gpscope-DT UPS 855

Partenaires

menu

• Parc mobile
  • Les logiciels de communication et les notices d’utilisation
  • Les caractéristiques des antennes
  • Rapports d’activités et comptes rendus
  • Contrôle des antennes
• Chantiers pemanents hors de France
• Campagnes
• Documentation technique
  • Monumentation
  • foudre
  • Récepteurs
  • Capteurs météo
  • Accessoires
  • télécommunications
    • GPRS
  • Présentations techniques
  • traitement des données

Rechercher

sur ce site

sur web cnrs

Les distributions Linux de type « live-cd », plutôt destinées àla bureautique itinérante, présentent des caractéristiques intéressantes pour des ordinateurs de terrain dans le cadre d’applications GPS.

embarqué, mais vers où ?

Lorsque l’on parle d’« embarqué », cela signifie, du point de vue de l’utilisateur, « robuste », « fiable », « tout terrain », bref indestructible.
Du point de vue de l’ingénieur, cela se traduit par minimaliste car chaque élément d’un appareil vient lui ajouter sa probabilité de panne [1].
C’est ainsi que les ordinateurs embarqués sont généralement dédiés, avec juste les périphériques indispensables àl’application pour laquelle ils ont été développés. Le système d’exploitation associé se limite également au strict nécessaire, ce qui aboutit souvent àun système totalement nouveau avec des commandes et une syntaxe spécifiques. Même lorsque ce système est basé sur un noyau Linux, il a été conçu àpartir de rien (« from scratch »). Il n’est pas un habitué d’Unix qui ne doive d’abord passer du temps àretrouver ses marques dans ce nouveau système.

Tout cela fait que les systèmes embarqués rebutent car ils sont clairement développés par des spécialistes pour des spécialistes. Les systèmes les plus modulables que j’ai pu rencontrer pour l’instant en deviennent immédiatement trop importants, trop consommants, pas si robustes...

Quitte àne pas disposer du matériel idéal, cet article propose une distribution qui s’adaptera d’elle-même àun grand nombre de matériels. Cela évitera au moins d’avoir àdompter un nouveau système d’exploitation àchaque changement d’équipement.

Le lendemain matin, le CD était toujours vivant...

j’aime bien parodier la célèbre citation du sketch de Robert Lamoureux pour illustrer le côté robuste d’une distribution « live-CD ».
Une telle distribution ne s’installe pas sur un disque dur, mais « se monte » en mémoire vive. Chaque démarrage de l’ordinateur àpartir du CD est une première fois, ce qui garantit un système « tout propre » àchaque utilisation. En particulier le système est insensible aux coupures de courant intempestives, ce qui constitue pour moi une caractéristique fondamentale d’un système de terrain dans nos applications [2]

Quelles sont les utilisations classiques d’une telle distribution ?

 La bureautique itinérante :

L’idée est de pouvoir se promener dans le monde entier sans traîner un ordinateur avec soi, seulement un CD pour le système et une clef USB pour ses fichiers de travail. Il suffit qu’on nous prête un pc pour que nous puissions travailler dessus comme chez nous, dans le même environnement. Il n’y a aucun risque pour l’ordinateur hôte puisque nous n’utilisons que le processeur et la mémoire vive. Par défaut les disques durs ne sont pas montés et toute manipulation sur les données s’y trouvant serait parfaitement consciente et volontaire.

Pour garantir le confort de ce mode de travail, ces distributions se doivent de reconnaître un très grand nombre de périphériques différents. J’ai souvent redémarré un ordinateur avec un live-CD pour trouver sous quel nom, avec quel module, était déclaré le nouveau périphérique que je venais d’installer et que la distribution résidente n’arrivait pas àdétecter. Aujourd’hui, des distributions comme Ubuntu proposent, sur leur CD d’installation, un démarrage « live-CD », non seulement pour les essayer sans les installer, mais également pour vérifier qu’elles gèrent correctement les périphériques de l’ordinateur. Nous avons ici une caractéristique des distributions « live-CD » qui est àl’opposé de ce qu’on trouve sur les systèmes embarqués mais qui, àmon sens, est fondamentale pour l’adaptabilité du résultat de notre travail àtoutes les configurations que nous pouvons rencontrer sur les différents chantiers. En particulier au niveau des communications, ces distributions savent se connecter àInternet par Ethernet, modem analogique, ISDN, wifi, ppp, etc...

