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Raspberry Pi 2 モデルB/Raspbianをサーバとして運用中

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Raspberry Piって?

Raspberry Pi 2 モデルB/Raspbianをサーバとして運用中

Raspberry Pi 2 モデルB/Raspbianをサーバとして運用中

2016/04/21

 ラズパイ一式の選定、購入、セットアップ、初期設定、想定した構成に必要なパッケージのインストールと設定も一応完了し、運用中。

element14製Raspberry Pi 2 モデルB/ケース付き一式

Raspberry Pi 2 Model B/element14製ケース付きセット

 element14製のケース付きRaspberry Pi 2 Model B一式には、以下のものが含まれていました。

Raspberry Pi 2 モデルBのサイズ

スイッチングハブや無線LANルータよりも小さいRaspberry Pi 2 Model B

 ラズパイのサイズは、USBメモリやUSB電圧・電流チェッカーよりは大きいものの、ケースに入れても8ポートスイッチングハブ/Logitec LAN-SW08/PHやアクセスポイントモードで運用中の無線LANルータ/ELECOM WRC-300FEBK(有線LANポート4ポート付き)よりも小さいです。

Raspberry Pi 2 モデルBのケース

14のスリットで通気性も良さげなelement14製Raspberry Pi 2 Model B用ケース底面

 7色ある内、今回は白を指定したelement14製のRaspberry Pi 2 モデルB用ケースの底面には、14個のスリットが入っている上、使い方によって何か用途を意図しているらしき、丸い穴が4つ空いており、通気性も良さそうな作りになっています。

 14個ってelement14の14と掛けてる?

 四隅の丸いところは、付属の丸ボタン型透明クッションを付ける場所。

element14製Raspberry Pi 2 Model Bとケース白

 また、element14製ラズパイ2モデルB用ケースには、電子工作するにあたり、重宝しそうなGPIOピン部のみ着脱可能なカバーが付いています。

 写真ではラズパイの基板はケースに載せたままですが、どこか固定されているわけでもなく、ただ、載っているだけなので簡単に取り出すというか、基板部分のみ持ち上げれば外すことができます。

RS製とelement14製のラズパイには微妙に違うところもあるみたい

 RS製のラズパイには緑と赤のLEDランプがあり、状況に応じて点灯・点滅するらしいですが、このelement14製のRaspberry Pi 2 モデルBは、LEDは赤のみ、電源ONと同時に以後ずっと点灯のみとなっています。

 ただ、予め想定していたわけではないものの、ラッキーなことに?システムパーティションをUSBメモリにおいているため、microSDの起動パーティションからUSBメモリスティックにアクセスされた時点でUSBメモリのアクセスランプが点滅、これが起動後と思われるタイミングで消灯しますし、更に電圧・電流切り替え表示ではあるものの、追加で購入したUSB電圧&電流チェッカーの電流値の変化がSSH接続のタイミングの目安にならなくもなかったりして(何れも慣れてくると見ることもありませんが、)特に困ることはありません。

Raspberry Pi 2 モデルBをサーバとして使う場合の一例

全ての口においてELPA以外の電源タップだとACアダプタ類は隣の口と干渉

 今回、このRaspberry Pi 2 モデルBにおいては、USB急速充電器からmicroUSBケーブルを介して電源をとり、OSはRaspbian、microSDにブートパーティション、USBメモリにシステムパーティションをおき、USBハブを介して外付けHDDを接続、柔軟に拡張・縮小できるようLVMでボリュームを切り出すことにしました。

 電源には、3口のタップにつないだラズパイと外付けHDDのON/OFFスイッチとして朝日電器製ELPA個別スイッチ式電源タップ6口(白)を、これに白のAnker製24W/2ポートのUSB急速充電器、ルートアール製クリアケースのUSB電圧&電流チェッカーを介してmicroUSBケーブルでラズパイに接続、必要に応じて各クライアントマシンからそれぞれscp、ssh+rsyncを利用したり、SSH接続しています。

 AnkerのUSB急速充電器は一方しか使っていないものの、2ポートある内、どちらのポートも良好。

 USB電圧・電流チェッカーは、必須でもありませんし、その必要もありませんが、USB急速充電器とmicroUSBケーブル間に装着して常用しています。

 Raspbianのみならずラズパイ用インストール済みOSは普通標準でインストール済み・有効となっているSSHサーバ、追加でSambaを入れてNAS・ファイルサーバとして、また、プリンタ・スキャナを共有、何れにするか検討中のMediaTombMiniDLNAUPnP/DLNA(メディア)サーバとして、UPnP/DLNAクライアントは、動画・音楽対応でながら作業もできるVLCやBansheeを使い、サーバとしてはイレギュラーながらも複数マシンで共有する為、メールクライアントClaws-Mail、スキャナを共有すべくSane、XSaneを入れ、これらを利用する為、tightvncserverを入れてメーラーとスキャナのみVNC越しに操作するようにしています。

