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旅行時通過樹莓派和 iPad Pro 備份圖片

旅行中備份圖片 - 組件

介紹

我在很長的時間內一直在尋找一個旅行中備份圖片的理想方法，把 SD 卡放進你的相機包會讓你暴露在太多的風險之中：SD 卡可能丟失或者被盜，數據可能損壞或者在傳輸過程中失敗。比較好的一個選擇是複製到另外一個介質中，即使它也是個 SD 卡，並且將它放到一個比較安全的地方去，備份到遠端也是一個可行的辦法，但是如果去了一個沒有網絡的地方就不太可行了。

我理想的備份步驟需要下麵的工具:

  1. 用一台 iPad pro 而不是一台筆記本。我喜歡輕裝旅行，我的大部分旅程都是商務相關的（而不是拍攝休閑的），我痛恨帶著個人筆記本的時候還得帶著商務本。而我的 iPad 卻一直帶著，這就是我為什麼選擇它的原因。
  2. 用盡可能少的硬件設備。
  3. 設備之間的連接需要很安全。我需要在旅館和機場使用這套設備，所以設備之間的連接需要是封閉而加密的。
  4. 整個過程應該是可靠穩定的，我還用過其他的路由器/組合設備，但是效果不太理想。

設備

我配置了一套滿足上麵條件並且在未來可以擴充的設備，它包含下麵這些部件的使用:

  1. 9.7 英寸的 iPad Pro，這是本文寫作時最強大、輕薄的 iOS 設備，蘋果筆不是必需的，但是作為零件之一，當我在路上可以做一些編輯工作，所有的重活由樹莓派做 ，其他設備隻能通過 SSH 連接就行。
  2. 安裝了 Raspbian 操作係統樹莓派 3（LCTT 譯注：Raspbian 是基於 Debian 的樹莓派操作係統）。
  3. 樹莓派的 Mini SD卡 和 盒子/外殼。
  4. 128G 的優盤，對於我是夠用了，你可以買個更大的。你也可以買個像這樣的移動硬盤，但是樹莓派沒法通過 USB 給移動硬盤提供足夠的電量，這意味你需要額外準備一個供電的 USB hub 以及電纜，這就破壞了我們讓設備輕薄的初衷。
  5. SD 讀卡器
  6. 另外的 SD 卡，我會使用幾個 SD 卡，在用滿之前就會立即換一個，這樣就會讓我在一次旅途當中的照片散布在不同的 SD 卡上。

下圖展示了這些設備之間如何相互連接。

旅行時照片的備份-流程圖

旅行時照片的備份-流程圖

樹莓派會作為一個安全的熱點。它會創建一個自己的 WPA2 加密的 WIFI 網絡，iPad Pro 會連入其中。雖然有很多在線教程教你如何創建 Ad Hoc 網絡（計算機到計算機的單對單網絡），還更簡單一些，但是它的連接是不加密的，而且附件的設備很容易就能連接進去。因此我選擇創建 WIFI 網絡。

相機的 SD 卡通過 SD 讀卡器插到樹莓派 USB 端口之一，128G 的大容量優盤一直插在樹莓派的另外一個 USB 端口上，我選擇了一款閃迪的，因為體積比較小。主要的思路就是通過 Python 腳本把 SD 卡的照片備份到優盤上，備份過程是增量備份，每次腳本運行時都隻有變化的（比如新拍攝的照片）部分會添加到備份文件夾中，所以這個過程特別快。如果你有很多的照片或者拍攝了很多 RAW 格式的照片，在就是個巨大的優勢。iPad 將用來運行 Python 腳本，而且用來瀏覽 SD 卡和優盤的文件。

作為額外的好處，如果給樹莓派連上一根能上網的網線（比如通過以太網口），那麼它就可以共享互聯網連接給那些通過 WIFI 連入的設備。

1. 樹莓派的設置

這部分需要你卷起袖子親自動手了，我們要用到 Raspbian 的命令行模式，我會盡可能詳細的介紹，方便大家進行下去。

安裝和配置 Raspbian

給樹莓派連接鼠標、鍵盤和 LCD 顯示器，將 SD 卡插到樹莓派上，按照樹莓派官網的步驟安裝 Raspbian。

安裝完後，打開 Raspbian 的終端，執行下麵的命令:



    

  1. sudo apt-get update
    2. 

  2. sudo apt-get upgrade
    3. 



