IT-Blog von Sebastian van de Meer

Schlagwort: Raspberry Pi

Raspberry Pi als serieller Konsolenserver

Wir haben 2026. Alles wandert in die Cloud. Trotzdem will ich heute über serielle Konsolen schreiben. Klingt retro, ist es aber nicht. Wenn ein Switch sich verkonfiguriert hat und das Netzwerk weg ist, hilft kein Ansible und kein Dashboard in der Cloud. Dann hilft nur noch der serielle Konsolenport. Out-of-Band Management ist nicht tot. Es wurde nur teuer verpackt.

Kommerzielle Konsolenserver kosten gerne vierstellig. Oder man nimmt einen Raspberry Pi der noch herum liegt und auf eine neue Aufgabe wartet (ich habe hier ein paar Pi1 oder 2 herum liegen). Zusammen mit zwei USB Serial Adaptern hat man für unter 50 Euro einen Konsolenserver mit acht Ports. Das reicht für die meisten Setups locker aus.

Raspberry Pi als DIY-Konsolenserver mit USB-Serial-Adaptern zur Verwaltung serieller Konsolen von Netzwerkgeräten über SSH und ser2net

Wofür ein Konsolenserver

Der klassische Fall: Ein paar Switches im Rack, jedes Gerät hat einen seriellen Konsolenport. Im Normalbetrieb konfiguriert man über das Netzwerk. Aber wenn mal eine falsche Route das Management Interface unerreichbar macht oder ein VLAN Umbau schiefgeht, steht man vor dem Gerät und steckt ein Kabel rein. Wenn das im DC in Frankfurt ist, oder vielleicht irgendwo in China, dann kann das spannend werden 😀

Oder man hat vorgebaut.

Ein Konsolenserver hängt permanent an den seriellen Ports der Netzwerkgeräte. Man kommt per SSH auf den Konsolenserver und von dort auf die serielle Konsole des Zielgeräts. Ob das Netzwerk funktioniert oder nicht, spielt keine Rolle mehr. Öhm also ja, so grob. Der Pi sollte dann ja schon noch erreichbar sein 😀 Aber man hat ja in einem entfernten DC auch eine Dailin Line oder ähnliches, richtig? Richtig?

Meme mit Anakin und Padmé: „Der Konsolenserver hängt an allen Switches – wir kommen immer auf die Konsole – der Raspi ist erreichbar über … die gleiche Strecke.“

Hardware

Ein Raspberry Pi. Es muss kein aktuelles Modell sein. Selbst ein alter Pi 2 reicht völlig aus. Das Ding muss ser2net laufen lassen und ein paar serielle Ports bedienen, dafür braucht man keinen Quad Core mit 8 GB RAM. Der Pi aus der Schublade bekommt endlich eine sinnvolle Aufgabe.

FTDI Quad Port USB Serial Adapter (Vendor 0403, Product 6011). Pro Adapter bekommt man vier serielle Ports. Mit zwei Adaptern hat man acht Ports. Die Dinger gibt es für kleines Geld.

RS232 Kabel zu den Console Ports der Netzwerkgeräte. Welcher Stecker passt, hängt vom Hersteller ab. RJ45 auf DB9, DB9 auf DB9, die üblichen Verdächtigen. Da muss man schauen was die eigenen Geräte mitbringen.

Stabile Gerätenamen mit udev

Das erste Problem nach dem Einstecken der USB Adapter: Linux vergibt die /dev/ttyUSBx Nummern nach Lust und Laune. Nach einem Reboot kann ttyUSB0 plötzlich ttyUSB4 sein. Wenn man wissen will welcher Port an welchem Gerät hängt, ist das unpraktisch.

