树莓派开始，玩转Linux6：飘洋过海连接你

r囧r小猫 2023-01-17 08:45 58阅读 0赞

## 树莓派开始，玩转Linux6：飘洋过海连接你 ##

我们之前使用树莓派的方法，就是给它连上显示器、键盘和鼠标，然后像使用一台普通电脑一样使用它。  
但很多时候，我们把体积小巧的树莓派当作一台便携设备来使用。这时用户可不希望随身带着体积庞大的鼠标、键盘和显示器。如果能用手中的电脑直接连接树莓派，然后用该电脑的输入输出设备来操纵树莓派电脑，就可以省去很多不必要的麻烦。除此之外，树莓派在物联网情境下的应用，也离不开多样的远程连接方式。本章介绍连接树莓派的其他方式。

**1.局域网SSH登录树莓派：**

常见的家庭或办公网络都是以一个Wi-Fi路由器为中心的。在这种局域网场景下，可以很容易地用SSH的方式远程登录树莓派。SSH是用于远程服务器管理的加密协议。SSH分为服务器和客户端两部分。树莓派将作为服务器端，而同一局域网中的另一台电脑可以作为客户端。客户端成功登录之后，我们可以从客户端用命令行的方式来远程操作服务器端。

首先，我们需要开启树莓派上的SSH服务器。树莓派已经预装好了SSH服务器，我们只需进入树莓派的设置页面开启即可。从终端用命令行进入设置页面：

![在这里插入图片描述][20210428103907688.png]  
然后在"5 Interfacing Options"→"P2 SSH"页面中打开SSH服务器。

为了远程连接，我们必须知道树莓派的IP地址。在树莓派上，可以用ifconfig命令来找到树莓派的IP地址：

![在这里插入图片描述][20210428103956886.png]  
从ifconfig的输出中找到树莓派在局域网中的IP地址。比如ifconfig输出中给出了对应Wi-Fi连接的wlan0端口地址为192.168.1.101。这时就可以用同一局域网下的其他电脑来登录树莓派了。如果这台电脑是MacOS X或Linux系统的，则可以直接使用ssh命令：

![在这里插入图片描述][20210428104107883.png]  
输入用户pi的密码，就可以远程登录树莓派了。其实使用SSH客户端时，除了说明树莓派的IP地址，还需要一个端口号。在省略端口号时，客户端默认为端口22。

在Windows下，可以使用PuTTY这样的SSH客户端软件。先访问PuTTY官网，下载PuTTY客户端。解压后，单击文件夹中的PUTTY.EXE文件将会打开配置窗口，如图所示。输入树莓派的相关信息来远程登录，PuTTY会弹出一个Shell界面，如图所示。你可以通过这个Shell界面远程操纵树莓派。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**2.Bonjour：**

在上面的过程中，我们必须从树莓派本地运行ifconfig来查找它的IP地址，给远程登录增加了不必要的麻烦。我们可以用局域网扫描工具来找到树莓派的IP地址。UNIX系统下提供了arp命令行工具，通过ARP协议来找到局域网下所有设备的MAC地址和对应的IP地址。此外，在不同的平台下也有很多图形化的局域网扫描软件，例如iPhone上的Fing、Mac OS X下的LanScan、跨平台的Angry IP Scanner，都可以帮助你列出同一局域网下所有设备的MAC地址和对应的IP。此外，你还可以登录路由器的管理页面。很多路由器都会列出连接设备及其IP。当然，通过这种方式得到的IP是一个列表，还要从中筛选出目标IP。如果局域网中的设备较多，其过程会比较烦琐。

arp  -a  //扫描出周围设备IP

更方便的，树莓派提供了对Bonjour的支持。Bonjour用于自动发现网络上的设备，可以实现局域网上的自动域名解析。在同一局域网下，可以用主机名.local的形式，找到对应的IP地址。由于树莓派的默认主机名是raspberrypi，因此可以用raspberrypi.local来登录树莓派：

![在这里插入图片描述][20210428104719782.png]  
如果局域网内有多个以raspberrypi为名的主机，那么Bonjour将依次把它们称呼为：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
为了彻底避免主机名的冲突，还可以重新命名树莓派的主机名。在raspi-config的设置页面中，选择"7 Advanced Options"→"A2Hostname"选项，更改主机名后再重新启动树莓派，就能以新的主机名来进行Bonjour寻址。

Windows系统并没有自带对Bonjour的支持，但是可以通过下载安装iTunes或"Bonjour Print Services for Windows"来获得Bonjour功能。