這將升級機器上所有的軟件到最新，我將樹莓派連接到本地網絡，而且為了安全更改了默認的密碼。


Raspbian 默認開啟了 SSH，這樣所有的設置可以在一個遠程的設備上完成。我也設置了 RSA 驗證，但這是可選的功能，可以在這裏查看更多信息。


這是一個在 Mac 上在 iTerm 裏建立 SSH 連接到樹莓派上的截圖14。（LCTT 譯注：原文圖丟失。）



建立 WPA2 加密的 WIFI AP


安裝過程基於這篇文章，根據我的情況進行了調整。


1. 安裝軟件包


我們需要安裝下麵的軟件包：




    

  1. sudo apt-get install hostapd
    2. 

  2. sudo apt-get install dnsmasq
    3. 



hostapd 用來使用內置的 WiFi 來創建 AP，dnsmasp 是一個組合的 DHCP 和 DNS 服務其，很容易設置。


2. 編輯 dhcpcd.conf


通過以太網連接樹莓派，樹莓派上的網絡接口配置由 dhcpd 控製，因此我們首先忽略這一點，將 wlan0 設置為一個靜態的 IP。


用 sudo nano /etc/dhcpcd.conf 命令打開 dhcpcd 的配置文件，在最後一行添加上如下內容：




  1. denyinterfaces wlan0


注意：它必須放在如果已經有的其它接口行之上。


3. 編輯接口


現在設置靜態 IP，使用 sudo nano /etc/network/interfaces 打開接口配置文件，按照如下信息編輯wlan0部分：




    

  1. allow-hotplug wlan0
    2. 

  2. iface wlan0 inet static
    3. 

  3.  address 192.168.1.1
    4. 

  4.  netmask 255.255.255.0
    5. 

  5.  network 192.168.1.0
    6. 

  6.  broadcast 192.168.1.255
    7. 

  7. # wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
    8. 



同樣，然後 wlan1 編輯如下：




    

  1. #allow-hotplug wlan1
    2. 

  2. #iface wlan1 inet manual
    3. 

  3. # wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
    4. 



重要： 使用 sudo service dhcpcd restart 命令重啟 dhcpd服務，然後用 sudo ifdown eth0; sudo ifup wlan0 命令來重載wlan0的配置。


4. 配置 Hostapd


接下來，我們需要配置 hostapd，使用 sudo nano /etc/hostapd/hostapd.conf 命令創建一個新的配置文件，內容如下：




    

  1. interface=wlan0
    2. 

    3. 

  3. # Use the nl80211 driver with the brcmfmac driver
    4. 

  4. driver=nl80211
    5. 

    6. 

  6. # This is the name of the network
    7. 

  7. ssid=YOUR_NETWORK_NAME_HERE
    8. 

    9. 

  9. # Use the 2.4GHz band
    10. 

  10. hw_mode=g
    11. 

    12. 

  12. # Use channel 6
    13. 

  13. channel=6
    14. 

    15. 

  15. # Enable 802.11n
    16. 

  16. ieee80211n=1
    17. 

    18. 

  18. # Enable QoS Support
    19. 

  19. wmm_enabled=1
    20. 

    21. 

  21. # Enable 40MHz channels with 20ns guard interval
    22. 

  22. ht_capab=[HT40][SHORT-GI-20][DSSS_CCK-40]
    23. 

    24. 

  24. # Accept all MAC addresses
    25. 

  25. macaddr_acl=0
    26. 

    27. 

  27. # Use WPA authentication
    28. 

  28. auth_algs=1
    29. 

    30. 

  30. # Require clients to know the network name
    31. 

  31. ignore_broadcast_ssid=0
    32. 

    33. 

  33. # Use WPA2
    34. 

  34. wpa=2
    35. 

    36. 

  36. # Use a pre-shared key
    37. 

  37. wpa_key_mgmt=WPA-PSK
    38. 

    39. 

  39. # The network passphrase
    40. 

  40. wpa_passphrase=YOUR_NEW_WIFI_PASSWORD_HERE
    41. 

    42. 

  42. # Use AES, instead of TKIP
    43. 

  43. rsn_pairwise=CCMP
    44. 



配置完成後，我們需要告訴dhcpcd 在係統啟動運行時到哪裏尋找配置文件。 使用 sudo nano /etc/default/hostapd 命令打開默認配置文件，然後找到#DAEMON_CONF="" 替換成DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf"。


5. 配置 Dnsmasq


自帶的 dnsmasp 配置文件包含很多信息方便你使用它，但是我們不需要那麼多選項，我建議把它移動到別的地方（而不要刪除它），然後自己創建一個新文件：




    

  1. sudo mv /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf.orig 
    2. 

  2. sudo nano /etc/dnsmasq.conf 
    3. 



粘貼下麵的信息到新文件中：




    

  1. interface=wlan0 # Use interface wlan0
    2. 

