利用树莓派搭建简单的家庭网络存储服务器

随着手机的对性能极度渴求，现在高端ARM架构的芯片早就在性能上完成了对X86的反超，苹果的M1就是一个典型例子。因为大小核的设计以及ARM架构多年在低功耗领域的深耕，M1的轻载待机功耗比你牙膏厂的芯片低，峰值性能还高。在服务器领域，华为的鲲鹏ECS也在华为云商用了，超多核心设计非常适合一些倚重IO性能和吞吐量的场景。现在的ARM架构CPU在生态方面相对比较成熟，很多必要的软件和工具都有ARM64编译的版本。这让ARM服务器可以提供和X86一样丰富的玩法。

树莓派是由树莓派基金会推出的低功耗ARM架构开发板，可以运行完整的Linux发行版系统。我最近买了一个树莓派4b 2G内存的乞丐版来玩，想着先做一个网络存储服务器，带个硬盘，用来下载东西以及提供家庭多媒体串流。价格只要250元，不过在ARM开发板里不算便宜，比如说很多人买的斐讯N1盒子，刷机之后也可以做软路由啊，NAS啊，问题都不大。树莓派强在生态比较完善，不需要太折腾就有着大把最新的Linux发行版可供选择，成熟的社区也可以解决很多问题。而且4b的性能也强于N1，树莓派4b使用的是四核A72架构的CPU，这个架构也就是几年前手机芯片麒麟950上用的大核架构。而斐讯这类的电视盒子用的都是A55架构，这是目前ARM公司的公版小核架构，性能和A72差了一倍左右。

预备用于存储的硬盘

我首先选择了海康威视代理的希捷酷鹰st400vx000，这个硬盘比希捷零售的酷鹰便宜100元左右，但是参数差不多，都是三碟六头，5900转的监控盘，CMR非叠瓦。拼多多叠加黑卡到手价格428，真香。监控盘设计长时间运行，转速低噪音也低，稳定性强。我觉得非常适合拿来作为仓库盘，价格也没得说了。到手先用 hdtune 工具检测，没有坏道，全绿；通电0小时。希捷官网系列号验证也能通过。

国内HIKVISION 海康威视 希捷 SkyHawk 酷鹰 监控级硬盘 4TB468元包邮（需用券）希捷酷鹰系列，4TB容量。拼多多目前官方补贴价为478元，叠加页面10元优惠券，到手价为468元包邮，叠加黑卡优惠可以做到更低，可满足高强度负载，也可当仓库盘，接口是目前主流的sata接口。感兴趣的值友可以入手~2016年希捷对旗下硬盘产品重新命名之后，监控级硬盘线被冠以“酷鹰”之名，对应从前的VX固态发烧友| 值2 评论17 收藏23去购买

硬盘盒我买了了优越者的Y-ST03004双盘位硬盘座，京东124元到手，特意选了type c接口，相比于常见的type b接口更耐用一点。

优越者(UNITEK)硬盘盒底座3.5/2.5英寸Type-C克隆拷贝SATA机械/SSD固态硬盘笔记本外接硬盘盒子Y-ST03004149元京东去购买

这里我要特意说一下，因为考虑到主要用于Linux下面的访问，所以我将硬盘分区格式化成了ext4文件系统，具体在Linux终端里通过fdisk命令创建分区，再通过mkfs命令格式化分区，这里不再赘述。这个文件系统是Linux的默认文件系统，NTFS文件系统在Linux内核下默认只读。现在Windows也可以做到原生访问ext4分区了。需要Windows 10开启WSL2，通过虚拟化加载完整的Linux内核，在此之后Windows可以原生读取Linux所支持的文件系统。这可能是Windows下最好的支持ext4文件系统的方案，其他方案我试了问题不少。具体方法的链接我放在这里：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/wsl2-mount-disk 。

Linux下面有非常好的查看硬盘S.M.A.R.T.信息的软件，用于监控硬盘的运行情况，Debian系的发行版只需要输入以下命令：

sudo apt install smartmontools

完成安装，再通过以下命令：

sudo lsblk #这一步为了查找到自己的硬盘名称

sudo smartctl -a /dev/sda #这里的sda需要替换成前文找到的名称

就可以轻松查看自己的硬盘健康程度了。下面是我这块硬盘的信息，可见Linux下挂载硬盘设备的维护真的很简单，都是开源免费的方案。

刷写启动树莓派的TF卡

树莓派到手后就可以着手开始刷写系统固件了。我用的是树莓派官方的刷写工具，还需要一张TF卡以及一个TF卡读卡器。TF卡我就用多年前老手机剩下的8G卡，C10速度。因为树莓派官方的限制，C10到U1的速度就已经够了，再快没有区别。

除了树莓派官方的系统外，还可以刷写Ubuntu这样的发行版

随便选一个吧，因为我的内存卡比较小，所以我刷了不带桌面的64位服务器版本20.10，桌面可以后面再来装。可以刷后面的LTS版本，这个版本的官方维护时间会长一点，可以长时间不升级。

登录

固件刷写好后就可以插进树莓派的TF卡槽，然后上电启动，再连上网线。啰嗦一句，我用的是家里多余的USB PD充电头，树莓派 4b通过type c口供电，支持PD供电协议。

现在Winddows 10已经支持了SSH，所以可以直接打开PowerShell，然后输入以下命令，再设置好密码，

ssh ubuntu@192.168.50.81 #后面的地址改成你树莓派的内网地址，可在路由器的相关页面查看，最好把DHCP设成固定IP

你就登上去了。

换源

APT是Ubuntu自带的包管理软件，简单来说就是可以通过一些简单的命令就可以完成Linux软件包的安装、更新和卸载。但是Ubuntu默认服务器在中国大陆的访问速度过于感人，所以最好换成国内的镜像地址。这里我选择了清华大学的源，网上换源的教程很多，这里不再赘述。但是要注意一点，因为树莓派是ARM架构，所以应该用ubuntu-ports这个源，ubuntu源不支持ARM64，会有问题。