 L’administration réseau/système :

La plus célèbre des distributions « live-CD », Knoppix, a la réputation d’être le « couteau suisse » de l’administrateur.

Deux exemples d’utilisation :

Le système du pc d’un collègue vient de planter alors qu’il s’apprêtait enfin àsauvegarder dix ans de travail. Si le pc peut démarrer sur le CD knoppix, il suffira de monter le disque dur et la sauvegarde pourra s’effectuer sur le périphérique qu’on voudra, voire par réseau. Il y a même des outils de récupération de fichiers corrompus.

Un serveur du labo vient de rendre l’âme. Il est très facile de récupérer n’importe quel pc et de le démarrer sous knoppix pour le transformer en serveur DHCP, DNS, ftp, web, mail, ou autre, le temps de remplacer la machine défaillante.

 Le piratage :

Sans vouloir faire de mauvais esprit, les meilleurs outils d’administration que j’ai trouvés dans le monde du logiciel libre (pour l’analyse de panne ou de dysfonctionnements divers) étaient àl’origine des outils de pirate. A contrario, le « couteau suisse » de l’administrateur peut bien sà»r devenir le « rossignol » du pirate.

Je ne développerai pas cet aspect, mais il est clair qu’un démarrage ne s’appuyant pas sur le système résident passe outre tous les login/mots de passe qu’on aura pu créer...

La persistance :

La plus grande qualité de ces distributions pourrait aussi devenir leur principal défaut : si on repart àchaque fois de rien, il devient vite agaçant de réorganiser tout le temps son bureau ou de recharger ses signets. C’est pourquoi elles proposent toutes la création d’un répertoire /home « persistant » sur le support de son choix (par exemple la clef USB). C’est dans ce répertoire que tout système Unix va chercher la personnalisation du bureau et des applications de l’utilisateur qui se logue. Garantir la mémoire d’un minimum de préférences personnelles entre chaque démarrage sur le CD permet alors vraiment de se sentir chez soi sur n’importe quel ordinateur qu’on aura emprunté.

Les distributions existantes :

J’ai déjàmentionne Knoppix comme étant celle qui a le plus fait parler d’elle. Créée et maintenue par Klaus Knopper, elle reste d’ailleurs la mère de beaucoup d’autres distributions qui en sont des refontes (« remasterisations » dans le jargon du « live-CD ») plus orientées sur certains thèmes comme l’enseignement, la sécurité, les systèmes d’information géographique, etc. La version française de knoppix est Kaella. Chaque distribution s’appuie sur une communauté de développeurs plus ou moins active dont dépend la fréquence des mises àjour et évolutions.

Deux points communs àtoutes ces distributions qu’il vaut mieux connaitre si l’on souhaite se lancer sans avoir lu quoi que ce soit dessus :

 les « cheat codes » : une ligne de commande est présentée juste avant le lancement du système pour permettre àl’utilisateur de forcer certains éléments de configuration (liste obtenue par F2/F3). Le plus utile de ces codes pour un français est knoppix lang=fr qu’il faudra taper knoppix lqng=fr (remplacer le nom « knoppix » par celui de la distribution utilisée, par exemple « dsl »). Cela n’influe que sur la prise en compte du clavier, pas sur la langue du système [3].

 les commandes administrateur : par défaut il n’y a aucun mot de passe dans le système. Ainsi il n’est pas possible de passer root avec une commande su (« substitute user »). A la place il faut faire précéder toutes ces commandes réservées de sudo.

Nous allons maintenant nous intéresser àune fille de Knoppix bien particulière...

