作者：Vamei 出處：http://www.cnblogs.com/vamei 嚴禁任何形式轉載。
給樹莓派連上顯示器和鍵盤滑鼠，就可以像使用一臺電腦一樣使用它了。但很多時候，我們是把體積小巧的樹莓派當做一個便攜裝置來使用的。這種時候，使用者可不希望隨身帶著體積龐大的滑鼠、鍵盤和顯示器。如果能用手中的電腦直接連線樹莓派，然後用該電腦的輸入輸出裝置來操縱樹莓派電腦，就可以省去很多不必要的麻煩。除此之外，樹莓派在物聯網情境下的應用，也離不開多樣的遠端連線方式。
區域網SSH登陸
常見的家庭或辦公網路都是以一個WiFi路由器為中心的。這種區域網場景下，可以很容易的用SSH的方式來遠端登陸樹莓派。SSH是用於遠端伺服器管理的加密協議。SSH分為伺服器和客戶端兩端。樹莓派將作為伺服器端，而同一區域網下的另一臺電腦可以作為客戶端。客戶端成功登陸之後，我們可以從客戶端用命令列的方式來遠端操作伺服器端。
首先，我們需要開啟樹莓派上的SSH伺服器。樹莓派已經預裝好了SSH伺服器，我們只需要進入樹莓派的設定頁面開啟就可以。從終端用命令列進入設定頁面：
sudo raspi-config
然後在"5 Interfacing Options" -> "P2 SSH"中開啟SSH伺服器：
為了遠端連線，我們必須知道樹莓派的IP地址。在樹莓派上，我們可以用ifconfig命令來找到樹莓派的IP地址：
ifconfig
從ifconfig的輸出中找到樹莓派在區域網中的IP地址。比如ifconfig輸出中給出了對應WiFi連線的wlan0埠地址為192.168.1.101。這個時候，就可以用同一區域網下的其他電腦來登入樹莓派了。我們需要用這臺電腦上的SSH客戶端，比如說用UNIX下的ssh命令：
ssh pi@192.168.1.101
輸入使用者pi的密碼，就可以遠端登入到樹莓派上。其實使用SSH客戶端時，除了說明樹莓派的IP地址，還需要一個埠號。在省略埠號時，客戶端預設為埠22。在Windows下，可以使用PuTTy這樣的SSH客戶端軟體。
Bonjour
但在上面的過程中，我們必須從樹莓派本地執行ifconfig來查詢它的IP地址，給遠端登陸增加了不必要的麻煩。我們可以用區域網掃描工具來找到樹莓派的IP地址。UNIX系統下提供了arp命令列工具，通過ARP協議來找到區域網下所有裝置的MAC地址和對應的IP地址。此外，在不同的平臺下也有很多圖形化的區域網掃描軟體，例如IPhone上的Fing、Mac OSX下的LanScan、跨平臺的Angry IP Scanner，都可以幫助你列出同一區域網下所有裝置的MAC地址和對應的IP。此外，你還可以登入路由器的管理頁面。很多路由器都會列出連線裝置及其IP。當然，通過這種方式得到的IP是一個列表，還要從中篩選出目標IP。如果區域網下裝置較多，其過程還是比較痛苦。
更方便的，樹莓派提供了對Bonjour的支援。Bonjour用於自動發現網路上的裝置，可以實現區域網上的自動域名解析。在同一區域網下，可以用主機名.local的形式，找到對應的IP地址。由於樹莓派的預設主機名是raspberrypi，因此可以用raspberrypi.local來登陸到樹莓派：
ssh pi@raspberrypi.local
如果區域網內有多個以raspberrypi為名的主機，那麼Bonjour將依次把它們稱呼為：
raspberrypi
raspberryipi-2
raspberryipi-3
...
