Utiliser un raspberry pi en mode headless

Un raspberry pi sans tête 😱

(C'est à dire sans écran ni clavier)

Pourquoi faire ça ? En fait, parfois (ou même souvent), on a bien envie que notre petit Raspberry à tout faire soit mis dans un coin et qu'il fasse ce qu'on lui demande. Ça marche souvient bien, mais quand même, des fois, il faut bien s'y connecter pour mettre à jour le système ou voir pourquoi ça ne fait pas ce qu'on veut. Et si vous êtes un peu feignant comme moi (comme tout bon informaticien qui se respecte en fait), vous avez forcément la flemme de sortir l'écran, le câble HDMI et de tout connecter. Nous allons donc voir deux méthodes qui permettent de s'en passer.

Matériel nécessaire

• un raspberry pi (voire un kit raspberry pi)
• une carte SD
• un adaptateur USB-TTL
• quatre câbles dupond (pour connecter le raspberry pi à l'adaptateur USB-TTL)

• Utiliser un raspberry pi en mode headless
  • Matériel nécessaire
  • SSH
    • Je connais mon adresse IP
    • Je ne connais pas mon adresse IP
  • Connexion serial
    • Activer la console série
      • Via /boot/config.txt
      • Via l'outil raspi-config
    • Connecter l'adaptateur USB - série
      • Câbles pour la liaison série
      • Câble pour l'alimentation
    • Connection à la console
  • Conclusion

SSH

Oui, bon, celle là, elle est facile. On fait quand même un point vite fait, histoire de revoir les bases (et, j'avoue, ça me fera mon mini how-to pour la prochaine fois).

Pour se connecter en SSH, il y a deux cas : on connait l'adresse IP de la bête ou pas. Voyons les deux possibilités.

Il faut également que notre PC soit connecté sur le même réseau local (typiquement, connecté sur la même box internet à la maison).

Je connais mon adresse IP

Ça, c'est le cas où on a démarré notre petit Rasp avec un écran, un clavier et peut être même une souris. Depuis la ligne de commande, j'ai donc récupéré l'adresse IP (pour mémoire, c'est avec ip a que vous l'aurez).

Je peux maintenant passer sur la machine depuis laquelle je veux me connecter au raspberry. Là, pas de surprise, depuis mon client préféré (Putty sous Windows, ligne de commande en Linux et Mac, client dédié - il y en a même sous Android et IOS), on se connecte directement (je fais la version ligne de commande, adaptez à votre logiciel) :

ssh pi@192.168.0.34

Là, je suis parti du principe que vous avez gardé le compte par défaut. Du coup, votre mot de passe est raspberry.

Si vous voulez faire quelque chose d'un peu plus "propre" d'un point de vue sécurité informatique, commencez par changer le mot de passe du compte par défaut (voire créez un autre compte et interdisez l'accès SSH au compte pi). Vous pouvez également vous connectez à l'aide d'une clé SSH. C'est un peu plus long à mettre en place mais c'est plus robuste et plus simple par la suite. En effet, si vous choisissez d'utilisez une clé privée sans mot de passe (bon, faut pas la perdre celle-là..), vous allez pouvoir vous connectez directement par ssh sans taper de mot de passe. Je fait court sur ce point mais ssh, c'est vraiment puissant, il y a pas de chose pour se sécuriser et se simplifier la vie d'administrateur.

Je ne connais pas mon adresse IP

Bon, ben, va falloir la trouver... ^^. Je ne compte pas la possibilité de garder un écran et un clavier connecté, ce n'est pas ce qu'on cherche à faire ici. En revanche, vous pouvez utiliser un scanner de ports (l'orthographe est importante 😋), celui que je préfère est nmap. Depuis votre PC, vous allez chercher un port ouvert sur votre réseau. Il suffit de savoir que le numéro de port du protocole ssh est 22 et la commande à taper est :

nmap -p 22 192.168.1.0/24

(ps : c'est à adapter à votre réseau. Moi je sais que mon adressage est de la forme 192.168.1.xxx mais chez vous ça peut être 192.168.0.xxx ou 10.xxx.yyy.zzz)

Et vous devriez alors obtenir quelque chose du genre :

Starting Nmap 7.80 ( https://nmap.org ) at 2019-10-28 09:25 CET
Nmap scan report for box (192.168.1.1)
Host is up (0.0026s latency).

