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第7-3章-

雲端硬碟系統實作

-其他雲端儲存器實作(參考)樹莓派網路儲存器安裝

簡介

• 透過網路儲存遠端硬碟資料

• 以樹莓派為控制電腦

– Linux 作業系統

• 安裝網路儲存相關軟體

• 附加 USB 儲存媒體(硬碟、隨身碟、記憶卡)

• 網路系統

– 有線網路

– 無線網路(USB 無線網路配接器)

網路資源

• Sd image

– 已製作好映像檔，簡易安裝

– OpenMediaVault

• 網⾴操作界面

• 作業系統+相關軟體

– 自⾏安裝設定

• NFS, FTP, Web Dav, Samba, sftp …

• 網⾴操作界面-Web Server

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網路儲存器設定

設定⽅式

• 遠端網⾴控制界面

– ⽅便

– 簡單

• 文字命令或圖形界面

– 遠端或本地

– 需要專業能力

網⾴控制界面軟體

• 網⾴伺服器

– Nginx, Apache, Lighttpd …

• Server Side Script (Language)

– PHP

– Python

– C/C++-CGI

– Shell Script

• Optional

– Database-Mariadb, MySql, PostgreSQL

網路界面控制⽅式

• Command Line

• Web Based

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網路檔案儲存協定

網路檔案儲存協定

網路檔案系統(Network File System)

NFS

• 網路檔案系統(Network File System，NFS)

– 最初由 Sun Microsystems 公司開發

– V2, V3, V4

• 伺服器端

– 設定目錄、權限、來源

• 使⽤者端

– Linux 直接掛載

– Windows 7內建的cline for nfs 服務

Windows 支援 NFS

• Windows 7/8

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Windows 10

• Win Pro ?

掛載-Linux NFS 分享檔案

• mount \\192.168.0.32\home\share x:

其他命令

• showmount -e 10.255.255.222匯出清單 10.255.255.222:/vol/nas 10.255.255.0/24

• umount z:

正在中斷連線 z: \\10.255.255.222\vol\na02_log命令已經成功完成。

網路檔案儲存協定

Samba/SMB/CIFS

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SMB/CIFS

• 網路文件共享系統

(Common Internet File System；CIFS)

– 原伺服器訊息區塊

(Server Message Block；SMB)

• 原有 IBM 開發⽤於 DOS ，後由微軟接手

• CIFS 早設計在 NetBIOS 協議，Win2k 系統改為TCP/IP 之上

• MS 1996 改為 CIFS

Linux -- SMB/CIFS

• Samba

– 讓UNIX系列的作業系統與微軟Windows作業系統的SMB/CIFS

• https://www.samba.org/

網路檔案儲存協定

檔案傳輸協定(FTP)

FTP

• 檔案傳輸協定(File Transfer Protocol，FTP)

• 因傳輸無加密，故衍⽣ FTPs

– FTP Secure

– 支援 Transport Layer Security (TLS) 及Secure Sockets Layer (SSL)

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FTP-主動和被動模式

• 主動模式要求⽤⼾端和伺服器端同時開啟並且監聽⼀個埠以建立連線。在這種情況下，⽤⼾端由於安裝了防火牆會產⽣⼀些問題。

• 被動模式只要求伺服器端產⽣⼀個監聽相應埠的⾏程，這樣就可以繞過⽤⼾端安裝了防火牆的問題。

網路檔案儲存協定

簡單式檔案傳輸通訊協定 (TFTP)

TFTP

• 簡單式檔案傳輸通訊協定

(Trivial File Transfer Protocol ,TFTP)

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與 FTP 比較

FTP TFTP

實現⼀般⽤途的檔案傳輸通訊協定

極簡特殊⽤途的檔案傳輸通訊協定

可以互動⽅式執⾏ 只允許檔案的單向傳輸

取決於 TCP、 屬於連線導向，並且提供可靠的控制項

取決於 UDP、 需要的額外負荷較少，且實際上沒有提供控制項

提供使⽤者驗證 沒有使⽤者驗證

使⽤已知的 TCP 連接埠：20 [資料] 和 21 [連線的對話⽅塊]

