樹莓派自建 NAS 云盤之——樹莓派搭建網絡存儲盤

跟隨這些逐步指導構建你自己的基于樹莓派的 NAS 系統。

我將在接下來的這三篇文章中講述如何搭建一個簡便、實用的 NAS 云盤系統。我在這個中心化的存儲系統中存儲數據，并且讓它每晚都會自動的備份增量數據。本系列文章將利用 NFS 文件系統將磁盤掛載到同一網絡下的不同設備上，使用 Nextcloud 來離線訪問數據、分享數據。

本文主要講述將數據盤掛載到遠程設備上的軟硬件步驟。本系列第二篇文章將討論數據備份策略、如何添加定時備份數據任務。最后一篇文章中我們將會安裝 Nextcloud 軟件，用戶通過 Nextcloud 提供的 web 界面可以方便的離線或在線訪問數據。本系列教程最終搭建的 NAS 云盤支持多用戶操作、文件共享等功能，所以你可以通過它方便的分享數據，比如說你可以發送一個加密鏈接，跟朋友分享你的照片等等。

最終的系統架構如下圖所示：

硬件

首先需要準備硬件。本文所列方案只是其中一種示例，你也可以按不同的硬件方案進行采購。

最主要的就是樹莓派 3，它帶有四核 CPU、1G RAM，以及（比較）快速的網絡接口。數據將存儲在兩個 USB 磁盤驅動器上（這里使用 1TB 磁盤）；其中一個磁盤用于每天數據存儲，另一個用于數據備份。請務必使用有源 USB 磁盤驅動器或者帶附加電源的 USB 集線器，因為樹莓派無法為兩個 USB 磁盤驅動器供電。

軟件

在該社區中最活躍的操作系統當屬 Raspbian，便于定制個性化項目。已經有很多 操作指南 講述如何在樹莓派中安裝 Raspbian 系統，所以這里不再贅述。在撰寫本文時，最新的官方支持版本是 Raspbian Stretch，它對我來說很好使用。

到此，我將假設你已經配置好了基本的 Raspbian 系統并且可以通過 ssh 訪問到你的樹莓派。

準備 USB 磁盤驅動器

為了更好地讀寫數據，我建議使用 ext4 文件系統去格式化磁盤。首先，你必須先找到連接到樹莓派的磁盤。你可以在 /dev/sd/<x> 中找到磁盤設備。使用命令 fdisk -l，你可以找到剛剛連接的兩塊 USB 磁盤驅動器。請注意，操作下面的步驟將會清除 USB 磁盤驅動器上的所有數據，請做好備份。

1. pi@raspberrypi:~ $ sudofdisk-l
2. <...>
3. Disk/dev/sda:931.5GiB,1000204886016 bytes,1953525168 sectors
4. Units: sectors of 1*512=512 bytes
5. Sectorsize(logical/physical):512 bytes /512 bytes
6. I/O size(minimum/optimal):512 bytes /512 bytes
7. Disklabel type: dos
8. Disk identifier:0xe8900690
9. DeviceBootStartEndSectorsSizeIdType
10. /dev/sda1 204819535251671953523120931.5G83Linux
11. Disk/dev/sdb:931.5GiB,1000204886016 bytes,1953525168 sectors
12. Units: sectors of 1*512=512 bytes
13. Sectorsize(logical/physical):512 bytes /512 bytes
14. I/O size(minimum/optimal):512 bytes /512 bytes
15. Disklabel type: dos
16. Disk identifier:0x6aa4f598
17. DeviceBootStartEndSectorsSizeIdType
18. /dev/sdb1 *204819535216631953519616931.5G83Linux

由于這些設備是連接到樹莓派的唯一的 1TB 的磁盤，所以我們可以很容易的辨別出 /dev/sda 和 /dev/sdb 就是那兩個 USB 磁盤驅動器。每個磁盤末尾的分區表提示了在執行以下的步驟后如何查看，這些步驟將會格式化磁盤并創建分區表。為每個 USB 磁盤驅動器按以下步驟進行操作（假設你的磁盤也是 /dev/sda 和 /dev/sdb，第二次操作你只要替換命令中的 sda 為 sdb 即可）。

首先，刪除磁盤分區表，創建一個新的并且只包含一個分區的新分區表。在 fdisk 中，你可以使用交互單字母命令來告訴程序你想要執行的操作。只需要在提示符 Command(m for help): 后輸入相應的字母即可（可以使用 m 命令獲得更多詳細信息）：

1. pi@raspberrypi:~ $ sudofdisk/dev/sda
2. Welcome to fdisk(util-linux 2.29.2).
3. Changes will remain in memory only,until you decide to write them.
4. Be careful before using the write command.
5. Command(m for help): o
6. Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x9c310964.
7. Command(m for help): n
8. Partition type
9. p primary (0 primary,0 extended,4 free)
10. e extended (container for logical partitions)
11. Select(default p): p
12. Partition number (1-4,default1):
13. First sector (2048-1953525167,default2048):
14. Last sector,+sectors or+size{K,M,G,T,P}(2048-1953525167,default1953525167):
15. Created a new partition 1 of type 'Linux'and of size931.5GiB.
16. Command(m for help): p
17. Disk/dev/sda:931.5GiB,1000204886016 bytes,1953525168 sectors
18. Units: sectors of 1*512=512 bytes
19. Sectorsize(logical/physical):512 bytes /512 bytes
20. I/O size(minimum/optimal):512 bytes /512 bytes
21. Disklabel type: dos
22. Disk identifier:0x9c310964
23. DeviceBootStartEndSectorsSizeIdType
24. /dev/sda1 204819535251671953523120931.5G83Linux
25. Command(m for help):w
26. The partition table has been altered.
27. Syncing disks.

