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旅行時通過樹莓派和 iPad Pro 備份圖片

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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路的地方就不太可行了。

我理想的備份步驟需要下面的工具:

  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. 用儘可能少的硬體設備。
  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，它包含下面這些部件的使用:

  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 ，其他設備只能通過 SSH 連接就行。
  2. 安裝了 Raspbian 操作系統樹莓派 3（LCTT 譯註：Raspbian 是基於 Debian 的樹莓派操作系統）。
  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碟，但是樹莓派沒法通過 USB 給移動硬碟提供足夠的電量，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

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 網路，iPad Pro 會連入其中。雖然有很多在線教程教你如何創建 Ad Hoc 網路（計算機到計算機的單對單網路），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 網路。

相機的 SD 卡通過 SD 讀卡器插到樹莓派 USB 埠之一，128G 的大容量優盤一直插在樹莓派的另外一個 USB 埠上，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，每次腳本運行時都只有變化的（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（比如通過乙太網口），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

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

安裝和配置 Raspbian

給樹莓派連接滑鼠、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，執行下面的命令:

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

這將升級機器上所有的軟體到最新，我將樹莓派連接到本地網路，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，可以在這裡查看更多信息。

這是一個在 Mac 上在 iTerm 里建立 SSH 連接到樹莓派上的截圖14。（LCTT 譯註：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. 安裝軟體包

我們需要安裝下面的軟體包：

sudo apt-get install hostapd
sudo apt-get install dnsmasq

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

通過乙太網連接樹莓派，樹莓派上的網路介面配置由 dhcpd 控制，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：

denyinterfaces wlan0

注意：它必須放在如果已經有的其它介面行之上。

3. 編輯介面

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

allow-hotplug wlan0
iface wlan0 inet static
    address 192.168.1.1
    netmask 255.255.255.0
    network 192.168.1.0
    broadcast 192.168.1.255
#    wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

同樣，然後 wlan1 編輯如下：

#allow-hotplug wlan1
#iface wlan1 inet manual
#    wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

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：

interface=wlan0

# Use the nl80211 driver with the brcmfmac driver
driver=nl80211

# This is the name of the network
ssid=YOUR_NETWORK_NAME_HERE

# Use the 2.4GHz band
hw_mode=g

# Use channel 6
channel=6

# Enable 802.11n
ieee80211n=1

# Enable QoS Support
wmm_enabled=1

# Enable 40MHz channels with 20ns guard interval
ht_capab=[HT40][SHORT-GI-20][DSSS_CCK-40]

# Accept all MAC addresses
macaddr_acl=0

# Use WPA authentication
auth_algs=1

# Require clients to know the network name
ignore_broadcast_ssid=0

# Use WPA2
wpa=2

# Use a pre-shared key
wpa_key_mgmt=WPA-PSK

# The network passphrase
wpa_passphrase=YOUR_NEW_WIFI_PASSWORD_HERE

# Use AES, instead of TKIP
rsn_pairwise=CCMP

配置完成後，我們需要告訴dhcpcd 在系統啟動運行時到哪裡尋找配置文件。 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：

sudo mv /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf.orig  
sudo nano /etc/dnsmasq.conf

粘貼下面的信息到新文件中：

interface=wlan0      # Use interface wlan0
listen-address=192.168.1.1 # Explicitly specify the address to listen on
bind-interfaces      # Bind to the interface to make sure we aren't sending things elsewhere
server=8.8.8.8       # Forward DNS requests to Google DNS
domain-needed        # Don't forward short names
bogus-priv           # Never forward addresses in the non-routed address spaces.
dhcp-range=192.168.1.50,192.168.1.100,12h # Assign IP addresses in that range  with a 12 hour lease time

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。我們可以參照下面的腳本來實現。

sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE  
sudo iptables -A FORWARD -i eth0 -o wlan0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT  
sudo iptables -A FORWARD -i wlan0 -o eth0 -j ACCEPT

我命名這個腳本名為 hotspot-boot.sh，然後讓它可以執行：

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，下面是我實現的方式：

  1. 把文件放到/home/pi/scripts目錄下。
  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。（更多信息參照這裡）。

編輯後rc.local看起來像這樣：

#!/bin/sh -e
#
# rc.local
#
# This script is executed at the end of each multiuser runlevel.
# Make sure that the script will "exit 0" on success or any other
# value on error.
#
# In order to enable or disable this script just change the execution
# bits.
#
# By default this script does nothing.