Damn Small Linux :

Cette distribution se fait fort de tenir sur 50Mo. C’en est presque honteux de graver un CD pour ça. Pour voyager encore plus léger qu’avec Knoppix, on peut avoir son système et son /home sur la même clef USB de 128Mo. L’un des objectifs techniques de cette communauté de développeurs est d’obtenir un système qui ne « swappe » pas, qui peut tourner sur des ordinateurs avec très peu de mémoire. Ils ont cherché le plus léger des logiciels existants pour chaque type d’application (donc pas forcement le plus connu). Des développements spécifiques concernent le lancement sur des ordinateurs qui ne savent démarrer que sur disquette (« poor man’s install »). On voit clairement que ceci vise àdonner une seconde jeunesse àtous les vieux ordinateurs. Au-delàde la tentation de bricolage àbase de récupération que cette possibilité encourage (éventuellement justifiée par des temps de disette), on peut donc utiliser des ordinateurs « en fin d’exploitation » pour faire ses développements et vérifier la faisabilité de son projet avant d’investir dans une nouvelle machine : ce n’est plus du bricolage mais du prototypage !

La particularité qui m’a intéressé pour des systèmes embarqués [4] s’appelle l’installation « frugale ». Il s’agit en gros d’installer une copie du CD sur la partition de démarrage du média de stockage de la machine (disque dur traditionnel sur un vieux portable, Compact Flash d’un matériel embarqué, etc.) et de mettre les éléments de la persistance sur une seconde partition du même média. Nous aboutissons àun système résident qui se recrée àchaque démarrage (exploration des périphériques présents) tout en conservant un minimum d’historique, voire des développements personnels sur la seconde partition.

Je ne vais pas décrire in extenso cette installation largement documentée sur le wiki DSL et commentée sur son forum. Les points sur lesquels j’ai perdu un peu de temps sont :

• avoir une partition de démarrage légèrement supérieure aux 50Mo de l’image du CD (pour ne plus chercher, je fais directement une partition de 60Mo).
• créer un système de fichiers sur la seconde partition, sinon l’installation n’arrivera pas ày créer les répertoires persistants.
• demander la création de home, opt et d’une sauvegarde
• choisir Grub plutôt que Lilo comme système de démarrage car il est plus facile d’en modifier les paramètres.

Je vais maintenant présenter un certain nombre de points techniques qui peuvent poser problème dans ce type d’installation. Ces considérations vont rapidement devenir arides pour ceux qui ne sont pas habitués àun système Linux Debian. Mais il y a un tas de choses avec Damn Small Linux qui fonctionnent directement et dont je ne parle pas. Ce qui suit peut être survolé rapidement, juste pour se souvenir, le jour où l’on rencontre un de ces problèmes, qu’il y a au moins une piste de solution dans cet article.

---

 Le régime frugal personnalisé :

On a déjàcompris que, sur la seconde partition, se trouve le répertoire /home/dsl. C’est bien sà»r làque nous installerons nos développements personnels.

Bien que la distribution DSL soit basée sur une distribution Debian, il n’est pas souhaitable d’utiliser de but en blanc l’utilitaire apt-get install le_paquet_qui_manque [5]. Les développeurs DSL créent des extensions qui sont des versions optimisées pour DSL des paquetages classiques. On peut les récupérer sur le Net avec l’utilitaire graphique MyDSL. Par exemple, pour dialoguer avec une station NetRS, j’ai chargé l’extension curl.tar.gz. Ces fichiers d’extensions sont mis dans /opt/mydsl et c’est justement pour ne pas avoir àles télécharger àchaque fois que le répertoire opt est installé sur la seconde partition. DSL installe automatiquement toutes les extensions trouvées dans opt àchaque démarrage.

