Quarta puntata della serie di articoli dedicati al micro PC Raspberry, il personal computer grande quanto un pacchetto di sigarette dalle mille risorse e mille applicazioni.
Nella terza puntata abbiamo visto come procedere per l'installazione del sistema operativo (LINK QUI); in questa puntata invece vi racconterò passo-passo come ho fatto per trasformare il mio vecchio Raspberry "Pi3" un NAS di tutto rispetto, cioè un File Server per uso domestico o small office.

Raspberry... tra le mani.jpg

Cosa si intende per NAS

Un NAS, acronimo di Network Attached Storage, non è altro che un archivio condiviso, accessibile attraverso la rete locale. Un NAS solitamente è composto da uno o più Hard Disk ed un sistema di controllo che li interfaccia con la rete .
La scheda Raspberry può benissimo svolgere questo compito perchè da un lato ha l'interfaccia LAN/Ethernet (sia cablata RJ45 che WiFi), mentre dell'altro lato ha 4 porte USB, utili per connettere qualunque dispositivo di archiviazione.
Da notare che i modelli più recenti, Pi4 & Pi5, hanno 2 porte USB 3, riconoscibili dal colore BLU, con velocità fino a 5 Gbps, per sfruttare al massimo i moderni Hard Disk sia meccanici che (soprattutto) SSD.

Segnalo che in commercio sono reperibili anche schede di espansione, da montare sovrapposte al Raspberry, che mettono a disposizione 4 o 5 porte SATA; verificate comunque la convenienza di tali soluzioni, talvolta non molto economiche.

L'Hardware della Prova

Per realizzare il NAS "sperimentale" ho utilizzato i seguenti componenti:

• Un Raspberry Pi3 (che ha solo 1 GB di memoria RAM)
• Una scheda Micro SD da 32 GB (anche se con 8 potevamo stare già comodi)
• Un Hard disk esterno Western Digital "Red" da 1 TB, già formattato NTFS, con porta USB3
• Un vecchio Hard disk esterno Iomega da 500 GB, già formattato FAT, con porta USB 2

Hanno completano la prova:

• Cavo Ethernet (di solito preferisco la LAN cablata)
• i cavi USB per gli HD,
• Alimentatore USB da almeno 2A per il Respberry (tramite cavo micro USB)
• Gli alimentatori degli Hard Disk esterni

I componenti per la prova

Naturalmente tutto l'hardware usato per la prova occupava parecchio spazio, soprattutto per la presenza degli alimentatori esterni e di tutti i cablaggi.
Il mio suggerimento in prima battuta è di realizzare il NAS inserendo tutti i componenti in un vecchio Case Desktop, ma in rete si trovano molte idee e molti componenti per realizzare un sistema compatto.
Ad esempio qui ci sono un paio di case idonei allo scopo https://it.aliexpress.com/item/4000151540264.html , oppure qui https://www.thingiverse.com/thing:4151400 ).

Il Software della prova

Per fare un NAS con il piccolo Raspberry ho utilizzato il pacchetto Open Media Vault (OMV), un software libero e gratuito che permette di realizzare un NAS con qualunque architettura hardware, senza grandi requisiti prestazionali o di memoria (Link al sito openmediavault.org ).
Il software è ricco di funzioni e potenzialità: l'importante è avere una "macchina" con installata una qualunque versione del sistema operativo LINUX.
In realtà Linux esiste in moltissime versioni, tra le quali la più famosa è DEBIAN, ma noi opteremo per una scorciatoia: useremo quello proposto dalla Raspberry Foundation, che rispetto ad altre distribuzioni è molto semplice da installare.

Tempo Necessario

Per realizzare tutta l'operazione ho impiegato circa un paio d'ore.
Le fasi dell'attività a grandi linee sono state:

• Mettersi su un PC (Windows) per procurarsi il sistema operativo Linux Based
• Fare il "Flash" della scheda Micro SD;
• Allestire l'hardware e collegare tutti i dispositivi;
• Avviare il Raspberry con il sistema operativo preinstallato nella scheda SD
• Lanciare da riga di comando lo scaricamento ed installazione di Open Media Vault (questa operazione impega circa 30 minuti, per la presenza di numerosi aggiornamenti)
• Riavviare il Raspberry per far partire il Software NAS installato,
• Tornare al PC ed usare un browser per configurare Hard Disk, utenti e condivisioni di Open Media Vault.