為了徹底避免主機名的衝突，你還可以重新命名樹莓派的主機名。在raspi-config的設定頁面中，選擇"7 Advanced Options"->"A2 Hostname"，更改主機名再重新啟動樹莓派，就能以新的主機名來進行Bonjour定址。需要注意的是，Windows系統並沒有自帶對Bonjour的支援。你可以通過下載安裝iTunes或"Bonjour Print Services for Windows"來獲得Bonjour功能。
Bonjour給裝置了提供了一個動態域名，用於對應該裝置的IP地址。在Mac OSX下，你可以用下面命令來查詢背後的IP地址：
dns-sd -q raspberrypi.local
網際網路SSH登陸
介紹了區域網和點對點情況下的SSH登陸，我們可以把野心放大一點，嘗試在網際網路環境中遠端登陸SSH。我下面用幾種不同的方式實現。
1）NAT埠對映
如果我們能拿到樹莓派在網際網路上的公網IP地址，那麼就可以直接用一個命令SSH到該IP地址。問題是，現在大部分區域網路都用DHCP來給裝置分配網內的私有IP，很可能只有閘道器才享有一個公網IP地址。有些閘道器允許設定基於NAT的埠對映。如下圖所示，一組公網IP和埠號，能對應唯一的私網IP和埠號。這種情況下，我們就能從外網連線到區域網中的樹莓派：
我們可以利用這一機制來找到樹莓派，比如說，通過設定閘道器，讓公網的199.165.145.1:8999對應私網的10.0.0.1:22。這裡的199.165.145.1是閘道器的公網IP。10.0.0.1是樹莓派的私網IP。22是SSH協議的預設埠。這時在網際網路上的其他電腦上，就可以SSH連線到區域網中的樹莓派：
ssh pi@199.165.145.1:8999
為了用該方法，我們的閘道器必須允許相關的埠對映設定。而很多閘道器出於安全考慮，完全不向外網開放類似的埠對映。因此，這一方法看似可行，但實踐中會遇到很多困難。
2）REMOT3.IT
樹莓派官網提供了一種簡便的方法，即使用Weaved公司推出的REMOT3.IT。首先要在樹莓派上安裝相關的工具：
sudo apt-get install weavedconnectd
sudo weavedinstaller
在安裝過程中，REMOT3.IT會要求你輸入REMOT3.IT網站的賬戶資訊。樹莓派上安裝完成後，在REMOT3.IT網站登陸自己的賬戶，就能看到樹莓派裝置。如下圖所示，網站會提供用於在網際網路上連線到該樹莓派所需的地址和埠號。根據地址和埠號，你就可以在任何一個連線到網際網路的電腦上，用SSH客戶端訪問該樹莓派。這個服務很好用，只恨該網站不但會限制樹莓派數目，還會限制SSH連線的時間。想要避免這些限制，就需要繳費了。
3）SSH反向隧道
其實，類似於REMOT3.IT的技術不難自行實現。我們可以用SSH反向隧道（reverse tunneling）技術，從外網遠端登陸樹莓派。首先，讓樹莓派主動向公網伺服器的某個埠發起SSH連線，比如vameilab.com:8999，形成一個SSH隧道。當我們使用網際網路上的其他電腦，通過SSH連線到伺服器的這一埠時，伺服器會把通訊內容接力到與樹莓派的SSH隧道中，最終抵達樹莓派。整個過程如下圖所示。由於公網伺服器的域名和IP地址都相對固定，我們也不用為找不到樹莓派的IP地址而頭痛。
SSH反向隧道
瞭解原理之後，我們也可以自行實現一個類似的中繼伺服器。你可以使用Amazon或阿里雲的彈性雲來架設中繼伺服器。你需要在雲的控制檯中開放用於反向連線的埠，如8999。從樹莓派上用SSH命令建立反向隧道：
ssh -R 8999:localhost:22 vamei@vameilab.com
上面的命令，從樹莓派的22埠到vameilab.com的8999埠建立反向隧道。登陸時用的vamei是中繼伺服器上的一個賬戶。反向隧道建立之後，你就可以從網際網路上直接登陸樹莓派了：
ssh -p 8999 pi@vameilab.com
總結
這篇文章介紹了點對點、區域網、網際網路三個層面的遠端登陸。在這三個層面上，樹莓派還有很多種其他的遠端登陸方式。我會在未來繼續探索，並不斷補充到這篇文章中。
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