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 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。***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，***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。

pi@raspberrypi:~ $ sudo fdisk -l
 
<...>
 
Disk /dev/sda: 931.5 GiB, 1000204886016 bytes, 1953525168 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xe8900690
 
Device     Boot Start        End    Sectors   Size Id Type
/dev/sda1        2048 1953525167 1953523120 931.5G 83 Linux
 
 
Disk /dev/sdb: 931.5 GiB, 1000204886016 bytes, 1953525168 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x6aa4f598
 
Device     Boot Start        End    Sectors   Size Id Type
/dev/sdb1  *     2048 1953521663 1953519616 931.5G  83 Linux

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）：

pi@raspberrypi:~ $ sudo fdisk /dev/sda
 
Welcome to fdisk (util-linux 2.29.2).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
 
 
Command (m for help): o
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x9c310964.
 
Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-1953525167, default 2048):
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-1953525167, default 1953525167):
 
Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 931.5 GiB.
 
Command (m for help): p
 
Disk /dev/sda: 931.5 GiB, 1000204886016 bytes, 1953525168 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x9c310964
 
Device     Boot Start        End    Sectors   Size Id Type
/dev/sda1        2048 1953525167 1953523120 931.5G 83 Linux
 
Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Syncing disks.

現在，我們將用 ext4 文件系統格式化新創建的分區 /dev/sda1：

pi@raspberrypi:~ $ sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
mke2fs 1.43.4 (31-Jan-2017)
Discarding device blocks: done
 
<...>
 
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (1024 blocks): done
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：

pi@raspberrypi:~ $ sudo e2label /dev/sda1 data
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：

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt install autofs
pi@raspberrypi:~ $ sudo mkdir /nas

然后添加下面這行來掛載設備 /etc/auto.master：

/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：

data -fstype=ext4,rw :/dev/disk/by-label/data
backup -fstype=ext4,rw :/dev/disk/by-label/backup
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：

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

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：

/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：

you@desktop:~ $ sudo mkdir /nas/data
you@desktop:~ $ sudo mount -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。