On peut également demander àDSL de sauvegarder d’autres répertoires. Mais, afin de ne pas « engraisser » trop la sauvegarde pour rien, mieux vaut indiquer précisément les fichiers àsauvegarder. L’exemple le plus typique est le fichier /etc/shadow qui contient les mots de passes cryptés d’un système Unix. Par défaut il n’y aucun mot de passe sur DSL. Mais si nous n’en donnons pas, nous n’aurons jamais le droit de nous connecter ànotre système par ssh. Nous devons donc créer au moins un mot de passe qui doit être mémorisé d’un démarrage àl’autre. Pour cela on utilise le FileManager (présent dans la barre inférieure du bureau). On circule dans le système de fichiers àgauche et, après avoir sélectionné le fichier /etc/crontab, on clique sur le bouton add2filetool. Le fichier sera alors dans la liste des sauvegardes àeffectuer (on peut faire apparaître les fichiers cachés en cliquant sur H « hidden »). La sauvegarde peut être effectuée dans la foulée àtravers le panneau de contrôle DSL (bouton backup/restore) ou bien lors de l’arrêt du système (après avoir cliqué sur exit, le système demande si l’on veut effectuer une sauvegarde).

Dans le cadre de nos applications qui requièrent le déclenchement automatiques d’actions àheures fixes, ce fichier contiendra évidemment une ligne etc/crontab. Souvent, pour maintenir une configuration réseau différente du DHCP (attribution dynamique d’adresse IP), il faudra ajouter une ligne etc/network/interfaces.

Par défaut, le répertoire home/dsl fait partie de la liste des fichiers àsauvegarder. Si l’on a opté pour un répertoire home sur la seconde partition (ce qui permet de le parcourir, voire d’écrire dessus, en insérant la Compact Flash dans un autre système), nous nous retrouvons avec une double sauvegarde de ce répertoire (une fois en clair, une fois compressée). Cette redondance peut être recherchée si on dispose de plusieurs supports et que le répertoire home en clair ne se trouve pas au même endroit que la sauvegarde. Sinon c’est une perte de place...

Pour ajouter encore aux possibilités de personnalisation de la « Frugale » existent les fichiers /opt/bootlocal.sh et /opt/powerdown.sh, scripts qui s’exécutent respectivement àla fin du démarrage et juste avant l’arrêt du système. Un exemple de commandes que j’ai eu àrajouter au premier :

La première ligne me préserve de modifier par inadvertance quelque chose directement sur le système de démarrage (simple précaution). La seconde me permet de changer le fuseau horaire par défaut.

J’ai utilisé powerdown.sh lors du développement d’un système pour lequel je me retrouvais régulièrement àinstaller des paquetages Debian, les extensions DSL de l’époque ne me suffisant pas. Le lecteur non familier avec Debian peut sauter l’explication (le paragraphe) qui suit.

Losqu’on lance un apt-get install le_paquet_qui_manque, l’utilitaire apt commence par télécharger depuis l’Internet les paquetages àinstaller dans /var/cache/apt/archives/ avant de les installer avec l’utilitaire dpkg. Or ce répertorie n’existe qu’en mémoire vive. Pour éviter de devoir me rappeler àchaque démarrage de tout ce que j’avais rajouté et, en plus, de retourner sur le Net le chercher, j’avais créé un répertoire /home/dsl/DEB/ dans lequel le script powershutdown.sh venait systématiquement copier tout ce qu’il trouvait dans /var/cache/apt/archives/ avant l’arrêt du système. Au démarrage, bootlocal.sh explorait /home/dsl/DEB/ et lançait l’installation de tout ce qui s’y trouvait avec un dpkg -i le_paquet_qui_manque.

Attention ! C’est la demande d’arrêt du système qui provoque la sauvegarde. Une coupure de courant laissera perdre toute modification des fichiers indiqués dans .filetool.lst. Cependant, avec le répertoire /home/dsl sur la seconde partition, le besoin d’une sauvegarde avant l’arrêt ne se justifie généralement que pendant la phase de développement du système. Une fois opérationnel sur le terrain, seules de très rares opérations comme un changement de mot de passe àdistance peuvent nécessiter cette sauvegarde.