  2. listen-address=192.168.1.1 # Explicitly specify the address to listen on
    3. 

  3. bind-interfaces # Bind to the interface to make sure we aren't sending things elsewhere
    4. 

  4. server=8.8.8.8 # Forward DNS requests to Google DNS
    5. 

  5. domain-needed # Don't forward short names
    6. 

  6. bogus-priv # Never forward addresses in the non-routed address spaces.
    7. 

  7. dhcp-range=192.168.1.50,192.168.1.100,12h # Assign IP addresses in that range with a 12 hour lease time
    8. 



6. 設置 IPv4 轉發


最後我們需要做的事就是配置包轉發，用 sudo nano /etc/sysctl.conf 命令打開 sysctl.conf 文件，將包含 net.ipv4.ip_forward=1的那一行之前的#號刪除，它將在下次重啟時生效。


我們還需要給連接到樹莓派的設備通過 WIFI 分享互聯網連接，做一個 wlan0和 eth0 之間的 NAT。我們可以參照下麵的腳本來實現。




    

  1. sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE 
    2. 

  2. sudo iptables -A FORWARD -i eth0 -o wlan0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT 
    3. 

  3. sudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o eth0 -j ACCEPT 
    4. 



我命名這個腳本名為 hotspot-boot.sh，然後讓它可以執行：




  1. sudo chmod 755 hotspot-boot.sh


該腳本應該在樹莓派啟動的時候運行。有很多方法實現，下麵是我實現的方式：


    

  1. 把文件放到/home/pi/scripts目錄下。
    2. 

  2. 輸入sudo nano /etc/rc.local命令編輯 rc.local 文件，將運行該腳本的命令放到 exit 0之前。（更多信息參照這裏）。
    3. 



編輯後rc.local看起來像這樣：




    

  1. #!/bin/sh -e
    2. 

  2. #
    3. 

  3. # rc.local
    4. 

  4. #
    5. 

  5. # This script is executed at the end of each multiuser runlevel.
    6. 

  6. # Make sure that the script will "exit 0" on success or any other
    7. 

  7. # value on error.
    8. 

  8. #
    9. 

  9. # In order to enable or disable this script just change the execution
    10. 

  10. # bits.
    11. 

  11. #
    12. 

  12. # By default this script does nothing.
    13. 

    14. 

  14. # Print the IP address
    15. 

  15. _IP=$(hostname -I) || true
    16. 

  16. if [ "$_IP" ]; then
    17. 

  17.  printf "My IP address is %s\n" "$_IP"
    18. 

  18. fi
    19. 

    20. 

  20. sudo /home/pi/scripts/hotspot-boot.sh &
    21. 

    22. 

  22. exit 0
    23. 

    24. 




安裝 Samba 服務和 NTFS 兼容驅動


我們要安裝下麵幾個軟件來啟用 samba 協議，使文件瀏覽器能夠訪問樹莓派分享的文件夾，ntfs-3g 可以使我們能夠訪問移動硬盤中 ntfs 文件係統的文件。




    

  1. sudo apt-get install ntfs-3g
    2. 

  2. sudo apt-get install samba samba-common-bin
    3. 



你可以參照這些文檔來配置 Samba。


重要提示：參考的文檔介紹的是掛載外置硬盤到樹莓派上，我們不這樣做，是因為在這篇文章寫作的時候，樹莓派在啟動時的 auto-mounts 功能同時將 SD 卡和優盤掛載到/media/pi/上，該文章有一些多餘的功能我們也不會采用。



2. Python 腳本


樹莓派配置好後，我們需要開發腳本來實際拷貝和備份照片。注意，這個腳本隻是提供了特定的自動化備份進程，如果你有基本的 Linux/樹莓派命令行操作的技能，你可以 ssh 進樹莓派，然後創建需要的文件夾，使用cp或rsync命令拷貝你自己的照片從一個設備到另外一個設備上。在腳本裏我們用rsync命令，這個命令比較可靠而且支持增量備份。


這個過程依賴兩個文件，腳本文件自身和backup_photos.conf這個配置文件，後者隻有幾行包含被掛載的目的驅動器（優盤）和應該掛載到哪個目錄，它看起來是這樣的：




    

  1. mount folder=/media/pi/
    2. 

  2. destination folder=PDRIVE128GB
    3. 



重要提示：在這個符號=前後不要添加多餘的空格，否則腳本會失效。


下麵是這個 Python 腳本，我把它命名為backup_photos.py，把它放到了/home/pi/scripts/目錄下，我在每行都做了注釋可以方便的查看各行的功能。




    

  1. #!/usr/bin/python3
    2. 

    3. 

