Raspberry Pi : 10 systèmes d’exploitation pour le nano-ordinateur

Sorti en 2012, l’ordinateur monocarte Raspberry Pi est devenu en quelques années l’un des outils les plus populaires dans le domaine du développement. Les bricoleurs et les nouveaux programmeurs du monde entier utilisent le mini-ordinateur pour réaliser les projets les plus fous tels que des machines à café à commande vocale ou des consoles de jeux vidéo. En outre, l’ordinateur britannique le plus vendu de tous les temps est également utilisé comme solution serveur, pour les serveurs Web, de messagerie et DNS ainsi que pour les serveurs Cloud. Le concept de base reste toujours un système d’exploitation qui fonctionne, où diverses distributions open source et autres applications gratuites sont disponibles. Cet article présente quelques-uns des systèmes d’exploitation les plus intéressants pour le Raspberry Pi.

Raspbian est un système d’exploitation libre basé sur la distribution Linux Debian et optimisé pour le matériel de Raspberry Pi. Une première version du portage Debian, initié principalement par les développeurs Mike Thompson et Peter Green, a été publiée peu après la sortie de Raspberry Pi en juin 2012 et depuis lors, Raspbian est considéré comme le système d’exploitation officiel de Raspberry Pi. À cette époque, la distribution comprenait déjà plus de 35 000 progiciels, qui étaient mis à la disposition de l’utilisateur après l’installation. Cependant, grâce à des développements continus, la taille du référentiel n’a cessé de croître et comprend maintenant même des programmes Office tels qu’un programme de traitement de texte ou un client de messagerie électronique.

Pour utiliser Raspbian, vous pouvez installer le système vous-même sur une carte SD à l’aide de RaspbianInstaller, ou télécharger une image finie et la copier sur la carte SD souhaitée. Vous avez ici le choix entre des images officielles de la Raspberry Pi Foundation et des images fournies par des membres de la communauté très active de Raspberry (« les raspbiens »). Dans le premier cas, vous pouvez choisir entre une version avec interface de bureau (qui nécessite au moins une carte SD de 8 Go) et une version mince sans interface graphique (Lite), chacune sous forme de fichier ZIP ou fichier torrent. Le téléchargement et l’installation peuvent également être simplifiés à l’aide du gestionnaire logiciel NOOBS. Dans le Raspberry Pi Shop, vous pouvez aussi acheter des cartes avec une image installée.

Un autre dérivé de Debian qui peut être utilisé dans son édition ARM comme distribution Raspberry Pi est Kali Linux. Le programme open source a été développé par Mati Ahoni et Devon Kearns de la société américaine Offensive Security et publié le 13 mars 2013 dans une première version. La distribution peut être utilisée comme un logiciel de système d’exploitation ordinaire, mais elle est principalement utilisée pour des tests de sécurité et des tests d'intrusion étendus des systèmes et réseaux informatiques. Pour cela, l’application contient plus de 600 outils : comme le scanner de ports libre Nmap, le Metasploit Framework (plateforme de test d’exploitation) ou le craqueur de mots de passe John the Ripper. Kali Linux est le successeur officiel de BackTrack, qui était basé sur la distribution Linux Ubuntu.

Kali Linux Revealed from Offensive Security on Vimeo.

Parce que Kali Linux se concentre sur la sécurité, le système d’exploitation pour Rasberry Pi reçoit régulièrement des mises à jour de sécurité et des mises à jour logicielles du dépôt ou référentiel Debian. Ceci garantit que le système soit toujours mis à jour. Par défaut, le progiciel est maintenu plutôt sous une forme minimaliste afin d’offrir la plus petite surface d’attaque possible. Toutefois, d’autres applications peuvent si nécessaire être ajoutées à tout moment. La grande communauté est fortement impliquée dans le développement et la maintenance de la distribution Linux par le biais de divers forums, du canal IRC et du système libre de suivi des bugs (Bug Tacker System). Pour utiliser ce système d’exploitation pour votre Raspberry Pi, téléchargez simplement le fichier image Kali approprié et copiez-le sur votre carte SD (au moins 8 Go). Exécutez ensuite l'image sur le mini-ordinateur à l'aide de la commande -dd.