Un point de détail pour ceux qui en ont marre de voir le navigateur s’ouvrir sur la page d’initiation DSL àchaque démarrage : il suffit de supprimer, àla fin du fichier /home/dsl/.xinitrc la ligne

dillo /usr/share/doc/dsl/getting_started.dsl

---

 Les tâches automatiques :

Sur Unix, le déclenchement d’opérations àheure fixe passe par le démon cron qui lit le fichier crontab toutes les minutes. Sous DSL, dont l’esprit n’est pas celui d’un système multi-utilisateurs, cette table est unique et se trouve dans le répertoire /etc (àéditer par sudo vi /etc/crontab). De plus le démon cron n’existe pas. Sur les anciennes versions il fallait télécharger l’extension cron30.dsl. Maintenant il existe /usr/local/bin/MyCron. La façon la plus simple de l’activer reste d’indiquer « cron » dans la commande de démarrage du système, soit quand on procède àl’installation « frugale » sur la même ligne que home=hda2, soit en modifiant le fichier /boot/grub/menu.lst.

Attention ! la crontab DSL contient un champ de plus que la crontab classique.

---

 perl :

Pour ceux qui ont des scripts perl (personnellement j’en utilise pour dialoguer avec le GB1000), la version perl intégrée avec DSL est vraiment minimale. Mais il existe l’extension perl5.8.0.dsl qui contient les modules perl les plus usités. Malheureusement pour moi, si j’y trouve les modules IO::Socket et Net::FTP ou Net::Netrc, il me manque encore Net::Telnet.

Pour compléter mon Perl, il me faut chercher les sources des modules qui me manquent sur le CPAN, puis les compiler. Cette compilation nécessite l’outil make non présent sur la distribution de base. Heureusement il suffit d’ajouter l’extension gcc1-with-libs.unc pour avoir tout le nécessaire.

---

 le shell :

Si vous pratiquez le « Bourne Again SHell », vous êtes déjàchez vous sous DSL, il n’y a rien àchanger. Si, comme moi, vous avez trop plongé dans les scripts gamit pour parler autre chose que le C-shell, il n’y a rien pour vous mettre àl’aise parmi les extensions proposées.

Mais les développeurs DSL ont prévu qu’on puisse vouloir profiter de toute la diversité des paquetages Debian, tout en nous avertissant que nous risquons de nous retrouver avec des problèmes de « dépendances brisées » entre paquetages, car DSL n’est pas une pure Debian.

Il nous faut d’abord activer l’utilitaire Debian apt àla souris : Apps->Tools->Enable Apt . DSL va alors chercher et installer son extension dsl-dpkg.dsl qui va enchaîner sur une mise àjour (une création, en fait) du cache apt.

Dans un terminal on peut alors taper apt-cache search tcsh pour obtenir la liste des paquetages Debian correspondants (si csh me suffit pour faire tourner mes scripts, je préfère tcsh pour la ligne de commande). En revanche, un apt-get install tcsh va générer une erreur typique d’une distribution en « live CD » : l’utilitaire essaie de créer le fichier /etc/skel/.cshrc qui est le modèle (« squelette »), du .cshrc de chaque utilisateur, mais dans notre cas /etc/skel est un lien symbolique vers l’image ISO KNOPPIX. La solution consiste àsupprimer le lien symbolique et recopier sa cible àla place :

Cette fois ça passe !

---

 la clef USB :

Ce pourrait être n’importe quel autre support ! Ce qui m’intéresse ici est d’ajouter momentanément un périphérique supplémentaire pour y copier des données. DSL ne détecte les périphériques qu’au démarrage. La procédure consiste donc àenficher la clef et àfaire redémarrer DSL alors que la clef est en place. Même si elle n’est pas visible immédiatement, il suffit de jeter un oeil dans le répertoire /mnt pour y trouver un nouveau point de montage (par exemple sda1). On peut alors monter la clef :

sudo mount /dev/sda1 /mnt/sda1

et y effectuer les copie.