使⽤ UDP 連接埠 69 來進⾏其檔案傳輸活動

網路檔案儲存協定

SSH/SFTP

SSH/SFTP

• SSH (Secure Shell, 安全殼層)

• SFTP (Secure File Transfer Protocol)

SFTP vs FTPs

• FTPS (FTP over SSL)

• SFTP (SSH File Transfer Protocol)

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網路檔案儲存協定

WebDAV

WebDAV

• WebDAV (Web-based Distributed Authoring and Versioning)

• ⼀個HTTP(S)的延伸通訊協定, 讓網⾴伺服器成為⼀個標準的網路磁碟

網路檔案儲存協定

RSync 遠端檔案差異備份

RSync

• 資料備份同步工具簡介— Rsync

• https://rsync.samba.org/

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備份⽅式

• 鏡像備份(Mirror Backup)

– 如同照鏡⼦⼀樣，把資料完整的做⼀份備份。

• 增量備份(Incremental Backup)

– 只備份從上次備份後，資料有異動的部份。

Rsync 的工作原理

• Rsync 為了快速地完成備份工作，在開始傳輸檔案之前，會先比較兩端的檔案，找出資料有異動的部份，將這些異動的部份傳輸到目的端，完成備份工作。

• 正因為 rsync 只將資料有異動的部份傳輸到目的端，因此可以⽤來同步兩端的資料。

Rsync 的優點

• 可以進⾏增量備份，不怕備份中斷，節省備份時間。

• 傳輸過程中，可以利⽤ssh將資料加密。

• open source的軟體，可以跨平台使⽤。

Rsync 的缺點

• 遇到檔案數或目錄層數多的時候，效率較差。檔案數達到⼀定的數量，rsync 可能無法執⾏。

• 使⽤時要⼩心，避免覆蓋到想要保留的資料。

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Rsync 的運作模式

• rsync的運作模式有如下三種：

– 在本機上運作。

– 透過rsh或ssh的⽅式傳輸資料。

– 透過daemon的⽅式傳輸資料。儲存媒體

光碟

• 光碟、光盤 (Optical disc)

– CD, DVD

• ⽤雷射掃描的記錄和讀出⽅式儲存資訊的⼀種介質

• 光碟片儲存存在著氧化、褪色、變質等問題

– 越來越少人使⽤它備份資料，逐漸從市場淘汰

磁帶

• 磁帶(Magnetic Tape)

• 磁帶是循序存取的裝置

• 是⼀種傳統的存儲和備份⽅式

• ⽤於計算機的磁帶

– 在1980年代曾被廣泛應⽤，但現在已經不常⽤

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硬碟

• 硬碟 (Hard Disk Drive，HDD)

• 複雜結構

– 磁性儲存體

– 機械結構(馬達、傳動機構、讀寫頭)

– 控制電路

(只要⼀個故障)

NAND Flash 類

• NAND Flash

– 積體電路

• 成本

– 單位容量成本高降低成本

– SLC, MLC, TLC

– 3D NAND

• 挑戰

– 耐⽤性

– 儲存時間

– 成本

SLC, MLC, TLC SLC, MLC, TLC 比較

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權宜作法 壽命

NAND Flash Based 儲存媒體

• SD Card

• USB Flash Disk

• SSD

儲存可靠度

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儲存產品可靠度

• 硬碟：

– 可能會壞

• 備援

可靠度

• 越多零件串聯可靠度越低

• 越多零件並聯可靠度越高

• 提昇系統可靠度時，提昇零件可靠度應比複聯優先考慮

R1

R2

R1 R2

Raid

• 容錯式磁碟陣列

(RAID, Redundant Array of Independent Disks)

• 原：容錯式廉價磁碟陣列

(Redundant Array of Inexpensive Disks)

