查看: 4713|回复: 0

用树莓派构建低能耗网络存储设备

本文由极客范 - SarahCla 翻译自 Jason Fitzpatrick。欢迎加入极客翻译小组，同我们一道翻译与分享。转载请参见文章末尾处的要求。

把一个树莓派和一些廉价的外设结合起来，你就可以拥有一个非常低耗并且永远在线的网络存储设备。继续看下文，告诉你如何构建树莓派NAS。

为何我们要这样做？

拥有一个在线网络存储，可以让你方便的在内外网存取数据。当然，也可用它作为备份设备。但是，享受方便的同时，你也得为其消耗的巨大电量买单。例如，我们的办公服务器，运行24小时*7天，一年大约就会消耗200美元电量。而一个树莓派网络存储设备，每年大约只会消耗5美元。这么一个有更多存储空间，更强处理能力（例如：可以在合理时间内转码一个多TB的视频）的成熟的网络服务器方案，也许我们是一个给你提供的吧。当然，对大多数人来说，一般也只会把在线电脑作为文件服务器和备份仓库来使用。这些任务，对于树莓派来说，毫无压力，再说，它还能给你节约不少开销。

需要的材料？

这个教程基于我们前面的教程，假设你已经完成了前面的章节，也就是说，你已经有了块树莓派，成功启动，挂载了鼠标和键盘，安装好了Raspbian系统。
除了这些基础设施，你还需要跟着教程从头开始做，好了，准备下面的硬件：

方案一：一个（至少一个）USB硬盘，用来做简单的网络备份和文件服务；

方案二：两个（至少两个）USB硬盘，用来做本地数据冗余。

如果你只是想要一个简单的网络存取设备，一个硬盘就够了。我们非常推荐使用至少两个硬盘，以便能做本地数据冗余。为了配合本篇教程，我们使用一对儿希捷Backup Plus 1TB便携式外置硬盘。它们个头娇小，不需要外接电源，且容易买到。

你可以用现有的硬盘，不过，如果有可能的话，有小的低功耗的硬盘当然更好，因为本篇讲述的就是如何构建一个小型的低功耗的NAS，你当然得配合一下不是？所以，忘了现有的普通硬盘吧，把前面那句掐了，别播。

在继续之前，温馨小提示，如何配置树莓派，当前有多种设计选择。大部分的用户可能会选择严格按照我们的教程来做，当然，你也可以根据你的需求进行调整。

首先，我们使用 NTFS 格式的硬盘。假设树莓派NAS由于某些原因挂了，我们想通过USB 3.0 接口而非网络接口快速的拷贝资料，有NTFS格式的硬盘，这事儿就相当简单了。把硬盘从NAS上取下来，直接接到我们使用的电脑上，搞定。

第二，我们使用Samba作网络共享，目的仍然是追求方便，Samb可以方便的让树莓派与我们常用的windows网络环境相契合。

准备及挂载外接硬盘

一旦你攒齐了硬件，先按照树莓派上手教程速度做好（跑上Raspian），现在开始我们的树莓派NAS之旅。

第一步，把硬盘挂载到树莓派上（选配的USB集线器、外接电源等）。硬盘挂接好，树莓派上电，我们可以开始工作了。

注意：我们用了两块硬盘。如果你决定只使用一块盘，那么就直接忽略本节中对第二快盘的处理部分。

我们会直接在终端界面上执行所有的操作。当然，你也可以用Raspian系统中的LXTerminal或者用类似putty的工具通过SSH连接树莓派，这些方式都可以。

进入命令行，首先需要让Rasbian系统支持NTFS格式的磁盘，执行下面的语句：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo apt[color=rgb(0, 111, 224) !important]-[color=teal !important]get [color=teal !important]install ntfs[color=rgb(0, 111, 224) !important]-[color=rgb(0, 153, 153) !important]3g

下载包，解包，安装，通常会用一到两分钟。一旦NTFS包安装完毕，我们就可以查找新挂上的硬盘的未挂载分区了。

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo fdisk[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-l