Die Lösung sind udev Regeln. Jeder FTDI Adapter hat eine eigene Seriennummer. Die findet man so:

udevadm info -a -n /dev/ttyUSB0 | grep serial

Damit baut man sich Regeln die stabile Symlinks erzeugen. Datei /etc/udev/rules.d/99-serial-consoles.rules:

SUBSYSTEMS=="usb", ENV{.LOCAL_ifNum}="$attr{bInterfaceNumber}"
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6011", ATTRS{serial}=="FT000001", SYMLINK+="quad0-%E{.LOCAL_ifNum}"
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6011", ATTRS{serial}=="FT000002", SYMLINK+="quad1-%E{.LOCAL_ifNum}"

FT000001 und FT000002 ersetzt man durch die echten Seriennummern der eigenen Adapter. Das Ergebnis sind stabile Symlinks: /dev/quad0-00 bis /dev/quad0-03 für den ersten Adapter, /dev/quad1-00 bis /dev/quad1-03 für den zweiten. Acht Ports, immer gleich benannt. Egal wie oft man den Pi neustartet.

ser2net

ser2net bildet die seriellen Ports auf TCP Ports ab. Man kann dann per Telnet auf einen bestimmten Port zugreifen und landet direkt auf der seriellen Konsole des zugehörigen Geräts. Installieren mit apt install ser2net, dann die Konfiguration in /etc/ser2net.conf:

localhost,2001:telnet:600:/dev/quad0-00:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2002:telnet:600:/dev/quad0-01:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2003:telnet:600:/dev/quad0-02:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2004:telnet:600:/dev/quad0-03:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2005:telnet:600:/dev/quad1-00:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2006:telnet:600:/dev/quad1-01:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2007:telnet:600:/dev/quad1-02:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner
localhost,2008:telnet:600:/dev/quad1-03:9600 8DATABITS NONE 1STOPBIT banner

9600 8N1 ist der Standard bei den meisten Netzwerkgeräten. Falls ein Gerät eine andere Baudrate braucht, passt man die entsprechende Zeile an. Der Timeout von 600 Sekunden trennt die Verbindung nach zehn Minuten Inaktivität. Das verhindert dass ein vergessenes Telnet die Konsole dauerhaft blockiert.

Direkter Zugriff mit minicom

Wer ser2net nicht nutzen will oder schnell direkt auf einen Port muss, nimmt minicom:

minicom -D /dev/quad0-00 -b 9600

minicom ist gut für schnelle Tests und Debugging. Für den Dauerbetrieb mit mehreren Ports gleichzeitig ist ser2net die bessere Wahl.

Warum localhost

ser2net ist im gezeigten Setup bewusst auf localhost gebunden. Man muss sich erst per SSH auf den Pi einloggen und dann telnet 127.0.0.1 200x aufrufen. Das ist Absicht.

Man könnte ser2net auch auf 0.0.0.0 binden und die Ports direkt aus dem Netz erreichen. Davon rate ich ab. Telnet ist unverschlüsselt. Auch in einem Management VLAN hat das nichts verloren.

Bessere Alternativen wenn man ohne SSH auf den Pi will:

  • ser2net ab Version 4.x unterstützt SSL/TLS. Damit hat man verschlüsselte Verbindungen direkt zu den Console Ports.
  • stunnel vor ser2net schalten. stunnel terminiert TLS und reicht die Verbindung an den lokalen ser2net weiter.
  • Wer nativen SSH Zugriff direkt auf die seriellen Ports braucht, sollte sich conserver anschauen. ser2net kann kein SSH.

Für die meisten Setups ist SSH auf den Pi und dann Telnet auf localhost der einfachste und sicherste Weg.

Absichern

Ein paar Dinge die man auf dem Pi noch machen sollte:

Den Default Benutzer pi löschen. Einen eigenen Benutzer anlegen. SSH Key Authentifizierung einrichten und Login per Passwort deaktivieren. Das ist nicht optional.

NTP konfigurieren. Timestamps in Logs sind nutzlos wenn die Uhrzeit nicht stimmt.

Syslog an einen zentralen Logserver weiterleiten. Wenn man serielle Konsolen mitschneidet, will man die Logs nicht nur lokal auf dem Pi haben.

Workflow

Der Alltag sieht dann so aus:

  1. SSH auf den Pi: ssh admin@10.0.0.50
  2. Telnet auf den gewünschten Port: telnet 127.0.0.1 2003
  3. Man landet auf der seriellen Konsole von Switch 3

Alternativ direkt mit minicom: minicom -D /dev/quad0-02 -b 9600

Zum Trennen: Ctrl-] und dann quit bei Telnet. Ctrl-A gefolgt von X bei minicom.

Fazit

Ein alter Raspberry Pi, zwei USB Adapter, ein paar Kabel. Mehr braucht man nicht für einen funktionierenden Konsolenserver mit acht Ports. Die Einrichtung dauert vielleicht eine Stunde. Danach läuft das Ding und man muss nie wieder ein Konsolenkabel quer durch den Serverraum schleppen.

