树莓派环境安装Alpine Linux到USB磁盘启动

我在 树莓派环境安装Alpine Linux ，系统是安装在TF卡上，性能有限。所以和 树莓派4 USB存储启动Ubuntu Server 20.04 相似，准备采用USB SSD磁盘来运行。我最初安装Alpine Linux是采用TF卡安装 树莓派环境安装Alpine Linux ，然后通过 Clone Alpine Linux (树莓派) 可以完成相同硬件环境的Alpine Linux复制安装。不过，这个方式我实践下来，只在同样使用TF卡的 树莓派Raspberry Pi 3 上成功，改到使用USB SSD存储的 树莓派Raspberry Pi 4 上启动失败。

经过再次尝试实践，我最终采用以下方法成功:

  • 直接使用USB SSD磁盘的 树莓派Raspberry Pi 4 安装 Alpine Linux，采用 sys 模式安装，可以正常启动并工作

  • 将上述直接安装于USB SSD的Alpine Linux系统，采用类似clone方式复制系统，是可以成功启动完成多个系统安装的

本文就是在USB磁盘启动环境中安装Alpine Linux的实践记录，完成后，再使用 树莓派4 USB存储启动Alpine Linux(clone方式) 完成后续树莓派安装。

下载和镜像

下载 alpine-rpi-3.15.0-aarch64.tar.gz

准备

  • 在USB磁盘上划分2个分区:

    • 第一个分区是 fat32 ，只需要 256MB ，需要设置分区为 boot 和 lba 标记

    • 第二个分区是 ext4 分区，SD卡的剩余空间

fdisk /dev/sda
USB移动硬盘sys安装模式alpine linux分区
 1Disk /dev/sda: 953.9 GiB, 1024175636480 bytes, 2000343040 sectors
 2Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
 3Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
 4I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 1048576 bytes
 5Disklabel type: dos
 6Disk identifier: 0xab86aefd
 7
 8Device     Boot  Start      End  Sectors  Size Id Type
 9/dev/sda1  *      2048   526335   524288  256M  c W95 FAT32 (LBA)
10/dev/sda2       526336 67635199 67108864   32G 83 Linux

  • 磁盘文件系统格式化:

    sudo partprobe
sudo mkdosfs -F 32 /dev/sda1
sudo mkfs.ext4 /dev/sda2

复制Alipine系统

  • 当前是通过USB转接，显示为 sda

    sudo mount /dev/sda1 /mnt

  • 解压缩:

    cd /mnt
sudo tar zxvf /home/huatai/alpine-rpi-3.15.0-aarch64.tar.gz

  • 卸载挂载:

    sudo umount /mnt

备注

我采用交互方式完成初始安装，所以没有使用 树莓派环境安装Alpine Linux headless 方式安装

启动

将部署好初始系统的USB接口的SSD移动硬盘插入 树莓派Raspberry Pi 3 ，然后加电启动，可以看到只要树莓派配置了USB接口存储启动，就可以顺利启动diskless模式的Alipine Linux。这样，就可以继续完成 sys 模式安装

安装

采用 sys 模式，参考 Classic install or sys mode on Raspberry Pi

  • 执行 setup-alpine 命令

    • 主机名设置( 树莓派Raspberry Pi 4 上运行的第一个工作节点 ): x-k3s-n-2.edge.huatai.me

    • 提示有2个网卡 eth0 wlan0 ，默认选择 eth0 ，并配置固定IP地址 192.168.7.22 ，默认网关 192.168.7.200

    • 需要注意 Alpine Linux在树莓派启动"clock skew"报错 ，如果系统启动时钟不准确是无法同步的，所以一定要先执行一次:

      chronyd -q 'server pool.ntp.org -iburst'

    同步好系统时间后，再次启动 chronyd 服务来维护时钟:

    /etc/init.d/chronyd restart

    • 注意，最后要在 save config 时回答 none ; 然后还要 save cache

      Which disk(s) would you like to use? (or '?' for help or 'none') [none]
Enter where to store configs ('floppy', 'sda1', 'usb' or 'none') [sda1] none
Enter apk cache directory (or '?' or 'none') [/var/cache/apk]

  • 更新软件:

    apk update

添加 sda2 分区作为系统分区

由于我们已经在上文中将 /dev/sda2 格式化成 ext4 文件系统，现在开始挂载并配置成系统分区:

mount /dev/sda2 /mnt
export FORCE_BOOTFS=1
# 这里添加一步创建boot目录
mkdir /mnt/boot
setup-disk -m sys /mnt

  • 然后重新以读写模式挂载第一个分区，准备进行更新:

    mount -o remount,rw /media/sda1  # An update in the first partition is required for the next reboot.

  • 清理掉旧的 boot 目录中无用文件:

    rm -f /media/sda1/boot/*
cd /mnt       # We are in the second partition
unlink boot/boot  # Drop the unused symbolink link

  • 将启动镜像和 init ram 移动到正确位置:

    mv boot/* /media/sda1/boot/
rm -Rf boot
mkdir media/sda1   # It's the mount point for the first partition on the next reboot

  • 创建软连接:

    ln -s media/sda1/boot boot

  • 更新 /etc/fstab

    echo "/dev/sda1 /media/sda1 vfat defaults 0 0" >> etc/fstab
sed -i '/cdrom/d' etc/fstab   # Of course, you don't have any cdrom or floppy on the Raspberry Pi
sed -i '/floppy/d' etc/fstab
cd /media/sda1

  • 因为下次启动，需要标记root文件系统是第二个分区，所以需要修订 /media/sda1/cmdline.txt

原先配置是:

modules=loop,squashfs,sd-mod,usb-storage quiet console=tty1

执行以下命令添加 root 指示:

sed -i 's/$/ root=\/dev\/sda2 /' /media/mmcblk0p1/cmdline.txt

完成修订后 /media/sda1/cmdline.txt 内容如下:

modules=loop,squashfs,sd-mod,usb-storage quiet console=tty1 root=/dev/sda2

  • 重启系统:

    reboot

这里我遇到一个问题 Alpine Linux在树莓派启动"clock skew"报错

系统简单配置

  • 添加huatai用户，并设置sudo:

    apk add sudo
adduser huatai
adduser huatai wheel
visudo

  • 作为服务器运行，关闭无线功能:

    rc-update del wpa_supplicant boot

参考