• 簡稱磁碟陣列

• 基本的 RAID 0、1、5

• 延伸規格 RAID 0+1、RAID 10、RAID 50

硬體/軟體 Raid

• 硬體 Raid

– 使⽤電路(積體電路, IC)或微處理機加韌體(Firmware)來完成

• 軟體 Raid

– 使⽤在作業系統運⾏的程式軟體(Software)

參考 Raid

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樹莓派 OMV 安裝設定

使⽤ OMV sd Image

OpenMediaVault

• OpenMediaVault 從 FreeNAS 修改為使⽤debian Linux

• FreeNAS 為基於 FreeBSD 的 NAS 系統

OpenMediaVault

• OpenMediaVault 為基於 debian 的⼀個網路儲存 distribution

• 支援多種平台

– PC x86

– Raspberry Pi

– CuBox

– Odroid

搜尋 OpenMediaVault

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連結到 OpenMediaVault 選擇下載 iso (含 sd image)

連結到 SourceForge 網站 選擇 Raspberry pi

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說明檔 解壓縮、燒錄

• 參考

– SD Formatter 操作

– Win32imager 操作

– Raspberry Pi 基本操作

– RS-232 終端機操作

– Ssh 操作

– 無線網路設定

開機

開機畫面-有線網路

• 如有有線網路，區網 DHCP

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如使⽤無線網路?

• 先使⽤有線網路(已知IP)

– ssh 連線

– 帳號: root

– 密碼: openmediavault

• 若無有線網路，終端機登入

– 帳號: root

– 密碼: openmediavault

• 進入設定，參考無線網路設定

網⾴登入

• 開機⾴面會有

– IP 訊息

– 帳號密碼

• http://192.168.X.XXX

樹莓派 OMV 網⾴操作

使⽤ OMV sd Image

網⾴登入

• 開機⾴面會有

– IP 訊息

– 帳號密碼

• http://192.168.X.XXX

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登入

openmediavault

admin

登入後

如果 idle 超過 網路

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設定網路-有線

網路設定-使⽤網⾴無線網路

新增 選擇 wi-fi

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儲存後

套用失敗

終端機登入

• 有線

• 無線

檢視設定檔

# The loopback network interfaceauto loiface lo inet loopbackiface lo inet6 loopback

# eth0 network interfaceauto eth0allow-hotplug eth0iface eth0 inet dhcpiface eth0 inet6 manual

pre-down ip -6 addr flush dev $IFACE

# wlan0 network interfaceauto wlan0allow-hotplug wlan0iface wlan0 inet dhcp

wpa-ssid E517wpa-key-mgmt WPA-PSKwpa-psk e517_embed

iface wlan0 inet6 manualpre-down ip -6 addr flush dev $IFACE

再以無線登入

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使⽤終端機設定無線網路

終端機登入

• 帳號:root

• 密:碼:openmediavault

編輯設定檔

nano /etc/network/interfaces

…

….

# wlan0 network interface

auto wlan0

allow-hotplug wlan0

iface wlan0 inet dhcp

wpa-ssid E517

wpa-key-mgmt WPA-PSK

wpa-psk e517_embed

重新啟動網路

• Raspbian 7

/etc/init.d/networking restart

• Raspbian 8

systemctl restart networking.service

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檢視網路

ifconfig

ping www.google.com 看看

基本設定

基本設定 設定地區時區

tock.stdtime.gov.tw watch.stdtime.gov.tw time.stdtime.gov.tw ㄒtick.stdtime.gov.tw