你至少会看到两个硬盘，如果你接了两个硬盘做数据镜像（和教程的环境一样），那么你至少能看到三个硬盘，就像下面这样：

第一个盘 /dev/mmcb1k0 是SD卡，它接在树莓派上，搭载了Rasbian 系统。这个盘我们就别去动它了。

第二个盘 /dev/sda 是我们的第一个 1TB 的外接硬盘。第三个盘，/dev/sdb 是我们接的另一块硬盘。我们关心的是它们的实际分区，分别是： /sda1/ 和 /sdb1/。请记下硬盘的名字。

我们需要生成一个目录来挂载硬盘。为了简便，我们分别为两块硬盘，创建名为 USBHDD1 及 USBHDD2 的两个目录。首先，命令行中执行下面的命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

[color=teal !important]sudo mkdir[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]USBHDD1
[color=teal !important]sudo mkdir[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD2

创建完目录，接着挂载硬盘到目录。继续，命令行中执行如何命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

[color=teal !important]sudo mount[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-t[color=rgb(0, 111, 224) !important] auto[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/dev[color=rgb(0, 111, 224) !important]/sda1[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]USBHDD1
[color=teal !important]sudo mount[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-t[color=rgb(0, 111, 224) !important] auto[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/dev[color=rgb(0, 111, 224) !important]/sdb1[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD2

这里我们必须让两个硬盘一个挂载到USBHDD1目录，另一个挂载到USBHDD2目录。下面会在两个硬盘中各自增加一个特殊目录，共享目录（为了保持事物的整洁，并隔离我们对两个硬盘的操作）。执行命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

[color=teal !important]sudo mkdir[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD1[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]shares
[color=teal !important]sudo mkdir[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD2[color=rgb(0, 111, 224) !important]/shares

接下来，我们安装Samba，通过它就可以从网络上对硬盘进行存取了。执行命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo apt[color=rgb(0, 111, 224) !important]-[color=teal !important]get [color=teal !important]install [color=teal !important]samba samba[color=rgb(0, 111, 224) !important]-common[color=rgb(0, 111, 224) !important]-bin

当询问是否继续时，输入Y。这时你可以休息一下了，喝杯咖啡，等着它解压，安装。Samba安装完成，可以开始配置。记得先备份一下Samba的配置文件，避免人品不好改错了，无法恢复。命令行中，庄严的写下：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo cp[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/etc[color=rgb(0, 111, 224) !important]/samba[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=rgb(0, 45, 122) !important]smb[color=rgb(51, 51, 51) !important].conf[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/etc[color=rgb(0, 111, 224) !important]/samba[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=rgb(0, 45, 122) !important]smb[color=rgb(51, 51, 51) !important].[color=rgb(0, 45, 122) !important]conf[color=rgb(51, 51, 51) !important].old

这个命令会把配置文件备份成同目录下的文件 smb.conf.old。完成备份，可以开始编辑Samba配置文件。执行命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo nano[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/etc[color=rgb(0, 111, 224) !important]/samba[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=rgb(0, 45, 122) !important]smb[color=rgb(51, 51, 51) !important].conf

这个命令会用 nano 文本编辑器打开配置文件。如果这是你第一次使用 nano ，强烈建议你先看看 Linux 的命令行文本编辑器新手指南。你可能会在终端窗口中看到下面的场景：

Nano 完全是键盘控制，使用箭头键移动光标到你想要编辑的位置。按向下的箭头键，可以看到一些有用的注释或修改记录。

首先是工作组标识，默认 workgroup = WORKGROUP。如果你有不同的工作名称，定位并修改它，如果相同，就不管它了。

除非你允许任何人都可以自由存(就像允许 Wi-Fi 蹭网一样) ，否则我们就需要开启Samba存储的认证功能。向下翻页直到找到如下的部分：

删掉 security = user 行前面的 # 号 (先定位到 # 当他高亮的时候按 del 键) 这样就为 Samba 共享目录开启了用户/密码验证。

下面，我们要为配置文件增加一整个段落。翻页到文件尾，输入下面的文字：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