# Print the IP address
_IP=$(hostname -I) || true
if [ "$_IP" ]; then
  printf "My IP address is %sn" "$_IP"
fi

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

exit 0

安裝 Samba 服務和 NTFS 兼容驅動

我們要安裝下面幾個軟體來啟用 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碟中 ntfs 文件系統的文件。

sudo apt-get install ntfs-3g
sudo apt-get install samba samba-common-bin

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碟到樹莓派上，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採用。

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，這個腳本只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。在腳本里我們用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，後者只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：

mount folder=/media/pi/
destination folder=PDRIVE128GB

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。

下面是這個 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。

#!/usr/bin/python3

import os
import sys
from sh import rsync

'''
腳本將掛載到 /media/pi 的 SD 卡上的內容複製到目的磁碟的同名目錄下，目的磁碟的名字在 .conf文件里定義好了。

Argument:  label/name of the mounted SD Card.
'''

CONFIG_FILE = '/home/pi/scripts/backup_photos.conf'
ORIGIN_DEV = sys.argv[1]

def create_folder(path):

    print ('attempting to create destination folder: ',path)
    if not os.path.exists(path):
        try: 
            os.mkdir(path)
            print ('Folder created.')
        except:
            print ('Folder could not be created. Stopping.')
            return
    else:
        print ('Folder already in path. Using that instead.')

confFile = open(CONFIG_FILE,'rU') 
#重要：: rU 選項將以統一換行模式打開文件，
#所以 n 和/或 r 都被識別為一個新行。

confList = confFile.readlines()
confFile.close()

for line in confList:
    line = line.strip('n')

    try:
        name , value = line.split('=')

        if name == 'mount folder':
            mountFolder = value
        elif name == 'destination folder':
            destDevice = value

    except ValueError:
        print ('Incorrect line format. Passing.')
        pass

destFolder = mountFolder+destDevice+'/'+ORIGIN_DEV
create_folder(destFolder)

print ('Copying files...')

# 取消這行備註將刪除不在源處的文件
# rsync("-av", "--delete", mountFolder+ORIGIN_DEV, destFolder)
rsync("-av", mountFolder+ORIGIN_DEV+'/', destFolder)

print ('Done.')

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，這比我之前嘗試的一種方案有巨大的優勢。我們在 iPad 上只需要安裝上 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

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 譯註：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 埠之一的 SD 卡的卷標，PDRIVE128GB是那個優盤的卷標，也連接到設備上，並在上面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. 連接樹莓派配置好的 WIFI 網路。
  3. 用 Prompt2 這個 app 通過 SSH 連接到樹莓派。
  4. 連接好後輸入下面的命令：python3 backup_photos.py SD32GB-03

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：

nohup python3 backup_photos.py SD32GB-03 &

運行完成的腳本如圖所示

未來的定製

我在樹莓派上安裝了 vnc 服務，這樣我可以通過其它計算機或在 iPad 上用 Remoter App連接樹莓派的圖形界面，我安裝了 BitTorrent Sync 用來遠端備份我的圖片，當然需要先設置好。當我有了可以運行的解決方案之後，我會補充我的文章。

你可以在下面發表你的評論和問題，我會在此頁下面回復。

via: http://www.movingelectrons.net/blog/2016/06/26/backup-photos-while-traveling-with-a-raspberry-pi.html

作者：Lenin 譯者：jiajia9linuxer 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive

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