現在，我們將用 ext4 文件系統格式化新創建的分區 /dev/sda1：

1. pi@raspberrypi:~ $ sudomkfs.ext4 /dev/sda1
2. mke2fs1.43.4(31-Jan-2017)
3. Discarding device blocks:done
4. <...>
5. Allocating group tables:done
6. Writing inode tables:done
7. Creating journal (1024 blocks):done
8. Writing superblocks and filesystem accounting information:done

重復以上步驟后，讓我們根據用途來對它們建立標簽：

1. pi@raspberrypi:~ $ sudo e2label /dev/sda1 data
2. pi@raspberrypi:~ $ sudo e2label /dev/sdb1 backup

現在，讓我們安裝這些磁盤并存儲一些數據。以我運營該系統超過一年的經驗來看，當樹莓派啟動時（例如在斷電后），USB 磁盤驅動器并不是總被掛載，因此我建議使用 autofs 在需要的時候進行掛載。

首先，安裝 autofs 并創建掛載點：

1. pi@raspberrypi:~ $ sudo apt install autofs
2. pi@raspberrypi:~ $ sudomkdir/nas

然后添加下面這行來掛載設備 /etc/auto.master：

1. /nas    /etc/auto.usb

如果不存在以下內容，則創建 /etc/auto.usb，然后重新啟動 autofs 服務：

1. data -fstype=ext4,rw :/dev/disk/by-label/data
2. backup -fstype=ext4,rw :/dev/disk/by-label/backup
3. pi@raspberrypi3:~ $ sudo service autofs restart

現在你應該可以分別訪問 /nas/data 以及 /nas/backup 磁盤了。顯然，到此還不會令人太興奮，因為你只是擦除了磁盤中的數據。不過，你可以執行以下命令來確認設備是否已經掛載成功：

1. pi@raspberrypi3:~ $ cd/nas/data
2. pi@raspberrypi3:/nas/data $ cd/nas/backup
3. pi@raspberrypi3:/nas/backup $ mount
4. <...>
5. /etc/auto.usb on /nas type autofs (rw,relatime,fd=6,pgrp=463,timeout=300,minproto=5,maxproto=5,indirect)
6. <...>
7. /dev/sda1 on /nas/data type ext4 (rw,relatime,data=ordered)
8. /dev/sdb1 on /nas/backup type ext4 (rw,relatime,data=ordered)

首先進入對應目錄以確保 autofs 能夠掛載設備。autofs 會跟蹤文件系統的訪問記錄，并隨時掛載所需要的設備。然后 mount 命令會顯示這兩個 USB 磁盤驅動器已經掛載到我們想要的位置了。

設置 autofs 的過程容易出錯，如果第一次嘗試失敗，請不要沮喪。你可以上網搜索有關教程。

掛載網絡存儲

現在你已經設置了基本的網絡存儲，我們希望將它安裝到遠程 Linux 機器上。這里使用 NFS 文件系統，首先在樹莓派上安裝 NFS 服務器：

1. pi@raspberrypi:~ $ sudo apt install nfs-kernel-server

然后，需要告訴 NFS 服務器公開 /nas/data 目錄，這是從樹莓派外部可以訪問的唯一設備（另一個用于備份）。編輯 /etc/exports 添加如下內容以允許所有可以訪問 NAS 云盤的設備掛載存儲：

1. /nas/data *(rw,sync,no_subtree_check)

更多有關限制掛載到單個設備的詳細信息，請參閱 man exports。經過上面的配置，任何人都可以訪問數據，只要他們可以訪問 NFS 所需的端口：111 和 2049。我通過上面的配置，只允許通過路由器防火墻訪問到我的家庭網絡的 22 和 443 端口。這樣，只有在家庭網絡中的設備才能訪問 NFS 服務器。

如果要在 Linux 計算機掛載存儲，運行以下命令：

1. you@desktop:~ $ sudomkdir/nas/data
2. you@desktop:~ $ sudomount-t nfs <raspberry-pi-hostname-or-ip>:/nas/data /nas/data

同樣，我建議使用 autofs 來掛載該網絡設備。如果需要其他幫助，請參看 如何使用 Autofs 來掛載 NFS 共享。

現在你可以在遠程設備上通過 NFS 系統訪問位于你樹莓派 NAS 云盤上的數據了。在后面一篇文章中，我將介紹如何使用 rsync 自動將數據備份到第二個 USB 磁盤驅動器。你將會學到如何使用 rsync 創建增量備份，在進行日常備份的同時還能節省設備空間。

via: https://opensource.com/article/18/7/network-attached-storage-Raspberry-Pi

作者：Manuel Dewald 選題：lujun9972 譯者：jrg 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出