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儲存裝置

硬碟

• 插入 USB 自動偵測

選取 檔案系統

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掛載

選取

啟⽤服務

啟⽤ FTP 選取共享資料夾

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新增共享資料夾

按此新增資料夾

也可以由此新增

權限

新增共享

• 「新增共享資料夾」之後「新增共享」

此 FTP 使用的資料夾

套⽤

• 完成之後套⽤

測試

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系統套件更新

更新管理員

如出現問題

• 可能會出現

• 重新啟動，再執⾏，有時網⾴會提醒處理⽅式

• 此次要求執⾏

dpkg --configure -a

• 執⾏後問是否安更新新版 openmediavault

更新

• 有 openmediavalue 更新

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更新後

插件管理

插件管理

安裝 DLNA

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DLNA伺服器

• 數位⽣活網路聯盟 (Digital Living Network Alliance ,DLNA)

• 多媒體串流影音伺服器

• 音樂、影片、圖片

• 經由使⽤者 Windows、手機App播放

何謂串流(stream)

• 串流：

– 影新資料封包得以像流⽔⼀樣傳送

– ⽤⼾可以⼀邊下載⼀邊觀看

– 也容易觀看影片的任何⼀段

• 非串流

– 先將所有資料，都下載到硬碟上，再開啟應⽤軟體觀看

– 如 1G 影片，可能需要⼀⼩時才能下載，⼀⼩時之後再觀看

Plugin 插件

DLNA 插件

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DLNA

安裝 WebDav/OwnCloud

何謂 WebDav

• WebDAV (Web-based Distributed Authoring and Versioning)

• HTTP(S)的延伸通訊協定, 讓網⾴伺服器成為⼀個的網路磁碟

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OwnCloud

App

NAS4FREE 安裝

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NAS4FREE

• 著名的 FreeNAS 的分支

• 基於 FreeBSD OS

• ZFS 檔案系統為其特性

首⾴

• http://www.nas4free.org

下載 燒錄

• 參考

Sd Formatter

Win32Imager 操作

樹莓派基本操作

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開機

• 開機之後會自動判斷環境設定安裝，成功後出現

網路

• 如有接有線網路(LAN DHCP)，顯示於開機⾴

– 192.168.1.250

• 如無接網路，也顯示於開機⾴

– 192.168.1.250 ?

其實是需要設定的，如後

網⾴登入

• 嘗試 http://192.168.1.250 有時成功

網路設定

• 建議先修改有線網路

– 直接選 1), 2) 來設定

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介面卡設定

• 1) Configure Network Interfaces

• 選 1

設定 IP

• 2) Configure Network IP Address

• 選2

如設定 DHCP

• 會自動偵測，偵測不到就不會顯示 IP

如設定靜態 IP

• 會要求設定 IP

• Netmask

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如設定靜態 IP

• 設定 gateway • 設定 DNS

– 同 gateway

– 或 Public DNS

靜態 IP 設定成功

• 顯示 IP

注意

• 不建議進入 shell ⽤手動設定，因編輯之後開機後仍重新設定

• 可以使⽤終端機或登入之後使⽤網⾴界面來修改 NAS4FREE 網⾴設定

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靜態 IP 設定

• 成功後顯示 IP

網⾴登入

• http://192.168.1.123

admin

nas4free

登入基本設定 中文設定

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系統

系統設定

中文設定成功 其他設定-時區

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其他設定-時區 其他設定-DNS

其他設定-時區

• 時間同步tock.stdtime.gov.twwatch.stdtime.gov.twtime.stdtime.gov.twclock.stdtime.gov.twtick.stdtime.gov.tw

其他設定-時區

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其他設定

• 自⾏摸索

網路

網路設定 網路設定

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區域網路 變更網路:重新啟動

• 重新啟動之後，網⾴ IP 必變更

硬碟

硬碟

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管理硬碟 硬碟管理

硬碟管理 套⽤後的結果

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掛載點

服務

新增服務

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設定 FTP

套⽤成功

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權限

權限:使⽤者群組

使⽤者-群組

FreeBSDroot 屬於 wheel 群組

使⽤者

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使⽤者設定 儲存、套⽤變更

狀態

狀態

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查詢

驗證

匿名 FTP 登入:驗證 使⽤者登入 ftp

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使⽤ WinScp

其他

自⾏摸索