45 Betriebssysteme für den Raspberry Pi

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Das Standardsystem: Raspberry Pi OS (und abgespeckte Varianten)

Mit Abstand am weitesten verbreitet ist das Debian-basierte Raspberry Pi OS, ehemals unter dem Namen Raspbian bekannt. Dies hat mehrere Gründe: Zum einen handelt es sich beim Raspberry Pi OS um das Betriebssystem, das offiziell von der Raspberry Pi Foundation unterstützt wird, was es effektiv zur Standarddistribution macht. Zum anderen wurde es von Beginn an auf das direkte Zusammenspiel mit der Raspberry Pi Hardware hin optimiert. Zudem ist Debian eine sehr einsteigerfreundliche Linux-Distribution mit einer fensterbasierten GUI, die es selbst Einsteigern leicht macht, sich an den Umgang mit der kleinen Platine schnell zu gewöhnen. Seit der Verfügbarkeit des Raspberry Pi 4B mit 8GByte RAM existiert Raspberry Pi OS auch in einer 64-Bit-Version, die direkt auf dem Debian arm64-Kernel aufsetzt. Die ebenfalls verfügbare 32-Bit-Variante stützt sich weiterhin auf den Kernel des seit 2012 etablierten Open-Source-Projekts Raspbian.

Das Debian-basierte Raspbian ist das empfohlene Einsteiger-Betriebssystem für alle Varianten des Raspberry Pi. Die aktuelle Version, Raspbian "Stretch", wurde im November 2018 auf Kernel-Version 4.14 aktualisiert.
Das Debian-basierte Raspbian ist das empfohlene Einsteiger-Betriebssystem für alle Varianten des Raspberry Pi. Die aktuelle Version, Raspbian "Stretch", wurde im November 2018 auf Kernel-Version 4.14 aktualisiert.
(Bild: Raspberry Pi Foundation / Screenshot)

Dieses Zusammenspiel sorgt für eine große öffentliche Aufmerksamkeit und eine aktive Community, die die Distributionen pflegt und kontinuierlich weiterentwickelt. Zudem existiert für dieses Betriebssystem bereits von Anbeginn an eine große Anzahl an Bildungs- und Lerntools für Programmierung oder Entwicklung, die sich sowohl an Anfänger als auch an fortgeschrittene Nutzer richten. All dies hat das Raspberry Pi OS fest als Standard-Betriebssystem für Raspberry-Pi-Anwendungen etabliert. Die frühen Raspbian-Versionen basierten auf dem dritten Debian-Kernel, genannt „Wheezy“. Der zum Zeitpunkt dieses Artikels aktuellste Raspberry-Pi-OS-Standard den Debian-Kernel-Version 4.19 (Debian „Buster“) und kann auf der Webseite der Raspberry-Pi-Foundation in zwei grundlegend unterschiedlichen Varianten bezogen werden (Aktuelle Version vom 27. Mai 2020). Für Einsteiger empfiehlt sich das umfangreiche Gesamtpaket von Raspberry Pi OS Buster inklusive Desktop und einem umfangreichen Softwarepaket.

Seit dem Umstieg auf Kernelversion 4 ist das Betriebssystem im Vergleich zu früher eine Spur Einsteigerfreundlicher geraten: Statt in dem Terminal startet das Raspberry Pi OS nun standardmäßig direkt in die grafische Nutzeroberfläche. Neben einer verbesserten Performance bekam das OS zudem einige zusätzliche Komfortfunktionen spendiert, etwa ein integriertes LibreOffice, grafische Konfigurationsmenüs oder ein Auswurfknopf zum sicheren Entfernen von USB-Geräten direkt auf dem Desktop. Version 4.09 brachte seinerzeit schon neben zusätzlichen Gerätetreibern eine wesentliche Optimierung von Performance und Security mit sich. Der Sprung von 4.09 auf Kernel-Version 4.14 führt in erster Linie Unterstützung für neuere Peripheriegeräte ein. Das November-2018-Update führte zudem Hardware-Beschleunigung für Videos unter Nutzung des VLC Media Players sowie verbesserte Debugging-Funktionen für Python-Programmierung ein.