 USB電圧・電流チェッカーによれば、運用後、消費電力5W程度の外付けHDD 2TB(LVMを介してSamba共有ディレクトリとしてマウント)ありで0.35A(350mA)前後、ブート時はプラス0.1A前後、電圧は5.15〜5.17Vで推移、写真のように当初、microSDカードすらセットせずに計測した際は0.26A(260mA)程度でした。

 ラズパイON/OFFスイッチについては、想定通り、RPi一式+アルファの電源ON/OFF、電圧・電流チェッカーによる消費電力など一括・個別管理ができるので、やはり、スイッチ付きのmicroUSBケーブルではなく、個別スイッチ式電源タップにして正解でした。

 当初、USB急速充電器とNASとして外付けHDDのみ同じタップに挿しておけばよいかと思ったこともあり、手持ちで余っていた3口のタップに、そのサイズから並べて挿すことができない為、WD外付けHDDのACアダプタ(写真左)、普通のプラグも挿せない口(写真中央)、Ankerの急速充電器(写真右)を接続しましたが、ラズパイを使って共有するプリンタ・スキャナなどのプラグもここに挿した方が何かと便利、ついては、口が足りないし、ACアダプタを挿しても干渉しないタップの方が無駄がないということでつなぐ場所などを勘案してやはり、PC周りで既に使用中だった手持ちのELPAに代え、3口はPC以外のところで使うことに。

Raspberry Pi電源タップ周り

 なぜELPAかと言うとACアダプタの隣のコンセントへの干渉については、この3口タップに限らず、それぞれ手持ちが複数本あるBUFFALO、Panasonic、ELECOM、YAZAWA製などのタップは、全て同様である一方、手持ちの中でも既に3本ほどあるELPAは、一様に隣と干渉してしまうようなACアダプタも他のタップでも往々にしてある特に間隔の広い1口に限らず、他の5口も全て(四角く重くてごっついのは無理にしても今時多い弁当箱型のような)他で干渉するようなACアダプタを挿しても隣に干渉することなく重宝するから。

 USB急速充電器を宙ぶらりんで横挿しするのは不安定かなということで最終的には、全ての口が微妙に幅広であることを期待して今回買ったELPAの電源タップは、そのコンセントとスイッチの位置関係から写真手前で使用、これまでラズパイのあるワイヤーネット(メッシュパネル)で作った簡易棚の中段手前に固定していたELPAの6口タップを3口のタップに代えてRPi関連を直接つなぐことにしました。

 USB急速充電器を接続してあるタップの一番手前側が、特に間口の広いコンセント、普通のコンセントである一番奥に先の外付けHDDのACアダプタが接続してありますが、隣と干渉しないので続いてプラグを挿すことができていますし、手前のタップの一番右側に接続してあるセルフ&バスパワーのUSBハブの黒くて四角いACアダプタ兼プラグもたまたま今回買ったELPAタップの間口の広いコンセントに挿していますが、(少なくとも既に持っていたものと今回買った)ELPAならそこでなくとも他の普通のコンセント口にも隣と干渉することなく挿すことができます。

 急速充電器を接続したタップは、個別だけでなく、集中スイッチも付いているのでそれでON/OFFしてもよいのですが、位置的に奥まったところにあることもあり、手前で操作できる方が楽なので、うっかり、コンセントを差し替えている間にRPi関連のELPAタップのプラグを写真奥の縦に配置した集中スイッチのみある電源タップに挿してしまっていましたが、ワイヤーラック上段手前にあるUSBハブ用のACアダプタをUSB急速充電器の横に、代わりにタップのプラグをそこに挿し、スイッチ1つでUSB充電器、外付けHDD、スキャナ、プリンタ、USBハブのプラグを接続したタップの電源のON/OFFをできるようにしました。

 ラック上段手前のタップには、アクセスポイントモードとしてスイッチングハブに接続してある無線LANルータ、保持時間1〜2時間と今となっては貧弱なバッテリのノートPC、以前メインとして使っていたデスクトップPC本体とモニタ、ラズパイ関連他一式を接続した個別スイッチ付き電源タップ6口を接続してあります。

 その上段手前の個別スイッチ式電源タップ6口は、集中スイッチのみの6口タップに節電エコチェッカーなる電流計測器を介して接続してあり、一連の機器全てや一部のおおまかな電流値を確認できるようにしてあります。