Une caractéristique principale de Pidora est le mode Headless. Il vous permet en effet d’accéder à votre nano-ordinateur sans moniteur ni écran. Si vous avez des problèmes avec la distribution de Raspberry Pi, il existe alors plusieurs endroits à visiter : les forums et wikis communautaires de Raspberry Pi et Fedora vous fournissent non seulement une variété d’aide, mais vous permettent également d’interagir facilement avec d’autres utilisateurs. Le Collège Seneca fournit également son propre Wiki et un canal IRC. Si vous souhaitez signaler des bugs logiciels ou des failles de sécurité, vous pouvez utiliser soit le système Bugzilla (pour les problèmes avec les paquets Fedora) soit le Pidora Bug Tracker. Pour installer Pidora, vous devez télécharger une image du système d’exploitation et la copier sur une carte SD (au moins 2 Go). Les liens de téléchargement et les instructions détaillées se trouvent sur la page d’accueil de Pidora.

Avec Windows 10 IoT Core, Microsoft a lancé son premier système d’exploitation pour les appareils IoT comme le Raspberry Pi (2 ou 3) en 2015. L’application s’adresse principalement aux développeurs et aux amateurs qui souhaitent mettre en réseau des objets du quotidien avec Internet ou bien créer de nouveaux objets en réseau. Pour ce faire, Windows 10 IoT Core s’appuie sur l’API interne « Universal Windows Platform » (UWP), qui permet justement d’écrire des applications pour ses propres appareils. L’édition communautaire gratuite de Microsoft Visual Studio sert de logiciel de développement. De plus, le système d’exploitation propriétaire de Raspberry Pi dispose du cryptage Bitlocker et des fonctions « Secure Boot », qui ont été adoptés à partir de la version de bureau. Grâce au support de la modulation de largeur d’impulsion (PWM), le logiciel du système peut également être utilisé pour la commande de moteurs électriques, parmi d’autres choses.

Microsoft s'occupe du développement du logiciel lui-même et propose plusieurs vidéos d’apprentissage ainsi que son propre support. Dans le forum communautaire, vous pouvez également échanger des idées avec d’autres développeurs et parmi l’ensemble des sujets, il existe une zone séparée spécifiquement pour Raspberry Pi. Le téléchargement et l’utilisation du logiciel Raspberry Pi sont gratuits, mais vous ne pouvez apporter aucune modification au noyau du système. Vous trouverez le fichier d’installation approprié pour votre version Raspberry dans le Centre de développement. Une version actuelle de Windows 10 est nécessaire pour le téléchargement et l’installation ultérieure sur la carte SD (manuellement ou à l’aide de NOOBS) de votre mini-ordinateur.

Ubuntu est l’une des distributions Linux les plus populaires depuis des années : Ubuntu convient aussi bien comme système d’exploitation pour un ordinateur personnel que pour un serveur, il est également utilisé sur les stations spatiales internationales et est l’unité centrale d’exploitation du BYU Mars Rover. Le logiciel, basé sur Debian et développé par Canonical depuis 2004, se caractérise principalement par son haut degré d’adaptabilité et de convivialité. Sous le nom d’Ubuntu Core, les développeurs ont publié en 2014 une variante qui représente une modification minimaliste de l’édition serveur et peut également être utilisée comme système d’exploitation Raspberry Pi. Un paquet similaire était disponible avec JeOS (Just Enough Operating System) depuis Ubuntu 8.04.

La principale différence entre Ubuntu Core et les autres systèmes d’exploitation Raspberry Pi est que chaque progiciel est une seule unité (« snap »), c’est aussi vrai pour le noyau Linux. Les vulnérabilités de sécurité critiques, qui sont rapidement corrigées grâce à des mises à jour automatiques, ne mettent en danger dans la plupart des cas que des composants individuels et rarement le système entier. Dans les instructions et les tutoriels, vous apprendrez comment programmer vos propres Snaps (gestionnaire de paquets) et les partager avec la communauté si vous voulez participer à l’expansion du logiciel Raspberry Pi. Si vous avez des problèmes, des questions ou des suggestions d’amélioration, vous pouvez contacter Canonical directement ou demander de l’aide dans les forums communautaires. Des informations sur le processus d’installation pour lequel vous avez besoin d’un compte Ubuntu SSO, d’une carte SD et de l’image appropriée peuvent être trouvées dans la section Ubuntu Developer.