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Erfahrenere Nutzer werden zu schätzen wissen,dass Linux-Kernel 4.14 für das Raspberry Pi OS nun via apt ausgeliefert wird. Der Übergang von Linux 4.09 auf 4.14 bedeutete auch, dass mehr vom Raspberry Pi-Kernelcode vorgelagert wurde, so dass Entwickler und Packet-Maintainer sich weniger Sorgen um eigene Patches machen müssen. Update 4.19 bietet nicht nur Neuerungen wie den Bildschirmleser Orca, Scratch-Blöcke und Pixelverdopplung, sondern auch Korrekturen früherer Updates.

Da sich das Raspberry Pi OS, ebenso wie das Raspbian-Projekt, in erster Linie an Einsteiger richtet, besitzt das Betriebssystem standardgemäß einige Features, die für zielgerichtete Anwendungen unnötig sind. Die in der vollen Version mit Softwarepaket integrierte grafische Programmierumgebung Scratch 3.0 eignet sich beispielsweise dazu, mit Hilfe von Blöcken und Modulen an die Programmierung herangeführt zu werden – bestens geeignet für Kinder und Neueinsteiger, für erfahrene Anwender allerdings unnötig. Auch das enthaltene Programmpaket Mathematica eignet sich zwar hervorragend für mathematisch-naturwissenschaftliche Anwendungen, wird aber im durchschnittlichen Rechneralltag eher weniger benötigt.

Raspbian-Varianten

Neben der 32-Bit-Version von Raspberry Pi OS gibt es noch zahlreiche weitere, meist Communitygestützte Betriebssystemvarianten, die auf dem Raspbian-Kernel aufsetzen, die allerdings ihr eigenes userland mit sich bringen.

Seit 2016 gibt es bereits auf der offiziellen Seite zum Raspberry Pi OS zu jeder neuen „vollwertigen" Distribution auch eine Raspberry Pi OS Lite Version. Die aktuelle Downloadversion (Stand 13. Februar 2020) hat in den letzten beiden Jahren aber wieder etwas zugenommen und kommt auf 434 MByte (2018 noch 351 MByte) im archivierten Zustand. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um die Standarddistribution Stretch, die um Elemente die die grafische Benutzeroberfläche LXDE, das Grafiksystem X.org, alle GUI-basierten Programme sowie die Java-Pakete reduziert wurde. Das sorgt für deutlich schnellere Bootzeiten und räumt viel Arbeitsspeicher für maßgeschneiderte Anwendungen frei.

Damit eignet sich diese Rasbian-Variante für Server-basierte Anwendungen sowie einige Embedded-Applikationen. Da Raspbian Lite konsequent mit jeder neuen „vollen“ Raspbian-Distribution ebenfalls aktualisiert wird, hat diese abgespeckte Debian-basierte OS-Variante den im März 2016 zuletzt aktualisierten Community-Ableger Minibian abgelöst.

In der Community gab es in den vergangenen Monaten bereits klagen, dass diese abgespeckte Variante allerdings wieder dabei sei, zuviel unnützes Gewicht mit sich zu schleppen. Wem Raspbian Lite noch immer zu ungelenk ist, sollte daher einen Blick auf die deutlich schlankere Alternative DietPi werfen. Im Gegensatz zu Minibian wird das für mehrere SBC-Plattformen verfügbare DietPi auch weiterhin aktiv gepflegt – das jüngste Image (DietPi 6.30) wurde zuletzt am 10. Mai 2020 aktualisiert (Stand 20. Mai 2020).