La cosa è stata anche piacevole perché alla fine sono riuscito ad accedere ai dischi di rete, utilizzando un comune PC portatile con Windows 10.

Il WEB Server

Il pacchetto OMV ha una peculiarità: come tutti i NAS ha WEB Server interno; questo significa che per configurarlo non è necessario collegare un monitor, un mouse ed una tastiera, ma è sufficiente usare un qualunque PC connesso alla rete locale, usando un classico web browser.

La "DashBoard" di Open Media Vault

Entrando nel Web Server di OMV apparirà la Dashboard, il pannello di controllo del NAS, nella quale sono visualizzati in tempo reale i principali parametri di funzionamento, sia Hardware e Software.
Segnalo che la Dashboard al primo avviamento potrebbe apparire molto spartana o comunque più semplificata rispetto a quella che vedete qui sopra, ma poi potrete verificare voi stessi che è personalizzabile a seconda delle proprie esigenze.
Dalla Dashboard infine si accede a tutte le funzioni di configurazione del NAS, di cui parleremo tra poco.

Installazione

Ad essere onesti l'installazione del pacchetto Open Media Vault non è una proprio "alla portata di tutti"; il sistema operativo sottostante infatti non ha nessuna interfaccia grafica, quindi alcune operazioni devono essere svolte con l'interfaccia a riga di comando di Linux (il Terminale, similare al vecchio Prompt).
Fortunatamente ci sono molti siti che spiegano passo passo cosa si deve fare, e anch'io qui vi darò qualche indicazione.

Attenzione ad un particolare - Linux è un sistema operativo molto "pignolo" : le cose scritte in minuscolo e in maiuscolo non sono la stessa cosa. MARCO, Marco, e marco, per Linux sono tre persone diverse. State quindi attenti a come digitate i comandi sul terminale, ma soprattutto ai nomi degli utenti ed alle password.

Partiamo!

Fase 1 - Preparazione della SD

Con il vostro PC - Windows, Mac o Ubuntu - andate nel sito https://www.raspberrypi.com/software/ (della Fondazione Raspberry ) e scaricate il Raspberry Pi Imager, il pacchetto per gestire l'installazione del Sistema Operativo. Si tratta di un piccolo programma che dovete installare nel PC e che si occupa del download del sistema operativo nella versione corretta per il vostro Hardware, della formattazione della SD e del caricamento del software.
Ne abbiamo parlato nel terzo articolo LINK Articolo installazione Sistema Operativo.
A questo punto :

1. inserite la Micro SD nel vostro PC
2. lanciate il programma Raspberry Pi Imager
3. scegliete la versione HARDWARE del vostro Raspberry (ad es. PI3)
4. tra i sistemi operativi elencanti, scegliete "Raspberry PI Other"
5. scegliete la versione Raspberry Pi OS Lite (Legacy 64-bit) – versione leggera "NO Desktop Environment" (*).
6. Entrate nelle opzioni ed inserite un nome utente e password che poi vi serviranno per accedere al sistema operativo
7. lanciate la procedura di "flash" della micro SD.

(*) il sistema operativo deve essere installato senza l'ambiente grafico (il Desktop Environment); visto che nel funzionamento ordinario il Raspberry/NAS funzionerà senza tastiera e monitor, questa parte software andrebbe a pesare inutilmente sulle prestazioni del dispositivo.
Per quanto riguarda la versione, OMV le supporta entrambe le versioni 32 o 64 bit.

Fase 2 - Assemblaggio ed Avviamento del Raspberry

Ora potete procedere all'assemblaggio del tutto:

• inserite la scheda SD,
• collegate una tastiera USB (il mouse non serve)
• collegate un cavo di rete "Ethernet" al connettore RJ45
• collegare Monitor (via cavo HDMI)
• infine date alimentazione al dispositivo tramite la apposita presa micro USB o USB C.

Raspberry Pi5 e collegamenti minimali

Qui sopra una foto di un Raspberry Pi con i collegamenti descritti sopra (in senso orario a partire da in alto a destra).