RISC OS, initialement appelé Arthur, est un système d’exploitation qui a été développé par la société britannique Acorn pour l’ordinateur Archimedes basé sur ARM à la fin des années 1980. RISC OS Open Limited (ROOL) est désormais responsable du développement du logiciel, dont le code source est disponible gratuitement depuis 2006. Le propriétaire est la société Castle Technology Ltd, qui, entre autres choses, réglemente la vente de la licence payante pour l’utilisation commerciale du système d’exploitation. Grâce à sa conception pour une utilisation sur des architectures ARM, RISC OS a déjà été utilisé sur les ordinateurs à carte unique BeagleBoard et PandaBoard. Avec la sortie de Raspberry Pi, il est rapidement devenu l’une des alternatives Linux les plus importantes pour le fonctionnement des nano-ordinateurs.

Particulièrement en Grande-Bretagne, RISC OS a une grande communauté de fans en raison de son histoire, qui repose sur les possibilités du système modulaire. Pour les débutants qui ne sont pas familiers avec les anciens ordinateurs Acorn, cependant, le programme système s’avère plutôt inhabituel à première vue : RISC OS repose fortement sur la technologie du glisser-déposer (Drag and Drop). Par exemple, les fichiers ne peuvent pas être ouverts directement dans un programme, mais seulement en les faisant glisser du répertoire correspondant dans la fenêtre du programme, et cela qu'il s’agisse d’un programme de dessin ou bien d’un éditeur de texte. Pour utiliser le système d’exploitation pour votre Raspberry Pi, vous avez besoin d’une image que vous pouvez télécharger depuis la page d’accueil RISC-OS et installer sur n’importe quelle carte SD (2 Go ou plus). Dans le ROOL Store, vous pouvez également acheter des cartes avec des systèmes qui sont déjà installés.

Même après plus de 20 ans, Slackware et son port ARM (depuis 2002) sont encore en développement. Les composants établis assurent une grande stabilité et sécurité à la distribution, qui est régulièrement mise à jour avec de nouveaux paquets. Le système de gestion des paquets (pkgtool) apporte une grande liberté à l’administrateur : par exemple, les bibliothèques et autres applications nécessaires à la fonctionnalité d'un programme ne sont pas installées automatiquement, mais nécessitent également une installation manuelle. Il y a de fortes chances que vous trouviez des paquets non inclus dans la distribution de Raspberry Pi dans le dépôt SlackBuilds.org. Pour l’installation du fichier image, l’équipe de SARPi recommande une carte SD d’une capacité de stockage d’au moins 16 Go. Vous trouverez des informations détaillées sur le logiciel système et l’offre de support dans les manuels en ligne de Slackware.

En 2009, les équipes de développement PlugApps et ArchMobile ont commencé à travailler sur le portage de la distribution minimaliste Arch Linux pour les processeurs ARM. Environ un an plus tard, la première édition pour les systèmes ARMv5 pouvait être présentée, suivie par la suite des versions pour ARMv6 (2012), ARMv7 (2011) et ARMv8 (2015). Pour cette raison, la solution open source, qui est maintenant connue sous le nom d'Arch Linux ARM convient également comme système d’exploitation pour le Rapsberry Pi. Le port transfère la philosophie de base d'Arch Linux à l’ordinateur à carte unique en plaçant l’utilisateur au centre, en lui donnant le plein contrôle et la responsabilité du système, et en le plaçant sur une structure de base légère. La mise à jour du système d’exploitation est sujette à un cycle de mise à jour continu : au lieu de mises à jour massives à un moment fixe, les développeurs publient continuellement et régulièrement de plus petits paquets.