Bei Diet Pi handelt es sich nicht explizit um ein abgespecktes Raspbian. Das OS setzt allerdings ebenfalls auf dem Debian „Buster“ Kernel 4.19 auf. Anders als Miniban oder Raspbian Lite verwendet DietPi eine grafische Benutzeroberfläche und legt Wert auf eine leichte Anwendbarkeit. Dennoch ist es wesentlich leichtgewichtiger – das archivierte Downloadpaket kommt auf gerade mal schlanke 90 MByte – und damit auch performanter als Raspbian, da standardmäßig RAM-Verbrauch als auch CPU-Belastung geringer sind.

DietPi unterstützt neben dem Raspberry Pi auch andere Single Board Computer mit speziell auf sie zugeschnittenen Versionen, darunter etwa das Asus Tinker Board, den Banana Pi oder das Odroid .

Wer Linux-Distributionen wie Ubuntu oder eine klassische Windows-Optik gewohnt ist, wird sich im Raspberry Pi OS schnell zurechtfinden. Wer eher die Bedienung eines Apple Mac Systems bevorzugt, kann alternativ auch zuTwisterOS greifen, dass wie die 32-Bit-Variante des Raspberry Pi OS ebenfalls auf dem Raspbian-Kernel aufsetzt.

Bei TwisterOS (zuvor unter den Namen iRaspbian und Raspbian-X bekannt) handelt es sich zwar nur um eine Nutzeroberfläache, die über das Basis-Raspbian übergestülpt wird. Die Optik samt der Mac-typischen Menüführung erinnert an die Betriebssysteme der MacOS X-Reihe. Unter der Haube läuft allerdings weiterhin das linuxbasierte Standard-OS. (Stand: 29. Mai 2020.)

Ubuntu Mate 16.04.2 – noch bis April 2019 aktiv gepflegt

Die Raspberry Pi 2- und 3-Modelle sind stark genug, auch die aktuellen Distributionen von Ubuntu als Betriebssystem zu verwenden. Eine Anwendung wie LibreOffice läuft bereits mit Ubuntu Mate 15.10 auf dem Raspberry Pi 2 relativ flüssig. In neueren Betriebssystemversionen wurde die Performance weiter verbessert.
Die Raspberry Pi 2- und 3-Modelle sind stark genug, auch die aktuellen Distributionen von Ubuntu als Betriebssystem zu verwenden. Eine Anwendung wie LibreOffice läuft bereits mit Ubuntu Mate 15.10 auf dem Raspberry Pi 2 relativ flüssig. In neueren Betriebssystemversionen wurde die Performance weiter verbessert.
(Bild: Robert di Marcoberardino/Screenshot)

Im Laufe der Zeit haben sich einige Entwickler daran gemacht, auch andere Debian-basierte Linux-OS-Varianten auf den Raspberry Pi zu portieren. Eine der jüngsten, aber vielversprechendsten Distributionen ist hier Ubuntu Mate, eine Umsetzung des wohl am weitesten verbreiteten Linux-Betriebssystems.

Seit dem leistungsstärkeren Raspberry Pi 2 ist es relativ einfach möglich, die neueren Builds von Ubuntu auf den Einplatinenrechner zu übertragen. Zum Zeitpunkt dieses Artikels ist Ubuntu Mate 20.04 LTS (Focal Fossa) die offiziell unterstützte, stabilste Version des Betriebssystems für Raspberry-Pi-Modelle. Erstmals war dabei bei Release einer neuen Ubuntu-Version die Raspberry-Pi-Unterstützung von Beginn an integriert.

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Nutzer, die ein einheitliches OS für alle ihre Computeranwendungen bevorzugen, dürfte diese Debian-Variante auf ihrem Raspberry Pi sehr zusagen. Schon Version 16.04 konnte im Praxistest auf einem Raspberry Pi 2 Modell B überzeugen.

Snappy Ubuntu Core: Speziell für IoT-Anwendungen interessant

Snappy Ubuntu Core ist ein weiterer, speziell auf Cloud-Computing und das Internet der Dinge (IoT; Internet of Things) ausgelegter Ubuntu-Ableger. Das minimalistische Snappy Ubuntu Core, läuft problemlos auf Raspberry Pi Modellen der 2. und 3. Generation und wird über ein Terminal mit einer Handvoll einfacher Befehle gesteuert.