Fase 3 - Avviamento

Fatto tutto quanto indicato nella fase 2, dopo pochi secondi inizierà la procedura di auto-installazione di LINUX nella scheda SD, una procedura che durerà un circa due-tre minuti.
Al termine vi troverete una schermata similare a quella riportata qui sotto: testi bianchi su sfondo nero.

Raspberry Linux Command Line

Il sistema operativo quindi vi chiederà le credenziali per fare il LOGIN (dovrete digitare la username e la password che avrete specificato nella fase di Flash della microSD); se sono corretti vi apparirà in verde la riga di comando di Linux, con una scritta tipo la seguente:

Marco@RaspberryPi:$ _

La lineetta bassa alla fine della riga, è il cursore che vi seguirà mentre digitate i vostri comandi.

Fase 4 - Installazione di OMV

Ora dovrete fare qualche operazione dalla "riga di comando" di Linux; prima di tutto assicuratevi che il led nel connettore RJ45 del cavo di rete sia acceso, a segnalare che il dispositivo è connesso alla rete locale, quindi vi consiglio digitare il seguente comando per vedere qual'è l'indirizzo IP del vostro Raspberry:

ifconfig <invio>

Il sistema risponderà con molte informazioni, ma soprattutto con questa riga:

eth0: flags=1234<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  
inet 192.168.1.200  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255

Eth0 è la vostra scheda di rete, quindi prendete nota dell'indirizzo IP che il vostro Router ha assegnato al Raspberry (nell'esempio 192.168.1.200), perchè vi servirà per accedere al NAS da un qualunque PC.
Fatto questo dovrete "dire" a Linux di scaricare ed installare Open Media Vault, operazione che nel mondo Linux si fa con un unico comando; digitate quindi questa "frase" (si è un po lunga, ma mi raccomando, scrivetela in minuscolo):

wget -O - https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript/raw/master/install | sudo bash 

Oppure, se non funziona, questo:

wget -O - https://raw.githubusercontent.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript/master/install | sudo bash

Il Raspberry inizierà a scaricare tutti i pacchetti che compongono OMV, una operazione che durerà circa 30 minuti, anche per la presenza di numerosi aggiornamenti).
Al termine "ordinate" al Raspberry di spegnersi, digitando:

sudo poweroff <invio>

Non appena il sistema si spegne, disconnettete (momentaneamente) il cavo di alimentazione e, dato che non vi serviranno più, potete scollegare Monitor e Tastiera.

NOTA per i più pigri

Sapete che Linux si può comandare anche da un PC remoto? Bene, allora se volete fare il copia-incolla dei comandi sopra "wget...." dovrete fare questa operazione da remoto, ossia dal vostro PC e non dallo schermo di Raspberry.
Per lavorare su Raspberry da remoto basta abilitare il protocollo SSH. Se non lo avete abilitato in fase di Flash della scheda micro SD, dovete attivarlo manualmente; sempre nella vostra tastiera collegata al Raspberry, digitate:

 sudo raspi-config <invio>

Quindi dal menu, scegliete l'opzione 3 "Interface Options" e abilitate la voce "Enable SSH Server" dopodichè tornate indietro e scegliete l'opzione "Finish". A questo punto andate sul vostro PC, aprite il "Prompt dei comandi" (una finestra DOS) e digitate :

c:\> SSH nomeutente@indirizzoIP

cioè ad esempio

c:\> SSH marco@192.168.1.200

Si aprirà un terminale Linux dentro la finestra DOS di Windows. Dopo aver inserito la password, potrete digitare i comandi come se foste sulla tastiera del raspberry. A questo punto copiate selezionate nel browser la riga "wget..." digitate CTRL-C, andate nella finestra terminale e PREMETE IL TASTO DESTRO DEL MOUSE, per incollare, quindi invio... et voilà, comando copiato ed impartito.
Quando avrete finito potete anche scrivere "sudo poweroff"... vedrete il raspberry che chiude il collegamento e si spegne !

Configurazione di OMV

Ora il Rasberry ha installati sia il Sistema Operativo che il software Open Media Vault, quindi è pronto per partire: collegate alle porte USB gli Hard Disk che volete utilizzare per il vostro NAS, accendete il Raspberry e gli Hard Disk.
Se tutto è andato correttamente, il vostro NAS sarà già "ON LINE" e potrete iniziare l'attività di configurazione, attività che si farà dalla Dashboard di Open Media Vault.