Und der alte Pi aus der Schublade hat endlich wieder eine Aufgabe.

Ihr habt Fragen, Anmerkungen oder baut das Setup selbst nach? Meldet euch gerne über die Kontaktseite oder direkt per E-Mail.

Kodi auf dem Raspberry Pi 4: Ruckelfreie Wiedergabe einrichten

Der Raspberry Pi 4 , egal ob mit 4GB oder 8GB RAM, ist in der Kombination mit Kodi eine wunderbare Erweiterung am Fernseher. Leider sorgte die letzte Version Kodi v19.3 (Matrix) bei mir für ein paar Problemchen. So stockte oder ruckelte die Wiedergabe von Videos oder die Wiedergabe lief für einige Minuten gut, dann wurde gebuffert, nur damit sich dieses Spielchen alle paar Minuten wiederholte. Egal ob im WLAN oder direkt am LAN.

Folgende Änderungen haben bei mir für eine Lösung der Probleme gesorgt:

  1. Erstellen einer XML Datei, welche die default Einstellungen des Cachings überschreibt.

    Speicherort und Dateiname ist: /storage/.kodi/userdata/advancedsettings.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<advancedsettings>
        <cache>
                <memorysize>524288000</memorysize>
                <buffermode>1</buffermode>
                <readfactor>6</readfactor>
        </cache>
</advancedsettings>

Achtung… Bei XML Dateien, spielt das richtige „Einrücken“ schon mal eine Rolle 😉

2. Erweitern des Arbeitsspeichers für die GPU, sowie das Erzwingen des „Turbo“ Modus.
Dafür einfach die Datei /flash/config.txt um folgende Zeilen erweitern/einpassen:

# Default GPU memory split, 76MB are needed for H264 decoder
gpu_mem=256
force_turbo=1

Wer dieses gerne per SSH machen möchte, muss das Volume /flash einmal schreibfähig mounten:

mount -o remount,rw /flash

Die Option gpu_mem setzt recht einfach den, für die Grafikkarte, reservierten Arbeitsspeicher fest auf 256MB. Dieses macht selbst bei der 4GB Raspberry PI 4 Version kein Problem.

force_turbo deaktiviert das dynamische, lastabhängige takten der CPU, GPU und des Arbeitsspeichers, sowie der Spannungen. Alles läuft daher auf Maximum, aber ohne zu übertakten. Dieses hat weniger Auswirkungen auf die Probleme bei der Wiedergabe, sorgt aber für ein allgemein „flüssigeres“ Verhalten. Dafür steigt die Stromaufnahme und die Temperatur. Da wir hier über einen Raspberry sprechen, ist es wohl für die Meisten zu vernachlässigen.

3. Um Temperatur und Geräuschpegel im Zaum zu halten, empfiehlt sich ein gutes passiv gekühltes Gehäuse. Folgendes kann ich empfehlen: https://amzn.to/3qF61pe

Das mitgelieferte Netzteil hat ausreichend Power, man kommt noch an „alles“ ran, das Gehäuse ist sehr massiv und selbst bei großer Last/langem Betrieb, wird alles nur handwarm.


Update Februar 2026 — Kodi 21 (Omega) / LibreELEC 12.x

Seit Kodi 21 (Omega), das mit LibreELEC 12.x ausgeliefert wird, funktioniert die oben beschriebene Cache-Konfiguration über die advancedsettings.xml nicht mehr korrekt. Die <cache> Sektion wird zwar noch eingelesen und im Log angezeigt — die tatsächlich aktiven Werte kommen aber aus den GUI-Settings (guisettings.xml). Im Kodi-Log erkennt man das an dieser Zeile:

New Cache GUI Settings (replacement of cache in advancedsettings.xml) are:
    Buffer Mode: 4
    Memory Size: 20 MB
    Read Factor: 4.00 x

Das bedeutet: Trotz konfigurierter 500 MB in der advancedsettings.xml läuft Kodi mit nur 20 MB Puffer — dem Default. Nicht gerade ideal.