Zudem gibt es spezielle Pakete für den Einsatz auf dem Raspberry Pi Compute Module 3, was dieses System auch für den Industrieeinsatz interessant macht.

Im Unterschied zu Debian oder sonstigen Ubuntu-Varianten wird Snappy Ubuntu Core nicht über den Paketmanager Apt nachgerüstet. Vielmehr besitzt Snappy ein eigenes Paketformat mit abweichender Befehlsstruktur, das das Paketieren von Web-Apps vereinfachen soll. Einsteiger in das Internet der Dinge finden hier eine gute, leicht aufzusetzende Plattform, die Dank einer überaus aktiven Community bereits einen ordentlichen Schatz an direkt verwendbaren IoT-Anwendungen besitzt.

Fedora und Fedberry Remix

Wer früher gerne Pidora auf dem Raspberry Pi eingesetzt hat oder generell Fedora gegenüber Debian (und dem Debian-Derivat Raspbian) bevorzugt, kann inzwischen zu Fedberry greifen. Die für das Raspberry Pi 2 optimierte Linux-Distribution ist ein Remix der aktuellen Fedora-Version und kann auf dessen App-Repository zurückgreifen, inkludiert allerdings auch einige zusätzliche Applikationen.
Wer früher gerne Pidora auf dem Raspberry Pi eingesetzt hat oder generell Fedora gegenüber Debian (und dem Debian-Derivat Raspbian) bevorzugt, kann inzwischen zu Fedberry greifen. Die für das Raspberry Pi 2 optimierte Linux-Distribution ist ein Remix der aktuellen Fedora-Version und kann auf dessen App-Repository zurückgreifen, inkludiert allerdings auch einige zusätzliche Applikationen.
(Bild: Fedberry.org)

Eine lange Zeit ebenfalls weit verbreitete Alternative, die auch lange im NOOBS-Installer integriert war, war die Fedora-basierte Linux-Distribution Pidora. Diese Linux-Variante war ab 2014 auf die in den Raspberry-Pi-1-Modellen verwendete ARMv6-Architektur zugeschnitten. Allerdings wird Pidora bereits seit geraumer Zeit nicht mehr weiterentwickelt, so dass sich das OS bereits auf dem Raspberry Pi 2 nicht mehr vernünftig einsetzen ließ.

Ab 2015 sprang hierfür der Fedora Remix Fedberry in die Bresche. Dieses OS läuft auch auf den Modellen Raspberry Pi 2 und 2B, respektive 3 und 3B. Fedberry bietet Zugriff auf das umfangreiche Angebot an vorgefertigten Packages der Fedora-29-Fassung, integriert aber auch einige zusätzliche Anwendungen, die im Standard-Repositorium von Fedora nicht zu finden sind. Dies kann allerdings bisweilen zu Stabilitäts- oder Geschwindigkeitseinbußen führen. Der jüngste in Fedberry unterstützte (Stand: 30. November 2018) Release 29.1 liegt zum Download in einem GitHub-Repository bereit.

Der Vorteil des Remixes gegenüber der „Vanilla“-Fedora-Version war, dass Fedberry bestimmte Tools und Programme in sein Repository integrierte, die bei Fedora nicht vorhanden sind, beispielsweise den OpenSource-Browser Chromium. Mittlerweise unterstützt allerdings auch das Mainline-Release von Fedora die Raspberry-Pi-Plattform, so dass die Remix-Varianten an Relevanz verloren haben.