Tornate quindi al vostro PC, che naturalmente deve essere collegato alla stessa rete, ed aprite Firefox, Chrome o un qualsiasi altro Web browser; digitate nella barra in alto l'indirizzo IP del Raspberry (nell'esempio di prima 192.168.1.200) e se tutto è andato bene vi apparirà la schermata di Login di OMV.

OMV - Schermata di Login

Ora digitate le credenziali per accedere ad Open Media Vault (quelle di default sono "admin" e "openmediavault" ) e finalmente entrarete nelle pagine di configurazione.
Se invece qualcosa è andato storto dovrete riaccendere il raspberry con monmitor e tastiera per vedere, con "ifconfig", se l'indirizzo IP è corretto, oppure potete scaricare nel vostro PC un qualsiasi programma "IP Scanner" per verificare se il raspberry ha cambiato indirizzo IP.
Ricordatevi sempre che Raspberry è un PC in tutto e per tutto, pertanto (se possibile) non spegnetelo mai staccando brutalmente l'alimentazione, ma usate il pannello di controllo di OMV, oppure da riga di comando digitate sudo poweroff.

Memoria

La prima cosa che ho fatto per verificare se il mio Pi3 con 1 GB di RAM fosse sufficiente per fare il NAS era il consumo di memoria; ebbene dalla Dashboard è risultato che in standby Linux+OMV occupavano solamente 300 MB !

Raspberry NAS - Situazione Memoria RAM

Dischi e File System

LA seconda cosa che ho fatto dalla DashBoard è stata di verificare se OMV "vedeva" gli Hard Disk collegati e se li riconosceva. Sono quindi entrato nella sezione STORAGE, ed ho abilitato entrambi i dispositivi, per dire ad OMV di farli diventare "partecipi" del NAS.

Schermata di controllo dei File Systems

Naturalmente, trattandosi di vecchi dischi che già contenenevano dati, li ho solamente "associati" al NAS; se fossero stati dischi vuoti, avrei dovuto procedere alla formattazione. Ricordo che le macchine LINUX in generale (compreso UBUNTU), formattano i dischi con il sistema "EXT4", un sistema di organizzazione dei dati che è diverso dalle macchine Windows (che usano NTFS oppure FAT).
Al di là della "lotta" tra qual'è il sistema migliore tra EX4 e NTFS, è importante sapere che mentre le macchine Linux leggono tutti i dischi, a prescindere dalla tecnologia di formattazione, i PC Microsoft Windows non sono in grado di leggere i dischi EXT di Linux.
Questo significa che (come per tutti i NAS sul mercato), se smontate gli hard disk formattati in EXT4 o altro formato Linux, per leggerli non potrete collegarli ad un qualsiasi PC Windows: vi servirà una macchina con una qualunque versione di Linux, come Ubuntu.

CONFIGURAZIONI RAID

Se volete aumentare l'affidabilità nella conservazione dei dati, potete ABILITARE le funzionalità di ridondanza degli Hard Disk, dette RAID, acronimo di Redundant Array of Independent Disks.
Ad esempio potete configurare due dischi in modo che uno sia la copia speculare dell'altro, detta RAID 1, cosa che si può fare avendo due Hard Disk uguali; se uno si guasta, avrete sempre la seconda copia dei vostri dati (cosa che avviene in modo automatico e trasparente agli utenti).
RAID permette numerose altre configurazioni con gli Hard Disk, ma questo è un discorso molto vasto (e complesso) che esula dal presente articolo; se volete saperne di più fate una ricerca in rete, oppure date un'occhiata alla pagina RAID su Wikipedia.

CONFIGURAZIONE "JBOD"

Se invece della ridondanza non vi interessa nulla, potete anche configurare tutti i vostri dischi come se fossero un unico disco "virtuale" pari alla somma di tutti i dischi fisici.
Potete farlo con tutti i dischi che volete, anche se sono di tipo diverso.
Questa soluzione si chiama JBOD, acronimo di Just a Bunch of Disks, ovvero... solo un mucchio di dischi.