Die neue Methode

Die Cache-Werte müssen jetzt direkt in /storage/.kodi/userdata/guisettings.xml gesetzt werden. Dafür Kodi stoppen, Datei bearbeiten, Kodi starten:

systemctl stop kodi
sleep 3

In der guisettings.xml diese drei Zeilen suchen und anpassen. Wichtig: Das default="true" muss entfernt werden, damit Kodi die Werte als benutzerdefiniert erkennt.

Vorher:

<setting id="filecache.buffermode" default="true">4</setting>
<setting id="filecache.memorysize" default="true">20</setting>
<setting id="filecache.readfactor" default="true">400</setting>

Nachher (Beispiel für 8 GB RAM):

<setting id="filecache.buffermode">1</setting>
<setting id="filecache.memorysize">500</setting>
<setting id="filecache.readfactor">600</setting>

Dann Kodi wieder starten:

systemctl start kodi

Was die Werte bedeuten

buffermode = 1

Legt fest, welche Quellen gepuffert werden:

WertBedeutung
0Nur Internet-Streams (HTTP, FTP…)
1Alles (Internet + LAN + lokal) ← empfohlen
2Nur „echte“ Internet-Streams
3Kein Puffer
4Alle Netzwerk-Quellen (Default in Kodi 21)

Wir setzen 1 statt 4, damit NFS-Quellen garantiert gepuffert werden — egal wie Kodi die Quelle intern klassifiziert.

memorysize = 500 (bzw. 250)

Die Größe des Puffers in MB. Das ist der Speicher, den Kodi im RAM reserviert, um Film-Daten vorauszulesen.

Praktisches Beispiel: Ein typischer 4K-Film hat ~80 Mbit/s Bitrate (ca. 10 MB/s).

  • 20 MB (Default): Nur ~2 Sekunden Film im Puffer. Wenn das Netzwerk kurz schwankt, stockt die Wiedergabe sofort.
  • 500 MB: Ca. 50 Sekunden Film im Puffer. Selbst wenn NFS mehrere Sekunden hängt, läuft die Wiedergabe weiter.

Empfohlene Werte nach verfügbarem RAM:

  • 8 GB RAM: memorysize = 500
  • 4 GB RAM: memorysize = 250

readfactor = 600 (= 6×)

Der Wert wird intern durch 100 geteilt, also 600 = 6,0×. Kodi liest Daten mit der 6-fachen Geschwindigkeit der benötigten Bitrate voraus. Bei einem 80 Mbit/s Film liest Kodi also mit ~480 Mbit/s vom NFS, bis der Puffer voll ist. Danach drosselt es auf die tatsächlich benötigte Rate. Das sorgt dafür, dass der Puffer sich schnell füllt und möglichst voll bleibt.

Verifizierung

Nach dem Neustart im Kodi-Log prüfen, ob die neuen Werte aktiv sind:

grep "New Cache GUI Settings" -A4 /storage/.kodi/temp/kodi.log

Hinweis zum Raspberry Pi 5

Die config.txt Anpassungen (gpu_mem=256 und force_turbo=1) gelten weiterhin für den Raspberry Pi 4. Beim Raspberry Pi 5 sind diese nicht nötig — er nutzt eine andere GPU-Architektur (VideoCore VII) und gpu_mem hat dort keine Wirkung.

Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit DHT22 am Raspberry Pi messen

Meine Wetterstation hat aufgegeben 🙁 OK, wirklich interessant war für mich immer nur Luftfeuchtigkeit und Temperatur draußen. Diese Aufgabe sollte doch von meinem Raspberry Pi erfüllt werden können, oder? Dann hätte ich die Daten zusätzlich direkt in meinem Cacti!

Ich setzte dabei auf den DHT22 / AM2302. Über Amazon war dieser für 2€ schnell bestellt. Ein 4,7kΩ Widerstand hatte ich selbstverständlich noch. Das eigentliche Schaltbild ist nicht weiter der Rede wert, ich habe da ein Bild für euch weiter unten…

Zur Software…

Nötig ist git für wiringPi und lol_dht22

Erstmal eine root Konsole auf dem Raspberry Pi öffnen:

$ sudo /bin/bash

Alle Tools für git installieren:

$ apt-get install git-core

Dann einen clone von wiringPi ziehen und kompilieren:

$ git clone git://git.drogon.net/wiringPi
$ cd wiringPi
$ ./build
$ cd ..