[color=rgb(170, 170, 170) !important]3

[color=rgb(170, 170, 170) !important]4

[color=rgb(170, 170, 170) !important]5

[color=rgb(170, 170, 170) !important]6

[color=rgb(170, 170, 170) !important]7

[color=rgb(170, 170, 170) !important]8

[color=rgb(51, 51, 51) !important][Backup
[color=rgb(0, 45, 122) !important]comment[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=teal !important]Backup [color=teal !important]Folder
[color=rgb(0, 45, 122) !important]path[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD1[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]shares
[color=teal !important]valid [color=rgb(0, 45, 122) !important]users[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(51, 51, 51) !important]@[color=teal !important]users
[color=teal !important]force [color=rgb(0, 45, 122) !important]group[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=teal !important]users
[color=teal !important]create [color=rgb(0, 45, 122) !important]mask[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]0660
[color=teal !important]directory [color=rgb(0, 45, 122) !important]mask[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]0771
[color=teal !important]read [color=rgb(0, 45, 122) !important]only[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]=[color=rgb(0, 111, 224) !important] no

注意：定义在第一行的方括号中的名字就会是网络共享目录的名字。如果你不喜欢这个名字“Backup”，那么现在就改掉它吧。

退出文档编辑，按 CTRL+X 。询问你是否保存修改并覆盖现有的配置文件时，按Y。退出到命令窗口，执行命令重启 Samba ：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

sudo[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/etc[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=rgb(0, 45, 122) !important]init[color=rgb(51, 51, 51) !important].d[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]samba restart

到这里，我们需要创建一个可以使用Samba共享目录的用户。我会创建名为backups的账号，密码为backups4ever。命令如下：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

[color=teal !important]sudo [color=teal !important]useradd backups[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-m[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-G[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=teal !important]users
[color=teal !important]sudo [color=teal !important]passwd backups

命令会让你输入两次密码以确认。密码确认之后，需要把 “backups” 账号注册为 Samba 和合法用户。继续上命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo smbpasswd[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-a[color=rgb(0, 111, 224) !important] backups

提示输入密码时，需要输入backups账户的密码。因为已经把它注册为认证用户，这次就不用重启 Samba 守护进程了。现在，我们可以跳到任一台联网的Samba兼容机上测试共享目录了。

在一台Windows机器上，我们打开一个Windows文件浏览器，点击网络，确认主机名 RASPBERRYPI 在 WORKGROUPS 工作组中，点击共享目录 Backups：

弹出输入框时，输入你在上一步中创建的证书 (如果你是严格跟着教程一步步做下来的，那么用户名是 backups ，密码是 backups4ever).

一旦你的证书被接受，你会看到一个空的文件夹，因为我们还没有往里面放东西嘛。为了确认它工作良好，我们在里面创建一个简单的文件来测试它 (我们的环境是 Windows 7 桌面). 像这样创建一个文本文件：

现在，我们可以通过命令行方式来工作了。检查一下通过 Windows 桌面创建的文件是否确实已经在共享目录中成功创建。输入命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

cd[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD1[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]shares
ls

可以看到 hello-is-it-me-you-are-looking-for.txt 确实在目录中了。祝贺，我们的共享目录创建成功！

在离开本教程小节之前，我们还有件事情要做。配置树莓派，让它在重启是可以自动挂载外接硬盘。还是在命令行中打开 nano 编辑文件：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo nano[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/etc[color=rgb(0, 111, 224) !important]/fstab

这个操作会在 nano 中打开文件系统表，我们需要在里面增加一些入口，在 nano 中加入下面的行：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(170, 170, 170) !important]2