挂载硬盘

Linux文件系统不用DOS的盘符系统，也就是大家熟悉的什么C盘D盘，而是有一个根文件系统，名叫”/“。所有其他的文件和文件系统都挂载在根文件系统之下，比如”/dev“指的就是根文件系统下的dev目录，dev是device的缩写，一般用于表示此计算机上的硬件设备。”~“表示当前用户的用户目录，等价于”/home/用户名“。首先把硬盘盒插入树莓派的USB 3.0口，再在系统里挂载到挂载点，就可以访问了。一般挂载点需要是一个空的目录文件（可以理解为Windows上的文件夹）。如果硬盘没有格式化，那么参照我前文的两个命令，先分区和格式化。首先在自己的用户目录创建一个目录文件，用如下命令：

mkdir ~/cangku #cangku是我给挂载点起的名字，这个可以根据自身喜好随意

然后使用lsblk命令，查看树莓派上的块设备。

看容量，4T的sda就是我挂载的硬盘

如上图，sda就是我的4T海康威视代理的希捷硬盘，而底下的sda1就是这个硬盘上唯一的分区。下面通过命令将sda1分区挂载到前文所述挂载点上，这一步就完成了。

sudo mount /dev/sda1 ~/cangku

安装并配置网络存储服务器相关软件

我安装了Samba和MiniDLNA两个软件。Samba是一个开源免费的支持SMB共享协议的软件，这个共享协议就是Windows在网络（网上邻居）里分享文件的协议。另外因为我家的LG电视是Web OS系统，所以不能安装安卓软件，然后LG的播放器只支持DLNA的媒体服务器，为了可以在电视上用原生播放器串流，我多装了一个MiniDLNA。从网络开销上来说，DLNA也比SMB性能高。

两个软件安装非常简单，只需要如下命令：

sudo apt install samba

sudo apt install minidlna

然后各自配置好两个软件的设置文件。

Samba的配置输入如下指令：

sudo vim /etc/samba/smb.conf

需要配置的参数比较多，我也没搞得太懂，网上也是五花八门，我的参数配置拿出来如下。反正能用。

[Global]

netbios name = 树莓派

#用于在 Windows 网上邻居上显示的主机名

security = user

#定义安全级别

map to guest = bad user

#将所有samba系统主机所不能正确识别的用户都映射成guest用户

dns proxy = no

#是否开启dns代理服务

wins support = yes

# Windows Internet Name Serving Support Section:

# WINS Support - Tells the NMBD component of Samba to enable it's WINS Server

[ubuntu]

#共享显示的目录名

path = /home/ubuntu/cangku

#实际共享路径

browsable = yes

#共享的目录是否让所有人可见

writable = yes

#是否可写

guest ok = no

#是否允许匿名(guest)访问,等同于public

create mask = 0777

#客户端上传文件的默认权限

directory mask = 0777

#客户端创建目录的默认权限

之后需要设置以下SMB分享的账户名和密码。账户名要和参数中的[ubuntu]一致，也叫ubuntu，你可以换成自己喜欢的名字。输入：

smbpasswd -a ubuntu #ubuntu就是添加的用户名，应该与配置中的一致，最好也与当前Linux用户一致

然后设置好密码，就完成了。

MiniDLNA的配置我就改了一处，输入命令：

sudo vim /etc/minidlna.conf

然后改动如下的一处，指定共享的目录地址就可以了。

在配置好两个软件之后需要重启服务以生效，使用如下命令：

sudo systemctl restart smbd.service

sudo systemctl restart minidlna.service

如果对命令行模式下修改配置文本感到麻烦和困难，可以安装桌面环境后，在图形界面下修改。

安装桌面环境

我之前说了，我安装的是不带桌面的系统，其实在后期我们完全可以自己装桌面环境。Ubuntu可选的桌面环境有很多，比如Ubuntu自己的基于Gnome的桌面，这个桌面功能比较多，自带了很多工具软件，还有基于Xfce的轻量版本桌面。树莓派有两个小型的HDMI接口，我没买这个线，所以准备远程桌面上去。远程桌面软件我选的是xrdp，简单来说就是Windows上的远程桌面协议，好处是电脑上不用单独装客户端。

sudo apt install ubuntu-desktop #Gnome桌面

sudo apt install xubuntu-desktop #Xfce轻量桌面，以上二选一就行

sudo apt install xrdp #远程桌面软件

然后需要配置以下xrdp：

echo "gnome-session" > ~/.xsession #Gnome桌面

echo "xfce4-session" > ~/.xsession #Xfce桌面，以上根据安装的桌面选择

重启一下服务

sudo systemctl restart xrdp

然后在Windows里搜索远程桌面，输入IP地址登录即可。可能会遇到问题，要碰一点运气，具体的一些可能会遇到问题的解决步骤见以下链接。相对来说Xfce对xrdp的兼容性较好。

https://websiteforstudents.com/connect-to-ubuntu-16-04-17-10-18-04-desktop-via-remote-desktop-connection-rdp-with-xrdp/

我用的是Gnome桌面，成功之后效果就是这样的。讲真因为我内存只有2G所以挺卡，我的电脑原生分辨率是3000x2000，Ubuntu的Gnome桌面可以开启缩放，我觉得效果还不错。

总结

这次折腾我觉得还挺值的，二百多块钱，就可以得到一个待机功耗3瓦的网络服务器。因为是Linux系统，所以树莓派的玩法实在太多太多了。这次也只是随便搞了一下。