Bonjour给设备提供了一个动态域名，用于对应该设备的IP地址。在Mac OS X下，可以用下面的命令来查询背后的IP地址：

![在这里插入图片描述][2021042810500969.png]  
**3：互联网SSH登录树莓派：**

介绍了局域网和点对点情况下的SSH登录后，我们可以把野心放大一点，尝试在互联网环境中远程登录SSH，下面用几种不同的方式实现。

1.NAT端口映射  
如果我们能拿到树莓派在互联网上的公网IP地址，那么就可以直接用一个命令SSH到该IP地址。  
问题是，现在大部分局域网都用DHCP来给设备分配网内的私有IP，很可能只有网关才享有一个公网IP地址。有些网关允许设置基于NAT的端口映射。一组公网IP和端口号能对应唯一的私网IP和端口号。在这种情况下，我们就能从外网连接到局域网中的树莓派了，如图所示。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
我们可以利用这一机制来找到树莓派，比如，通过设置网关，让公网的199.165.145.1:8999对应私网的10.0.0.1:22。这里的199.165.145.1是网关的公网IP。10.0.0.1是树莓派的私网IP。22是SSH协议的默认端口。这时在互联网的其他电脑上，就可以用SSH连接到局域网中的树莓派了：

![在这里插入图片描述][20210428105511324.png]  
为了用该方法，我们的网关必须允许相关的端口映射设置。而很多网关出于安全考虑，完全不向外网开放类似的端口映射。因此，这一方法看似可行，但实践中会遇到很多困难。

2.REMOT3.IT：

树莓派官网提供了一种简便的方法，即使用Weaved公司推出的REMOT3.IT。首先要在树莓派上安装相关的工具：

![在这里插入图片描述][20210428105655166.png]  
在安装过程中，REMOT3.IT会要求你输入REMOT3.IT网站的账户信息。在树莓派上安装完成后，在REMOT3.IT网站登录自己的账户，就能看到树莓派设备。如图所示，网站会提供用于在互联网上连接该树莓派所需的地址和端口号。根据地址和端口号，你就可以在任何一个能连接到互联网的电脑上，用SSH客户端访问该树莓派。这个服务很好用，但是该网站不仅限制树莓派的数目，而且限制SSH连接的时间。想要避免这些限制，就需要缴费了。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
3.SSH反向隧道  
其实，类似于REMOT3.IT的技术不难自行实现。我们可以用SSH反向隧道（Reverse Tunneling）技术，从外网远程登录树莓派。首先，让树莓派主动向公网服务器的某个端口发起SSH连接，比如vameilab.com:8999，形成一个SSH隧道。当我们使用互联网上的其他电脑，通过SSH连接到服务器的这一端口时，服务器会把通信内容接力到与树莓派的SSH隧道中，最终抵达树莓派。整个过程如图8-5所示。由于公网服务器的域名和IP地址相对固定，因此我们也不用为找不到树莓派的IP地址而头痛。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
了解原理之后，我们也可以自行实现一个类似的中继服务器。你可以使用Amazon或阿里云的弹性云来架设中继服务器。你需要在云的控制台中开放用于反向连接的端口，如8999。从树莓派上用SSH命令建立反向隧道：  
![在这里插入图片描述][20210428110144514.png]  
上面的命令，从树莓派的22端口到vameilab.com的8999端口建立反向隧道。登录时用的vamei是中继服务器上的一个账户。反向隧道建立之后，就可以从互联网上直接登录树莓派了：

![在这里插入图片描述][20210428110209994.png]  
**4.文件传输：**

此前，我们在树莓派上建立了一个SSH服务器，然后通过这个服务器提供的远程Shell来控制树莓派。当需要在本地电脑和树莓派之间传输文件时，我们同样可以利用树莓派上的SSH服务器进行。

1.sftp命令  
如果本地电脑是Linux或Mac OS X系统，那么可以使用sftp命令工具来传输文件。首先，在终端下用sftp命令登录树莓派，其登录方式与SSH登录类似：

![在这里插入图片描述][20210428110437965.png]  
输入密码后，sftp会提供一个Shell。你可以用下面的命令来查看树莓派当前目录下的文件：

![在这里插入图片描述][20210428110510866.png]  
还可以查看本地电脑当前目录下的文件：  
![在这里插入图片描述][2021042811052480.png]  
查看树莓派的当前目录：  
![在这里插入图片描述][20210428110539565.png]  
更改树莓派上的目录。new\_folder是当前目录下的一个子目录：  
![在这里插入图片描述][20210428110556983.png]  
返回上级目录使用：

![在这里插入图片描述][20210428110614557.png]  
查看本地电脑的当前目录：

![在这里插入图片描述][20210428110628157.png]  
更改本地电脑的目录。new\_folder是当前目录下的一个子目录：

![在这里插入图片描述][20210428110646539.png]  
返回上级目录使用：  
![在这里插入图片描述][20210428110703130.png]  
从树莓派上下载文件：

![在这里插入图片描述][20210428110717433.png]  
文件remote.file是树莓派当前目录下的一个文件，它将被下载到本地电脑的当前目录下。

把本地电脑的文件上传到树莓派上：  
![在这里插入图片描述][20210428110740784.png]  
文件local.file是本地电脑当前目录下的一个文件，它将被上传到树莓派的当前目录上。

退出sftp：  
![在这里插入图片描述][20210428110806413.png]  
2.scp命令  
在Linux和Mac OS X下，不仅可以用sftp命令传输文件，还可以用scp命令来传输文件。该命令同样基于SSH，所以树莓派上的SSH服务器要先设置好。这个命令可以在一行命令中完成复杂的功能，避免了手动的Shell操作。我们来看一个文件的上传：