Arch Linux ARM utilise le programme de gestion de paquets Pacman, qui a été développé spécialement pour la distribution originale. Depuis la version 4 (2011), ce gestionnaire de logiciels supporte également les paquets signés afin qu’il puisse vérifier l’authenticité des paquets lors du téléchargement. Les nouveaux paquets officiels de l’équipe Arch Linux reçoivent leur signature numérique au cours du processus de création et avant de quitter l’environnement de développement sécurisé afin d’éviter toute altération et de garantir surtout une sécurité maximale. Une seule commande (« pacman -Syu ») assure que le système d’exploitation Raspberry Pi est bien à jour. L’Arch Linux User Community Repository (AUR), qui contient des applications créées par les utilisateurs, élargit encore la gamme de paquets.

Pour installer Arch Linux ARM, téléchargez simplement le fichier tar.gz pour votre version Raspberry et extrayez-le sur une carte SD formatée (2 Go ou plus).

Dérivé du célèbre Berkeley Software Distribution (BSD), sorti en 1993, FreeBSD reste aujourd’hui encore l’un des projets open source les plus importants : la licence BSD a été la première à rendre justice à l’approche d’un système d’exploitation libre. Environ 400 développeurs officiellement répertoriés et des milliers d’autres contributeurs travaillent activement au développement du logiciel FreeBSD, dont la sécurité, le stockage et les fonctionnalités réseau sont parmi les plus impressionnantes. Grâce au support des architectures ARMv6 et ARMv7, le dérivé BSD peut également être utilisé comme système d’exploitation Raspberry Pi (1 et 2). A l’avenir, la troisième version du nano-ordinateur sera également compatible avec la version actuelle de FreeBSD.

En raison de ses forces en termes de fonctionnalité et de stabilité du réseau, FreeBSD est principalement utilisé dans les environnements serveur. En tant qu’utilisateur, vous profitez également de la vitesse du système d’exploitation, qui est principalement due à la version 10.0 révisée du sous-système de stockage. Grâce à son API bien documenté, le système d’exploitation pour Raspberry Pi peut également être adapté de manière optimale à vos propres besoins ou étendu avec vos propres composants logiciels. Si vous avez des problèmes ou des questions, veuillez visiter les différents forums et blogs de la communauté FreeBSD pour obtenir de l’aide d’autres utilisateurs et de développeurs. Il existe également des fournisseurs qui offrent une assistance commerciale pour le système.

Pour utiliser le logiciel système, il est nécessaire de créer une image amorçable et de la copier sur une carte SD. Pour ce faire, l'outil Crochet est disponible.

Le système d’exploitation RetroPie, basé sur Raspbian et divers autres composants logiciels comme standard, transforme votre Raspberry Pi en une console de jeu sur laquelle vous pouvez jouer à vos jeux PC et consoles préférés. L'EmulationStation écrite en C++ sert de front-end, dont vous pouvez adapter la conception ou la mise en page en utilisant des thèmes préfabriqués. Le logiciel RetroArch donne accès à l’API Libretro, qui vous permet de configurer le contrôle des différents émulateurs (plus de 50 systèmes disponibles) et d'ajouter des fonctionnalités utiles si nécessaire. Avec Kodi, la distribution Raspberry Pi dispose également de son propre media center, qui permet de lire des films ou de la musique sur le nano-ordinateur.

Il y a deux façons pour installer RetroPie sur votre Raspberry : installez manuellement les composants individuels sur un Raspbian déjà installé ou sur un autre système d’exploitation Debian. Vous pouvez également utiliser les fichiers images proposés, qu’il vous suffit de décompresser et de copier sur la carte SD. Des instructions détaillées pour l’installation et la configuration ainsi que les liens de téléchargement les plus importants se trouvent dans le dépôt officiel de GitHub du système d’exploitation Raspberry Pi. Si vous rencontrez des problèmes lors de l’installation ou plus tard, le forum RetroPie propose souvent la solution : vous y trouverez non seulement des discussions générales et des annonces sur le système, mais aussi une zone de support où vous pouvez contacter d’autres utilisateurs RetroPie.