使用树莓派4B搭建NAS（一）：基于Ubuntu Server 20.04 LTS

创作立场声明：预告：下期介绍如何使用树莓派4B+Manjaro发行版本搭建NAS，敬请关注。

大约一年前，树莓派4B型号发布。相比上一代的树莓派3B+，树莓派4B在处理器速度，多媒体性能，内存和连接方面提供了突破性的增长，同时保留了向后兼容性和类似的功耗。对用户来说，树莓派4B提供的桌面性能可与入门级x86 PC系统相媲美。（部分树莓派4B介绍的文字及图片来自电路城）

核心SoC方面：从树莓派3B+的Broadcom BCM2837B0提升到Broadcom BCM2711，集成了4核的Arm Cortex-A72 处理器，主频为1.5GHz。根据电子发烧友网的测试，4B多核性能（4核全开）比3B提升约45%。

内存方面：不再局限于单一的1GB的运存，而是提供了1GB、2GB、4GB、8GB的LPDDR4的运存可选。本文涉及的树莓派4B使用的是4GB版本，同时搭配64位版的Linux。

USB HOST接口提升：树莓派3B+有4个USB2.0的USB HOST接口，而树莓派4B将其中的两个USB接口提升到了USB3.0标准，大大提升了传输速率，更适合NAS家用网络存储的需求。

供电接口：树莓派的供电接口一改以往的MicroUSB接口，换成了主流的TYPE-C接口。当然，更强的性能也代表了更高的功耗，官方宣称必要的供电需求为5V/3A。本文所涉树莓派实际使用了华为P30原装的5V/4.5A USB电源，否则树莓派NAS频繁写盘时会出现故障，供电不足问题严重的话甚至有可能损坏外置硬盘。

真正的千兆以太网：4B终于摈弃了3B上古怪的330Mbps网口。同样依据电子发烧友网的测试，单纯的对拷传输速度基本跑满千兆了。

其他方面，树莓派4B还有hdmi输出显示、蓝牙5.0等方面的硬件规格提升，因为跟NAS关系不大，在此不赘述了。

实现本文NAS功能，同样需要合适的Linux发行版本的支撑。由于树莓派社区已经形成了较好的软件系统生态，除了官方提供的Raspbian，现在还有Ubuntu等多个专用于树莓派的Linux发行版本，这也给我们提供了丰富的系统软件选择。为了更适合NAS工作的特性，这次我们先给树莓派选用基于Ubuntu 20.04 LTS（20.04意为2020年4月发布，LTS是Long Term Support的意思，由Canonical提供5年的支持至2025年）的Ubuntu Server 64位服务器版本，默认不带GUI桌面。如果安装到树莓派SD卡后需要安装桌面，可以参考此官网页面，简单地使用sudo apt install kubuntu-desktop命令安装KDE桌面环境。

其他Ubuntu 20.04新特性与功能包括（不是都适用于服务器版本）：

• Linux kernel 5.4(包括锁定模式和exFAT支持)
  Python 3现在是默认的(不再是Python 2)
  启动屏幕中的供应商LOGO
  改进的ZFS支持
  侧面启动栏中的Amazon取消
  添加了WireGuard支持
  新壁纸
  主题改进
  Thunderbird扩展与Lightning集成
  GDM多显示器支持
  Xorg中的分数缩放

Ubuntu特别友好的一点是自带NTFS硬盘格式支持，读写usb硬盘不需要安装ntfs-3g。这也给我们后面的NAS功能实现提供了便利。

接下来的任务分成以下几步：

• 准备树莓派启动的系统TF卡
  启动树莓派，并完成首次远程连接和用户（root）密码的设置
  设置usb硬盘的自动挂载，安装及设置SAMBA网络邻居服务
  安装及设置transmission-daemon下载精灵（设置文件名为settings.json）
  启动transmission-daemon后台服务，开始下载

一、准备树莓派启动的系统TF卡

树莓派的系统安装非常简单，只要使用合适的镜像写入（刻录）软件，把.img格式的系统固件写入到这张卡，插上开机即可。具体可以参见阿文菌的这篇文章，以及CSDN网站的这一篇。