[color=rgb(0, 111, 224) !important]/dev[color=rgb(0, 111, 224) !important]/sda1[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]USBHDD1 [color=teal !important]auto noatime[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]0[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]0
[color=rgb(0, 111, 224) !important]/dev[color=rgb(0, 111, 224) !important]/sda2[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/[color=teal !important]USBHDD2 [color=teal !important]auto noatime[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]0[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]0

还是按 CTRL+X 退出, 按 Y 保存, 自动覆盖原来的文件。

如果你只用了一块硬盘，不做冗余，那么，好，你的超低功耗NAS就闪亮登场了。

为树莓派NAS配置简单的数据冗余

到目前为止，我们的树莓派NAS已经挂接到网络中了，文件传输也可以使用，但很明显，还有件事情我们忘了做。第二块盘已经配置了，但它还没有用上。

在这一小节中，我们会使用两个简单但强大的 Linux 工具，rsync 和 cron，用它们来配置树莓派NAS的数据镜像，从主盘的 /shares/ 文件夹到从盘的 /shares/ 。这不是一个像 RAID 一样的实时的数据镜像，而是为了数据安全，增加的一层日常（或半日常）的数据备份流程。

首先，我们需要在 Rasbian 中安装 rsync。如果这是你第一次使用 rsync，建议你先了解一下它的命令，推荐看这篇

在命令行中输入：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=teal !important]sudo apt[color=rgb(0, 111, 224) !important]-[color=teal !important]get [color=teal !important]install rsync

安装好 rsync，接着创建一个 cron 工作，让它负责自动从 USBHDD1 向 USBHDD2 拷贝文件，输入命令：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

crontab[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-e

这个命令会在 nano 中打开 cron 的计划任务表，经过刚才的步骤，你应该已经对这个界面比较熟悉了。继续，翻到文档尾，输入下面的一行：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

[color=rgb(0, 153, 153) !important]0[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 153, 153) !important]5[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]*[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]*[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]*[color=rgb(0, 111, 224) !important] rsync[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-av[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]--delete[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD1[color=rgb(0, 111, 224) !important]/shares[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD2[color=rgb(0, 111, 224) !important]/shares[color=rgb(0, 111, 224) !important]/

这个命令表明在早晨5:00（0 5 部分），每天（* * *，通配符代表年，月，日）我们希望能运行 rsync 去对比两个目录，拷贝 HDD1 中的所有文件到 HDD2 ，删除备份路径下存在的但主路径中已经没有了的文件。如果我们在 HDD1 中删除了一个电影文件，那么我们系统在下一个同步时，备份路径下的该文件也同样被删除。

配置这个命令需要注意的是，要选择好运行的时间，避免的网络繁忙的时候去执行。例如：如果你把树莓派NAS作为备份机来使用，并且安装了自动化的软件会在每天凌晨5:00开始向NAS目录中拷贝文件，那么你就需要调整配置的执行时间，或者调整cron任务的执行时间。也就是说，你不要在远程备份的同时，又做本地的同步。

完成了 crontab 的配置，敲 CTRL+X 退出并保存。如果想要立刻运行 rsync ，减轻初始 cron 工作对系统的影响，那么直接运行下面的命令就可以了：

[backcolor=rgb(248, 248, 255) !important]

[color=rgb(170, 170, 170) !important]1

rsync[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]-av[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]--delete[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD1[color=rgb(0, 111, 224) !important]/shares[color=rgb(0, 111, 224) !important] [color=rgb(0, 111, 224) !important]/media[color=rgb(0, 111, 224) !important]/USBHDD2[color=rgb(0, 111, 224) !important]/shares[color=rgb(0, 111, 224) !important]/

好咯！现在你只需要过两天检查一下树莓派，验证计划任务按照预期执行了，即，在 /USBHDD1/shares/ 路径下的文件都应该出现在 /USBHDD2/shares/ 目录下。从现在开始，所有你放到树莓派NAS下的文件都会被按天自动镜像到另一个硬盘。

我们做的这些树莓派项目中，有你喜欢的吗？多多少少，我们都希望通过评论获知到你对派的想法。