PORT   STATE    SERVICE
22/tcp filtered ssh

Nmap scan report for raspberrypi (192.168.1.31)
Host is up (0.0075s latency).

J'ai donc bien identifié l'adresse IP de mon raspberry à 192.168.1.31. Je n'ai plus qu'à m'y connecter en ssh.

Connexion serial

C'est ici qu'on va se servir de l'adaptateur USB - TTL (ou série, ou UART).

Tout d'abord, il faut activer la console sur le port série du raspberry. Pour ça, on a deux solutions.

Activer la console série

Via /boot/config.txt

Il faut modifier le fichier /boot/config.txt qui est présent sur la carte SD. On doit donc la lire avec un autre ordinateur et ouvrir le fichier config.txt puis ajouter tout en bas la ligne enable_uart=1.

On remet la carte SD dans le raspberry et on le rallume. (J'explique plus loin comment brancher l'adaptateur puis se connecter à la console).

Via l'outil raspi-config

Si votre raspberry est connecté à un écran, c'est assez facile. Vous lancez la commande :

sudo rasp-config

Vous allez dans Interfacing Options puis Serial. A la question Would you like a login shell to be accessible over serial? répondez Yes puis rebootez le raspberry.

Connecter l'adaptateur USB - série

Maintenant que l'option console via le port série est active, nous pouvons connecter notre adaptateur. Il y a en tout quatre câbles à brancher mais deux sont optionnels.

Câbles pour la liaison série

Les deux premiers câbles à brancher sont ceux connectés aux broches RX et TX. Là il faut juste saisir la logique du système pour ne pas se tromper. En effet, sur le raspberry la broche RX (réception donc) attend des données. Ces données doivent donc être émise depuis l'adapteur par la broche TX (transmission) car c'est lui qui va envoyer les informations.

Les broches des raspberry sont définies selon la photo ci-dessous :

Broches Raspberry Pi 2 & 3

Source : Microsoft - Raspberry Pi 2 & 3 Pin Mappings

Donc il faut brancher un câble entre la broche RX de notre adaptateur et la broche TX du raspberry (broche numéro 08 sur la photo). De même pour l'autre câble, TX de l'adaptateur vers RX (broche numéro 10).

Avec ces deux câbles, vous rebranchez tout et vous pourrez avoir accès à votre console. Mais on peut faire un peut mieux ! En effet, l'adaptateur USB-TTL possède également une broche GND et +5v (normalement, c'est très souvent le cas). Et avec ces deux broches, on peut alimenter notre rasp !

Câble pour l'alimentation

Comme dit juste au-dessus, on peut alimenter notre raspberry avec notre adaptateur. Il suffit de connecter la broche GND de notre adaptateur à une des broches GND du rasp, il y en a plein, par exemple la numéro 06. Puis il faut connecter le +5v de l'adaptateur à un pin identique du nano ordinateur, la 02 ou la 04.

Et voilà ! Tout devrait se lancer correctement, avec très peu de câble au final 🤗.

Connection à la console

La vitesse par défaut est de 115200 bauds.

Pour se connecter, ça dépend de votre système d'exploitation. Pour Windows, Putty sera le plus pratique, c'est l'outil le plus utilisé. Il faut choisir le bon port COM correspondant à son adaptateur et choisir la bonne vitesse.

Pour Linux et Mac, moi j'utilise l'utilitaire screen, c'est pratique et léger mais il faut aimer la ligne de commande 😉. Mais une fois qu'on connaît deux-trois trucs, c'est un peu comme vim, on s'y fait et on l'apprécie. Pour ma part (sous Mac), pour accéder à la console il me suffit de faire :

screen /dev/cu.SLAB_USBtoUART 115200

Si vous avez l'impression qu'il ne se passe rien, appuyez sur la touche Entrée et le prompt devrait apparaître pour accéder au système.

Toujours sous Mac, pour quitter une session screen je fait Ctrl A puis je tape :quit et je valide avec Entrée. Ca peut servir de le savoir 😉.

Voilà le résultat chez moi :

Console via le port série

Conclusion

On a fait un tour rapide des différentes manières de se connecter à un raspberry pi sans écran. Moi ma méthode préférée reste celle avec l'adaptateur USB, on a beaucoup moins de câble mais on a quand même besoin d'un PC à proximité. La solution en SSH conviendra aux boîtes que l'on veut plus cacher (genre derrière la télé ^^).