Jetzt noch schnell lol_dht22, dieses Programm liest den eigentlichen Sensor aus.

$ git clone https://github.com/technion/lol_dht22
$ cd lol_dht22
$ ./configure
$ make

Damit sollte sich bereits der Sensor auslesen lassen:

$ ./loldht 7
Raspberry Pi wiringPi DHT22 reader
www.lolware.net
Data not good, skip
Humidity = 73.90 % Temperature = 9.30 *C

Perfekt 😀 Nun benötige ich natürlich nur die beiden Zahlen. Daher habe ich den Code etwas angepasst. So bekomme ich jetzt nur noch die beiden Werte beim Aufruf:

$ /lol_dht22/loldht 7
73.90
9.30

Diese sammle ich nun per Bash-Script über einen Cron-Job ein und lege sie in zwei Files.

$ crontab -l
* * * * * /var/scripts/getsensor.sh

Hier das vom Cron aufgerufene Script:

$ cat /var/scripts/getsensor.sh
#!/bin/bash

/lol_dht22/loldht 7 > /home/pi/both.txt

 
while [ ! -s "/home/pi/both.txt" ]
do
        sleep 5
        /lol_dht22/loldht 7  > /home/pi/both.txt
 
done

sed '2d' /home/pi/both.txt > /home/pi/humid.txt
sed '1d' /home/pi/both.txt > /home/pi/temp.txt

Damit liegen nun immer die aktuellen Werte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit in den beiden Textfiles unter /home/pi.

Jetzt sollen diesen Daten natürlich noch per snmp abgerufen werden können, damit ich sie in Cacti einbinden kann. Also zuerst snmp auf dem Raspberry Pi installieren:

$ apt-get install snmp snmpd

Unter „Pass-through“ MIB extension command lege ich nun zwei weitere an, für Temperatur und Luftfeuchtigkeit:

pass .1.3.6.1.2.1.25.1.8.2      /bin/sh         /usr/local/bin/temp
pass .1.3.6.1.2.1.25.1.8.1      /bin/sh         /usr/local/bin/humid

Wird nun per snmp diese OID abgefragt, wird das zugehörige Script ausgeführt:

$ cat /usr/local/bin/temp
#!/bin/bash
echo .1.3.6.1.2.1.25.1.8.2
echo gauge
cat /home/pi/temp.txt
$ cat /usr/local/bin/humid
#!/bin/bash
echo .1.3.6.1.2.1.25.1.8.1
echo gauge
cat /home/pi/humid.txt

Als kleiner Test:

$ snmpget -c public -v1 errorpi .1.3.6.1.2.1.25.1.8.1
iso.3.6.1.2.1.25.1.8.1 = Gauge32: 76

$ snmpget -c public -v1 errorpi .1.3.6.1.2.1.25.1.8.2
iso.3.6.1.2.1.25.1.8.2 = Gauge32: 9

Dieses lässt sich nun im Cacti einbinden und so aufzeichnen. Ok, etwas von hinten durch die Brust ins Auge… Sicher optimiere ich dieses noch 😀

Ach ja,  wer es braucht… Die Template-Exports für Cacti sind hier: cacti-temp.tar.gz


Und wohin mit dem Teil? Diese Frage hat mich etwas beschäftigt. Ich wollte es draußen haben, denn ich brauche ja die Daten von draußen 😀 Dafür muss es geschützt vor Wasser sein. Um die Luftfeuchtigkeit messen zu können darf es denn noch nicht komplett verschlossen sein. Ebenfalls sollte es an einer Stelle hängen, an welcher es nicht zu schlecht aussieht und vor allem, an welcher es nicht zerstört wird.

Ich habe einfach ein Rohr genommen, den Sensor dort mit etwas Silikon „eingeklebt“ und das Rohr an einer Seite mit einem Deckel verschlossen. So sollte kein Wasser an den Sensor laufen können. Angebracht habe ich dieses Rohr an meinem Pfosten der Satellitenschüssel. Dort oben „steht“ die Luft eher selten und es kommt niemand ran. Zusätzlich fällt es dort nicht weiter auf.

Mal abwarten wie es sich dort oben macht. Vielleicht hänge ich es später noch mal um! Sobald sich die eigentliche Position gefestigt hat, wird dann auch der Raspberry PI ordentlich verstaut ;-P


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