 今回の消費電力見直しで従来のデスクトップからメインをノートPCにし、ラズパイを導入した今は、基本、集中スイッチのみのタップのスイッチをONにすると無線LANルータ(アクセスポイント)、USB無線LAN子機を付けたノートPC、ラズパイ、NAS用外付けHDDの電源がそれぞれONになるようにしてあります。

 尚、ラズパイは、ワイヤーネットの簡易棚中段に置くことにしたのですが、これは、ワイヤーネットなればこその通気性という点と元々その下段には、熱源となるメインとして使っていたPavilion本体とルータがあり、夏場対策で背後にクリップ式扇風機をぶら下げているのでそんなに熱くなる様子はないものの、ラズパイがそこにあると扇風機の風もうまく当たってちょうどよいからです。

 ちなみに液晶ディスプレイやスイッチングハブ、無線LANルータの不自然な向きや、なぜここにワイヤーネットの棚があるのかと言えば、単に以前夏場対策・レイアウト変更に加え100均グッズでDIYづいちゃったことがあったからです。

100均で買ったラズパイ関連部材

 今回購入したモノのうち、microSD/SD他多目的カードリーダー・ライター、LANケーブル、microUSBケーブル(内、3本中2本)は、100円ショップで調達しましたが、少なくとも今回購入したものは、何れも良好に使えています。

100円ショップCandoで買った多目的カードリーダー・ライター

 キャンドゥで急遽買ったmicroSD/SD他多目的カードリーダー・ライターは、microSD、SDに加え、よくわかりませんが、袋には、『MS メモリースティック』(本体にはMS Duo)、M2『メモリースティックマイクロ』という記述もあり、これらにも対応しているようです。

 USB部を保護する左右の何れにも回転(カードを装着していなければ一回転)するカバーがあり、片側側面にSDとMS Duo、USB端子と反対側の位置にmicroSDとM2が、それぞれ表裏で2層になっています。

100円ショップで購入したLANケーブルとmicroUSBケーブル

 LANケーブル(カテゴリー5e/3m)はセリア、microUSBケーブルは、1本がキャンドゥ(フラットケーブル/30cm)、1本がセリア(丸紐ケーブル/50cm)。

 microUSBケーブルは、何れも長さ、形状などが功を奏しているのか、USB電圧&電流チェッカーの精度が高く正確であるという前提に立てば、ELECOM製丸コード/80cm(650円前後)とも遜色なく使えています。

 ラズパイの位置が決まるまでELECOM製(丸コード80cm)、キャンドゥで購入したもの(フラット状30cm/写真左)、セリアで購入したもの(丸紐状50cm/写真中央)を、その長さに応じて差し替えていましたが、何れにしても80cmでは長すぎ、直前まで30cm、コンセントの位置を変更、ほぼ定位置が決まった今は、ちょうどピッタリの50cm(セリア)のmicroUSBケーブルを使っています。

100円ショップSeriaで買ったスマホ充電・データ転送用USB延長ケーブル

 ちなみに今回RPi及び関連パーツ購入には直接関係ありませんが、LANケーブルやmicroUSBケーブルの隅にも写っている、白にひかれて買った100均SeriaのUSB延長ケーブル、レスキューツールの入ったUSBメモリを挿したら、他にもある100均のUSB 2.0用延長ケーブルと異なり、読み込みが、ものすごく軽快で速く、速攻で起動し、驚いた一方、高速過ぎるためか?デジカメや空のUSBメモリをデバイスとして認識させようとすると認識できたり、できなかったりと不安定、他のケーブルやPCのポートに直挿しして認識させた後、再度、先の延長ケーブルに挿すと認識できたりと不思議な挙動。

 よく見るとUSB規格などは一切書いておらず、スマホの充電・データ転送、USBキーボードやマウスに最適と書いてありますが、そういわれれば、延長ケーブルだってそういう用途用のものもあるよなと納得。

LVMとサーバ

 NASとして使っている外付けHDDを接続せずにラズパイを起動すると起動したり、しなかったり、仮に起動してもSSH接続できなかったりすることが判明、主たる目的がファイルサーバで元々外付けHDDは同時起動させる予定だったのでそうしていますが、一応、その原因を探ってみることにしました。

 まず、ん?/etc/fstabに書いたデバイスに割り当てられる外付けHDDなどがないとラズパイ起動しないけど、これって当たり前だっけ?と思ったら、起動しないかどうかは不明もエラーにはなるようでfstab 外部デバイス by Arch Linuxによれば指定したデバイスが存在しないケースがある場合には、エラー抑止の為にオプションが必要とのこと。

 /etc/fstabに書かなければ、問題なく起動し、後から外付けHDDなどを接続すれば、認識もされ、これが普通の/dev/sd?*のようなデバイスなら起動後に接続した場合でもマウントできます。