---

 L’interface texte :

Pour un système de terrain sur lequel on viendra sans doute se connecter àtravers des liaisons toujours trop lentes, on préfère une interface texte. Du coup il est beaucoup moins facile de retrouver ses outils d’administration. Toutefois, si l’on développe sur un pc muni d’un écran, rien n’empêche de rester en mode graphique jusqu’au bout du travail de développement, et de ne restreindre le système au mode texte qu’après. Pour cela, il suffit de rajouter « 3 » dans la ligne de démarrage du système (fichier /boot/grub/menu.lst). Le noyau (ce n’est pas spécifique àDSL) accepte comme paramètre le « run level » àatteindre (1 : mono-utilisateur ; 2 : multi-utilisateurs ; 3 : réseau ; 4 : serveur X).

A contrario, j’ai apprécié, sur un pc embarqué sans écran que je m’étais embêté àconfigurer depuis un hyperterminal sur son port série, de pouvoir profiter de son interface réseau pour lancer les utilitaires graphiques depuis une machine distante dotée d’un écran correct. Il devenait alors plus facile de travailler àdistance qu’en direct.

Je vais indiquer certaines commandes àpasser en mode texte pour reproduire ce qui se passe en mode graphique. Mais le plus utile est de connaître l’astuce qui permet de les retrouver :
Le menu graphique qui s’affiche lorsqu’on clique àdroite sur le bureau se trouve dans /home/dsl/.fluxbox/menu. Ce fichier contient, en face de chaque libellé, le script correspondant. Dans les anciennes versions de DSL c’était directement le programme àutiliser en ligne de commande. Actuellement de plus en plus de ces scripts font appel àl’interface graphique (extension lua). Avec, par exemple, un which exit.lua on trouve /usr/bin/exit.lua dans lequel on voit un exitcheck.sh qui est notre commande en mode texte.

La sauvegarde des répertoires et fichiers autres que /home et /opt se base sur le contenu des fichiers .filetool.lst et .xfiletool.lst contenus dans /opt/ (sur des versions antérieures, ces fichiers étaient dans /home/dsl/). Le premier indique les fichiers et répertoires àsauvegarder, le second ceux àretirer de la sauvegarde (dans le cas d’un fichier mentionné dans les deux, c’est le retrait de la sauvegarde qui prévaut).
Cette sauvegarde est effectuée en lançant filetool.sh backup sur le support mentionné dans /opt/.backup_device en créant le fichier backup.tar.gz.
La mention restore={le_support} dans la ligne de démarrage du système évitera d’avoir àfaire soi-même un filetool.sh restore au démarrage suivant.

L’arrêt du système se fait àtravers /usr/local/bin/exitcheck.sh suivi de l’option shutdown ou reboot. Il admet un second paramètre, « yes », pour activer la sauvegarde avant l’arrêt.

Si le système sur lequel on développe n’a pas accès àl’Internet, il est possible de copier les extensions dans le répertoire mydsl/ et de les installer « Ã la main » avec la commande mydsl-load mon_extension.

Dernier détail qui peut économiser du temps en mode texte : comment savoir sur quelle version de DSL on travaille sans fond d’écran pour l’identifier ? La version se trouve dans le fichier /usr/share/doc/dsl/release.txt.

---

Conclusion

Pour résumer, les avantages d’utiliser Damn Small Linux en installation « frugale » pour nos applications terrain sont :

 l’absence de risque de corruption du système en cas de coupure brutale de l’alimentation

 la détection d’une large gamme de périphériques àchaque démarrage

 la facilité pour établir une connexion Internet avec toutes les interfaces habituellement disponibles sur un ordinateur

 la faible occupation mémoire

post scriptum :

J’espère que les considérations techniques en fin d’article n’auront pas effrayé les lecteurs les moins familiers avec la distribution Debian (ou Ubuntu). L’idéal, pour s’habituer, est d’adopter Damn Small Linux ou Knoppix pour son travail quotidien (bureautique, retouche photo, video, etc.). Ces activités sont généralement plus motivantes que l’interfaçage d’un récepteur GPS pour apprendre àmaîtriser un nouveau système. Le passage àl’« embarqué » se fera alors presque sans s’en apercevoir puisqu’on se retrouvera sur sa distribution de bureau...