注意2点：
1.容量，最好用32G以内的TF卡 ；
2.刻录软件，建议使用win32DiskImager。

win32DiskImager以及ubuntu server 20.04系统镜像，可以在此下载：
百度网盘地址
提取码：dsfq

下载的系统镜像全名为ubuntu-20.04-preinstalled-server-arm64+raspi.img.xz，是个667M大小的压缩包，需要先解压成名为ubuntu-20.04-preinstalled-server-arm64+raspi.img的原始镜像方能刻录到TF卡，这个镜像的大小是3.0G。

二、启动树莓派，并完成首次远程连接和用户（root）密码的设置

插好TF卡及电源，启动树莓派4B以后，可以先通过路由器的管理界面找到新启动的树莓派设备的IP地址，然后使用putty软件SSH连接到树莓派4B，根据提示完成ubuntu server的安装过程以及用户（root）密码的设置，以及运行apt-get update命令更新软件列表等基础操作，此处不再赘述。建议每次putty访问时，都运行sudo -i命令，以root身份进行操作。本文后面涉及的所有设置文件，都是存在root用户目录中的，transmission-daemon下载精灵也是以root身份运行，这点要特别注意。

三、设置usb硬盘的自动挂载，安装及设置SAMBA网络邻居服务

在windows电脑上，将准备好的usb硬盘格式化成NTFS格式，然后插入树莓派4B的usb3.0（蓝色）接口。前面提过，ubuntu自带NTFS硬盘格式支持，因此可以通过直接编辑fstab的方法来完成硬盘开机后的自动挂载，本部分内容主要参考CSDN博客文章。在ubuntu server上运行的步骤如下。

1.运行命令ls -l /dev/disk/by-uuid/查看UUID：

上图中可见，以mmcblk开头的是TF卡分区，标有sdaX字样的才是外置NTFS盘，也可以用fdisk -l命令辅助发现硬盘列表。图中A2F2B4DDF2B4B6BF这个就是/dev/sda2对应的UUID，记录下来。

2.编辑/etc/fstab文件：

注意，这个文件要正确修改其内容，否则会开不了机。我的挂载点是/home/ubuntu/data(可自己定义)，于是我先创建个data目录：

cd /home/ubuntu
mkdir data

运行命令nano /etc/fstab编辑文件，在文件最后一行添加挂载分区：

UUID=这里是刚刚查询出来的UUID 要挂载到的目录　ntfsdefaults 0 0

我的示例：

UUID=A2F2B4DDF2B4B6BF /home/ubuntu/data ntfs defaults 0 0

注意有空格，可以用TAB键生成。

UUID是刚刚查询并记录下来的；

/home/ubuntu/data表示挂载点；

ntfs表示格式，小写；

0 0表示开机不检查磁盘。

3.reboot重启后，就发现ntfs外置硬盘已经自动挂载了，可运行命令df -h查看挂载情况。

4.接下来的步骤是为了设置一个无密码访问的SAMBA网络邻居文件夹，主要参考CSDN博客。

Ubuntu下SAMBA服务的安装比较简单，是使用apt install samba命令。主要配置文件smb.conf的编辑，权限和密码的配置，以及samba服务的启动、自启动及重启，上述CSDN博客链接已经说的很清楚了，这里不再搬运了。

四、安装及设置transmission-daemon下载精灵

安装命令很简单，apt install transmission-daemon即可。

安装好后，还不能直接运行下载精灵，需要运行nano ~/.config/transmission-daemon/settings.json命令，编辑设置文件。

要说的是，nano程序非常好用，屏幕下方有菜单提示，不必记忆繁杂的参数。一般来说，settings.json中只需设置以下几个地方：

1.p2p下载端口号，为了较佳的下载速度，稍后记得设置路由器端口映射

2.下载文件的保存路径，设为之前映射到的/home/ubuntu/data即可

3.将rpc-whitelist-enable设置为false

4.将rpc-password和rpc-username修改为自己的用户名和密码

如果有更多需求，可以自行到网上搜索相关内容。

五、启动transmission-daemon后台服务，开始下载

在root用户身份下使用下述命令运行及停止精灵：

$ transmission-daemon

$ killall transmission-daemon

transmission-daemon运行以后，远程电脑在浏览器中输入http://ip:9091（ip为安装transmission机器的ip地址，9091是默认的transmission-daemon下载精灵的web服务端口，如果在setting.json中修改过，以实际设置为准），就可以见到熟悉的管理界面，开始愉快地下载吧！

（预告：下期介绍如何使用树莓派4B+Manjaro发行版本搭建NAS，敬请关注）