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使用树莓派作为 NAS（网络附加存储）

树莓派是一款功能强大的微型计算机，在技术爱好者中很受欢迎。它可以用于各种 DIY 项目，包括搭建网络附加存储（NAS）。在本教程中，我们将探讨以下几个方面：

树莓派适合做 NAS 吗？ ​

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树莓派具有强大的处理能力和灵活的配置选项，使其成为构建 NAS 的理想选择。以下是它的优势：

  • 成本效益：与传统 NAS 设备相比，树莓派相对便宜。
  • 低功耗：树莓派功耗很低，适合 24/7 运行。
  • 灵活性和可定制性：您可以安装各种操作系统和软件，根据需要配置 NAS。
  • 社区支持：树莓派拥有庞大的用户社区，提供丰富的资源和技术支持。

但是，也有一些限制需要考虑：

  • 性能限制：与高端 NAS 设备相比，树莓派可能存在性能约束，特别是在处理大量数据时。
  • 存储限制：树莓派本身没有内置大容量存储，需要外接硬盘或 SSD。

如何将树莓派 5 转换为 NAS？ ​

将树莓派 5 转换为 NAS 并不复杂。只需按照以下步骤操作：

步骤 1：准备硬件​

  • 一台树莓派 5
  • 一张 microSD 卡（建议 32GB 或更大）
  • 一个稳定的电源适配器
  • 外接硬盘或 SSD
  • 网络连接（有线或无线）

步骤 2：安装操作系统​

  1. 使用 Raspberry Pi Imager 等工具将操作系统镜像写入 microSD 卡。
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  1. 选择"Raspberry Pi 5" -> "Raspberry Pi OS (32-bit)" -> SD 卡（确保选择正确的设备，如果连接了其他 USB 设备，避免数据丢失），然后点击"Next"。以下是示例：
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  1. 然后，编辑设置。以下是提供的设置示例：
  • 输入您选择的主机名 nas（本教程中推荐）。
  • 输入用户名和密码，稍后您将需要这些信息进行身份验证。
  • 勾选"Configure WiFi"旁边的复选框，这样您的 Pi 就可以自动连接到 Wi-Fi。
  • 输入您的网络 SSID（名称）和密码。
  • 勾选"Enable SSH"旁边的复选框，这样我们就可以在不使用鼠标和键盘的情况下连接到 Pi。
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  1. 点击"Save"后，开始烧录镜像。该过程可能需要一些时间。当出现如下图所示的界面时，表示烧录完成。
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步骤 3：远程连接到 Pi​

插入 SD 卡后，给树莓派通电（如果可能，通过以太网电缆将其连接到网络，但在本教程中，我们将使用在镜像制作过程中选择的 WiFi）。

在您的计算机上打开终端会话，通过运行以下命令通过 SSH 访问树莓派，将 username 和 hostname 替换为镜像制作过程中设置的用户名和主机名：

$ ssh <username>@<hostname>.local

例如：

$ ssh [email protected]

您需要输入在镜像制作过程中创建的密码。以下是示例：

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现在我们已经完成了 SSH 连接，是时候将其转换为 NAS 了。

步骤 4：安装和配置 NAS​

1.定位驱动器​

首先，将存储设备连接到树莓派，然后使用以下命令检查连接的存储设备：

$ lsblk

您将看到类似这样的输出：

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在此输出中，mmcblk0 是您的 microSD 卡，第一个连接的 USB 存储设备显示为 sda（存储设备 A）。其他设备将是 sdb、sdc 等。

2.分区驱动器​

接下来，对驱动器进行分区，以便树莓派操作系统可以将其识别为单个存储设备：

$ sudo fdisk /dev/sda

以下是一些相关命令：

  • 创建新分区：n
  • 列出当前分区：p
  • 删除分区：d
  • 不保存更改退出：q

在这个项目中，我们将通过输入 'n' 然后按 Enter 键来创建一个新分区，并通过输入 'p' 然后按 Enter 将其指定为主分区。对于其余选项，我们将通过简单地按 Enter 来选择默认设置。如果存在现有分区，我们将通过输入 'd' 来删除它。以下是一个示例：