![在这里插入图片描述][20210428110858751.png]  
这行命令把本地电脑当前目录下的local.file上传到远程电脑的/home/vamei/目录。可以看到，scp后面跟着两个参数，分别说明了文件的起始位置和目标位置。在scp中，可以用"用户名@主机：路径"的方式，来指定文件或目录。如果位置在本机上，那么可以省去用户名和主机，只用路径就可以了。

类似的，下载文件：  
![在这里插入图片描述][20210428110940198.png]  
这行命令不但会把树莓派的remote.file下载到本地电脑的当前目录中，还会把文件重新命名为local.file。因此，目标位置不仅可以是一个目录，还可以是一个新的文件名。

在scp命令中增加-r选项，可以下载整个目录：  
![在这里插入图片描述][20210428111002453.png]  
树莓派上的/home/vamei目录会下载到本地电脑的当前目录。命令scp还会遍历/home/vamei下的所有内容，并一一下载下来。上传整个目录的过程与此类似。

3.图形化工具  
除了使用命令行来操作树莓派上的文件，我们也可以使用更直观的图形化工具。FileZilla是一款跨平台的FTP/SFTP文件管理工具。从FileZilla的官网下载该软件，FileZilla的软件界面如图8-6所示。它可以用图形化的方式显示出本地电脑和远程树莓派的文件。你可以通过拖曳的方式在两者之间传文件。单击左上角的服务器图形的按钮可以进入站点编辑器。要想访问树莓派上的文件，我们可以在站点管理器中选择"New Site"选项新建一个站点，填入树莓派的主机名或IP地址，选择SFTP作为"Protocol"。在登录信息中选择Normal作为"Logon Type"，并输入树莓派的登录用户名和  
密码，如图所示。(类似winSCP)  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

[20210428103907688.png]: /images/20221021/6e5050ad97bf473ab4ed2170dd27fd9b.png
[20210428103956886.png]: /images/20221021/33135967bce64e35a74d41665ce95f4e.png
[20210428104107883.png]: /images/20221021/23ebdc7f3166439fa5d12125a835c267.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221021/e13e5961c9d24a158ab3f4f2a8be520d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221021/6f4c6c53ed5b45ae93e50658cea1d7b7.png
[20210428104719782.png]: /images/20221021/8a86babbe2c34ad9bb5326c307f353d6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221021/f4efb387ec48448b979e93287505f7f8.png
[2021042810500969.png]: /images/20221021/bc7a071590be497d8c67955669d1e5ce.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221021/a5c49f2ca5384583930caccd3eb90032.png
[20210428105511324.png]: /images/20221021/664d07d965a9437b876455f4282420fe.png
[20210428105655166.png]: /images/20221021/3357fea490e64977b3b709fc36106031.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20221021/ef1b2b1d1a624b23ae128c8ae5992cb5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20221021/71ad7d75a4794208bf821d51f22d6856.png
[20210428110144514.png]: /images/20221021/9dfd0907bbe648319a61c143f4753024.png
[20210428110209994.png]: /images/20221021/c0e658c280844de3a9ccfc57814001e1.png
[20210428110437965.png]: /images/20221021/a1758e83e9cf45e8ad71a6b9e3d52230.png
[20210428110510866.png]: /images/20221021/73fc908d24214f92b39db11e08b18d03.png
[2021042811052480.png]: /images/20221021/e75ca7ca0e8a45c3b2720d9f1c9b0b2d.png
[20210428110539565.png]: /images/20221021/1199ba9a5eb24ba1a4fac39830d1c81a.png
[20210428110556983.png]: /images/20221021/64612e013d354220a4a25dfdf0b5e300.png
[20210428110614557.png]: /images/20221021/fecbcc021df147ef9469ec1988760f5e.png
[20210428110628157.png]: /images/20221021/380ec30ee1674191880a3ad1333a7b19.png
[20210428110646539.png]: /images/20221021/ca475c4887734090ae61195a7566cdb0.png
[20210428110703130.png]: /images/20221021/e8d35fbd75cd476ba3080aa0c5bd7aa9.png
[20210428110717433.png]: /images/20221021/b4d8a209b08f413e8eaa4f2d7bc90dd7.png
[20210428110740784.png]: /images/20221021/170631eaf0364d08996cc05166801167.png
[20210428110806413.png]: /images/20221021/25394e5d9eda425392d4bd7c163c8ec3.png
[20210428110858751.png]: /images/20221021/ed605bfb974d42e8a203f9a55bce4855.png
[20210428110940198.png]: /images/20221021/260b4b56a3044010b2722a9a5f01b1ec.png
[20210428111002453.png]: /images/20221021/5ecad4774ba54159a4ffffe99d1cbe03.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20221021/32c9124ff7df42b3b89c185fc553b9aa.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20221021/39eebc115b37433aa5c56b455bcea36b.png