  3. import os
    4. 

  4. import sys
    5. 

  5. from sh import rsync
    6. 

    7. 

  7. '''
    8. 

  8. 腳本將掛載到 /media/pi 的 SD 卡上的內容複製到目的磁盤的同名目錄下，目的磁盤的名字在 .conf文件裏定義好了。
    9. 

    10. 

    11. 

  11. Argument: label/name of the mounted SD Card.
    12. 

  12. '''
    13. 

    14. 

  14. CONFIG_FILE = '/home/pi/scripts/backup_photos.conf'
    15. 

  15. ORIGIN_DEV = sys.argv[1]
    16. 

    17. 

  17. def create_folder(path):
    18. 

    19. 

  19.  print ('attempting to create destination folder: ',path)
    20. 

  20.  if not os.path.exists(path):
    21. 

  21.  try: 
    22. 

  22.  os.mkdir(path)
    23. 

  23.  print ('Folder created.')
    24. 

  24.  except:
    25. 

  25.  print ('Folder could not be created. Stopping.')
    26. 

  26.  return
    27. 

  27.  else:
    28. 

  28.  print ('Folder already in path. Using that instead.')
    29. 

    30. 

    31. 

    32. 

  32. confFile = open(CONFIG_FILE,'rU') 
    33. 

  33. #重要：: rU 選項將以統一換行模式打開文件，
    34. 

  34. #所以 \n 和/或 \r 都被識別為一個新行。
    35. 

    36. 

  36. confList = confFile.readlines()
    37. 

  37. confFile.close()
    38. 

    39. 

    40. 

  40. for line in confList:
    41. 

  41.  line = line.strip('\n')
    42. 

    43. 

  43.  try:
    44. 

  44.  name , value = line.split('=')
    45. 

    46. 

  46.  if name == 'mount folder':
    47. 

  47.  mountFolder = value
    48. 

  48.  elif name == 'destination folder':
    49. 

  49.  destDevice = value
    50. 

    51. 

    52. 

  52.  except ValueError:
    53. 

  53.  print ('Incorrect line format. Passing.')
    54. 

  54.  pass
    55. 

    56. 

    57. 

  57. destFolder = mountFolder+destDevice+'/'+ORIGIN_DEV
    58. 

  58. create_folder(destFolder)
    59. 

    60. 

  60. print ('Copying files...')
    61. 

    62. 

  62. # 取消這行備注將刪除不在源處的文件
    63. 

  63. # rsync("-av", "--delete", mountFolder+ORIGIN_DEV, destFolder)
    64. 

  64. rsync("-av", mountFolder+ORIGIN_DEV+'/', destFolder)
    65. 

    66. 

  66. print ('Done.')
    67. 




3. iPad Pro 的配置


因為重活都由樹莓派幹了，文件不通過 iPad Pro 傳輸，這比我之前嚐試的一種方案有巨大的優勢。我們在 iPad 上隻需要安裝上 Prompt2 來通過 SSH 連接樹莓派就行了，這樣你既可以運行 Python 腳本也可以手動複製文件了。


iPad 用 Prompt2 通過 SSH 連接樹莓派


iPad 用 Prompt2 通過 SSH 連接樹莓派


因為我們安裝了 Samba，我們可以以更圖形化的方式訪問連接到樹莓派的 USB 設備，你可以看視頻，在不同的設備之間複製和移動文件，文件瀏覽器對於這種用途非常完美。（LCTT 譯注：原文視頻丟失。）



4. 將它們結合在一起


我們假設SD32GB-03是連接到樹莓派 USB 端口之一的 SD 卡的卷標，PDRIVE128GB是那個優盤的卷標，也連接到設備上，並在上麵指出的配置文件中定義好。如果我們想要備份 SD 卡上的圖片，我們需要這麼做：


    

  1. 給樹莓派加電打開，將驅動器自動掛載好。
    2. 

  2. 連接樹莓派配置好的 WIFI 網絡。
    3. 

  3. 用 Prompt2 這個 app 通過 SSH 連接到樹莓派。
    4. 

  4. 連接好後輸入下麵的命令：python3 backup_photos.py SD32GB-03

    5. 



首次備份需要一些時間，這依賴於你的 SD 卡使用了多少容量。這意味著你需要一直保持樹莓派和 iPad 設備連接不斷，你可以在腳本運行之前通過 nohup 命令解決：




  1. nohup python3 backup_photos.py SD32GB-03 &


運行完成的腳本如圖所示


運行完成的腳本如圖所示



原文發布時間為：2016-09-18


本文來自雲棲社區合作夥伴“Linux中國”


最後更新：2017-06-07 17:03:13
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