Linux-Nutzer, die Fedora gegenüber Debian bevorzugen, können seshalb nun auch direkt zu Fedora selbst greifen. Seit Version 25 unterstützt die Linux-Variante auch ARMv7- und ARMv8-basierte Geräte. Das macht das Betriebssystem direkt auf allen Raspberry Pi 2 und 3 Modellen lauffähig. Seit Version 28 wird auch das Raspberry Pi 3B+ vollumfänglich von Fedora unterstützt. Ein Support des Raspberry Pi 4 ist derzeit, in Fedora-Version 31 und 32, nur in sehr eingeschränktem Maß möglich (Stand: 30. Oktober 2019), da es noch Schwierigkeiten mit dem SBBR/UEFI Port gibt.

Red Hat Linux in Form des communitygetriebenen CentOS vertreten

Bei CentOS handelt es sich um eine communitybasierte Linux-Distribution, die auf dem Red Hat Enterprise Linux (RHEL) aufbaut und somit zu letzterem komplett binärkompatibel, allerdings kostenfrei erhältlich ist. Es ist besonders auf Stabilität ausgelegt und unterstützt auch für RHEL gedachte Software, was das Betriebssystem auch für kommerzielle Applikationen attraktiv macht.

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CentOS gilt als eine der am häufigsten auf Web-Servern eingesetzten Linuxversionen. Seit Version 7.3 unterstützt CentOS auch ARM-Architekturen und ist damit auf dem Raspberry Pi einsatzfähig. Abseits von diversen Weekly Builds ist liegt CentOS derzeit (Stand 9. Februar 2020) in Version 8.0 (Release 8 1911) vor.

OpenSuse jetzt auch auf Raspberry Pi 3 angepasst

Neben den hier genannten haben auch andere Linux-Varianten auf die eine oder andere Art ihren Weg auf den Einplatinenrechner gefunden. So unterstützt etwa auch OPENSuse, früher weit verbreitet und in Deutschland noch mit einer treuen Fangemeinde, die ARM-Prozessorarchitektur. Schon vor einigen Jahren gab es erste Anleitungen, mit denen sich Open Suse auch für den Einsatz auf dem Raspberry Pi 2 und Raspberry Pi 3 anpassen ließ. Allerdings war zu diesem Zeitpunkt das OS nicht optimal auf die Hardware des RasPi zurechtgeschnitten, so dass die Installation von OpenSUSE auf dem Einplatinenrechner nur wirklich eingefleischten Fans zu empfehlen war.

Wer dennoch OpenSUSE für Raspberry Pi 3 testen möchte, dem sei der Griff zu OpenSUSE Leap 42.3 empfohlen. Die 64-Bit-Version des Betriebssystems unterstützt die auf dem Raspberry Pi 3 eingesetzte ARMv8-Prozessorarchitektur und lässt sich nach einigen Anpassungen stabil auf dem Einplatinenrechner einsetzen. Allerdings sind hierfür schon fortgeschrittene Linux-Kenntnisse empfohlen. Auch ein Einsatz auf Raspberry Pi 4 Modellen ist möglich, allerdings stehen diverse Features des Einplatinenrechners wie USB Hosts, Booten via Netzwerk oder Soundausgabe, nicht zur Verfügung. Raspberry-Pi-Versionen des OpenSuse "Tumbleweed" OS können auf einer eigenen Downloadseite für ARM-Architekturen bezogen werden (Stand 15. Mai 2020).

gentoo für schnelle Software-Applikationen

Auch andere Linux-Distributionen haben einen Weg auf den Einplatinenrechner gefunden, so etwa gentoo. Die Linux-Distribution zeichnet sich durch eine hohe Kontrolle des Anwenders über die auf dem System laufende Software aus. Gentoo Linux setzt dabei in erster Linie auf eine hohe Geschwindigkeit der Applikationen.

Mit einigen Kniffen kann das Betriebssystem in einer 64-Bit-Version mit voller Unterstützung aller Hardwarefunktionen – einschließlich WiFi – auch auf einem Rasberry Pi 3B+ zum Einsatz kommen (Stand: 24. Februar 2019). Ein voll funktionaler Port auf Raspberry Pi 4 war zum aktuellen Zeitpunkt dieses Beitrags noch nicht verfügbar.

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