 一方、当然なんでしょうが、へーそうなんだと思ったのが、この時、LVMにおいてボリュームグループ(VG)にあるはずのデバイスが起動時にないとVGにプールするはずの物理ボリューム(PV)に割り当てたデバイスがないから論理ボリューム(LV)も作成されないか、LVM内部でエラー処理されてるかなんかで起動後に接続したところで時既に遅し/dev/VG/LVも物理ボリュームとして割り当てている/dev/sd*もマウントしようとしてもできないこと。

 よって外付けHDDやパーティションの内、LVMの物理ボリュームに割り当てているデバイス及び論理ボリューム/dev/ボリュームグループ/論理ボリュームがある場合については、外付けHDDは必ず、少なくともラズパイ(サーバマシン)と同時に電源を入れることが必要になると考えてよさそうです。

 これにより常時起動を要するようなサービス用のサーバ機能は今回見送ることにはしたものの、盛り込みすぎずに済んだとも言えますし、前述のように今回は、主目的がファイルサーバであってラズパイ起動時は外付けHDDも同時起動は当然と考えていましたし、LVMの柔軟性は相当重宝するはずなので全く問題ありません。

 尚、ラズパイとこうした外付けHDDを同時に起動した後なら、/dev/ボリュームグループ/論理ボリュームのマウントポイント(例:/mnt)をアンマウントすることも再度マウントすることも可能です。

ネットワーク越しにグラフィカルツールで正規表現を使うと挙動が変!?

 NASとしてラズパイに外付けHDDを接続、先のようにLVMとしてSambaの共有ディレクトリにマウントしているわけですが、ファイルサーバー上のファイルにおいて正規表現による検索や置換をしようとしたら何やら異変が。

 このページのようなサイト用のページを編集する際、複数のファイルにまたがって正規表現を使った検索や置換を行なうことは珍しくなく、HTMLエディタ機能は使いませんが、検索・置換機能については、*BSD/Linux環境では、Bluefishを愛用させて頂き、すごく重宝しています。

 そんな中、ラズパイをサーバとしてクライアントマシンからサーバ上のファイル群をBluefishで置換したら、ローカルでは何の問題もないのにネットワーク越しだとファイルが消失するという謎の現象に遭遇。

 また、テキストエディタは、ディストロやデスクトップ環境、ウィンドウマネージャに関わらず、リポジトリにさえあれば、仮にMATEを入れていなくても基本的にデスクトップ環境MATEの標準エディタPlumaを利用させて頂いており、このPlumaでもローカルでは大丈夫なのにネットワーク越しのファイルを編集中、\nなどの置換などをしようとすると不可解な現象が起きたり、そもそも何もしなくてもなぜか保存ができなかったり、。。。一方、エスケープ文字などの検索・置換をも処理できないMousepadやLeafpadでは何事もないという状況に。

 LAN上のホスト同士では、せいぜいマウントして行なうのでローカル扱いとなる為か、こんな現象に遭遇したことはなく、さっぱりわかりません。

 ネットワーク上で正規表現を使うこと自体は普通にあるでしょうから、ネットワーク越しだと使えないということはない、そうだとしたらSambaとも無関係でしょうし、マシンに起因するとは思えないのでラズパイの問題でもないでしょう、クライアントマシンでは、NetBSD、Fedora、Debianなどでやってみましたが、何れも同じなのでOSに起因するものでもなさげ。

 LAN上の転送速度かな?Debian/Fedora/NetBSDマルチブートマシンは有線LAN、NetBSDの入ったノートPCは無線LAN、何れも症状は同じなので有線・無線かは関係なさそう、そもそもの転送速度は、確かに速いとは言えませんが、例えば、YouTubeやGyao!などの動画視聴については、有線LAN+デュアルコアCPU/RAM1GBや2GBならなんら問題なく、無線LAN+シングルコアCPU/RAM512MBでは厳しい(RAMの2GBへの増強との合わせ技では、普通にできる)程度。。。これが原因?それとも何か他に。。。?やっぱり謎。。。

 とりあえず、運用上は、サーバを立てるにあたり、測定してみた消費電力を目の当たりにしたこともあってデスクトップから切り替えてメインとするに至ったノートPCにのみ、つまり、ローカルに全てコピー、従来通り、Plumaで編集、複数ファイルにまたがる編集を行なう時のみBluefishの『高度な検索・置換機能』を使い、これらローカルファイルをサーバ(NAS)上にrsyncでバックアップすることにしました。

 バックアップできているので良いといえばよいですが、クライアントマシンを選ばなくて済むと思ってサーバを立てたのに。。。と若干ながら微妙な感じではあります。