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tip

如果出现消息"All space for primary partitions is in use"，这意味着磁盘上已经有四个主分区或三个主分区和一个扩展分区，您需要删除一个分区（d）。

note

如果磁盘上有已挂载的分区（如我的 sda1），请按照以下步骤卸载它们：

  1. 退出 fdisk：输入 q 并按 Enter 退出 fdisk 以避免意外修改。
  2. 卸载文件系统：如果磁盘上有已挂载的分区，请先卸载它们。您可以使用以下命令查看已挂载的分区：
$ mount | grep /dev/sda
  1. 然后使用 umount 命令卸载它们，例如：
$ sudo umount /dev/sda1
  1. 运行：
$ sudo fdisk /dev/sda

以下是一个示例：

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然后，返回到上面的分区步骤。

3.格式化驱动器​

现在驱动器已经分区完成，必须对其进行格式化以确保 Raspberry Pi OS 可以访问和操作其上的数据。要使用 ext4 文件系统格式化您的驱动器，请使用以下命令：

$ sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
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4.挂载驱动器​

接下来，挂载驱动器以使其在 Raspberry Pi 的文件系统中可用：

$ sudo mount /dev/sda1 /mnt

并确保每次系统启动时都挂载驱动器：

$ sudo nano /etc/fstab

在文件末尾添加以下行：

/dev/sda1 /mnt/sda1/ ext4 defaults,noatime 0 1

按 Ctrl+X，然后按 Y，最后按 Enter 在 nano 中保存编辑的文件。以下是一个示例：

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5.创建共享文件夹​

运行以下命令在您的驱动器上创建共享文件夹：

$ sudo mkdir /mnt/sda1/shared

使用以下命令为 Raspberry Pi 上的所有用户授予读取、写入和执行权限：

$ sudo chmod -R 777 /mnt/sda1/shared

以下是一个示例：

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步骤 5：通过网络共享驱动器​

运行以下命令安装 Samba，这是一个用于通过网络共享目录的工具：

$ sudo apt install samba samba-common-bin

以下是一个示例：

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然后，配置 Samba 以通过网络共享目录。我们可以通过 Samba 配置文件来指示 Samba。在编辑器中打开配置文件：smb.conf

$ sudo nano /etc/samba/smb.conf

在文件末尾添加以下行：

[shared]
path=/mnt/sda1/shared
writeable=Yes
create mask=0777
directory mask=0777
public=no

按 Ctrl+X，然后按 Y，最后按 Enter 在 nano 中保存编辑的文件。以下是一个示例：

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重启 Samba 以应用配置更改：

$ sudo systemctl restart smbd

以下是一个示例：

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步骤 6：授予对驱动器的访问权限​

最后，您需要授予对 Samba 共享的访问权限，以便只有经过身份验证的用户才能通过网络访问文件。运行以下命令创建一个用户来管理 Samba 共享，在此示例中将用户名命名为 pinas：

$ sudo adduser <username>

以下是一个示例：

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然后，使用以下命令为该用户添加密码：

$ sudo smbpasswd -a <username>

以下是一个示例：

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步骤 7：访问和使用 NAS​

从 Windows​

  1. 打开文件资源管理器，从计算机菜单中选择"映射网络驱动器"。
  2. 选择一个驱动器号并输入文件夹路径，使用域名格式即使 IP 地址更改也能轻松访问设备（在本教程中，路径是 \nas\pinas）。
  3. 输入登录用户名和密码。以下是一个示例：
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  1. 登录后，您可以访问服务器上的文件。
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下一步​

如果您想让您的硬盘和树莓派看起来更加整洁美观，您可以使用3D打印机制作支架和外壳来固定树莓派和外置硬盘，然后将它们组装在一起。

使用树莓派作为NAS时的常见问题和解决方案 ​

以下是您在使用树莓派作为NAS时可能遇到的一些常见问题以及解决方法：

问题1：如何提高树莓派NAS性能？​

  • 使用SSD而不是HDD来提高数据读取速度。
  • 确保树莓派通过有线网络连接以获得更稳定的性能。
  • 通过调整缓存设置和最大连接数来优化Samba配置文件。

问题2：如何保护树莓派NAS的安全？​

  • 定期更新系统和软件以修补安全漏洞。
  • 使用强密码并限制SSH访问。
  • 配置防火墙并使用VPN进行远程访问。

问题3：如何自动备份到树莓派NAS？​

  • 使用rsync工具设置定期备份任务：
rsync -av --delete /source_directory /mnt/external_hdd/backup_directory
  • 配置cron作业进行自动备份。

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