /etc/fstab
auf der Root-Partition der Festplatte die neue PARTUUID der Boot-Partition auf der SD-Karte angepasst werden.
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