ATTENZIONE

Ricordo infine che se create configurazioni JBOD o RAID, i dischi devono essere formattati in modo idoneo alla configurazione scelta; ma è una cosa che Open Media Vault farà automaticamente.

Utenti

Altra attività da fare è quella di configurare gli utenti, ciascuno con propria username e password, e relativi diritti di accesso alle risorse del NAS.
Qui sotto vi propongo la schermata dalla quale si attua l'operazione: Premendo il tasto "+" più, si potrà aggiungere un nuovo utente ed assegnargli i diritti di accesso ad ogni cartella o funzione, associarlo a gruppi (quello degli Amministratori naturalmente è il gruppo di chi può fare qualunque operazione), oppure dargli accesso in sola lettura a certe cartelle (R=Read), o in lettura e scrittura (R/W = Read Write).

OMV - Configurazione degli Utenti

Funzione "Pending Changes"

Colgo l'occasione per evidenziare una cosa che ho trovato molto interessante durante la configurazione di Open Media Vault: le modifiche che inserite nella schermata corrente non diventano subito esecutive, ma restano in attesa di essere confermate, restano cioè "in sospeso"; ve ne renderete conto perchè finquando non prendete una "decisione" resterà nella parte superiore dello schermo una grande fascia gialla con il messaggio di PENDING CONFIGURATION CHANGES.
Potete quindi giocare con il pannello di controllo per fare tutta una serie di modifiche, prove e test "virtuali", e poi annullarle come se non fosse successo nulla.
A tale scopo, quindi, nella barra di "Pending" potete:

• Premere il segno di spunta per confermare tutto ciò che avete modificato/inserito, oppure
• Premere la freccia indietro per annullare tutto ciò che avevate fatto, senza così applicare nessuna modifica al sistema.
  

CONDIVISIONI

Altra fase importante è quella di decidere quali cartelle condividere con gli utenti. Premetto che non potete condividere direttamente un disco, ma le cartelle che sono al suo interno. Eventualmente potete creare un'unica cartella nel disco e poi condividerla come se fosse l'intero disco.

OMV "Shared Folders" - Cartelle Condivise

Anche qui per creare le cartelle da condividere basta premere il tasto più "+", dare il nome alla cartella ed eventualmente decidere in quale disco deve essere collocata. Nell'esempio ho creato una cartella "ARCHIVIO" in un disco, mentre nell'altro disco ho creato due cartelle "BACKUPs" e "MULTIMEDIA".
NOTA: Se avete messo i vostri dischi in una qualche configurazione RAID, dal pannello lo vedrete come un'unico dispositivo di archiviazione.

SAMBA

I tradizionali PC con sistema operativo Windows per vedere un disco in rete hanno bisogno di "comunicare" attraverso il protocollo "SMB". Il protocollo SMB (Server Message Block) è un protocollo di comunicazione client-server utilizzato per l'accesso condiviso a file, directory, stampanti, porte seriali e altre risorse su rete, inventato da IBM ma di fatto utilizzato da Microsoft
Nel mondo LINUX la sigla SMB è stata "simpaticamente" tradotta in SAMBA, per evitare problemi di "copyright" ma anche per... prendere in giro l'acerrimo nemico che utilizza soluzioni non proprio standardizzate.
Nel pannello di configurazione di OMV quindi, bisogna abilitare per ciascuna cartella condivisa anche il protocollo "SAMBA" (SMB), affichè il nostro NAS sia visibile ai PC della rete.
Si tratta comunque una operazione molto semplice che vi porterà via pochi istanti: basta creare una condivisione "SAMBA" premendo il tasto "più" per ciascuna cartella condivisa già creata.

Condivisioni "SAMBA"

La configurazione giunge al termine

La configurazione del nostro NAS è quindi conclusa. Ora potete utilizzare un qualunque PC nella rete e dovreste vedere nelle risorse di rete il NAS; oppure aprite Esplora Risorse e digitate nella barra degli indirizzi, l'indirizzo IP del vostro NAS (ad esempio \\192.168.1.200\): il PC dovrebbe chiedervi le credenziali di accesso e quindi farvi vedere le cartelle che avete condiviso per quel determinato utente, come nell'immagine qui sotto.

Cartelle di Rete da Open Media Vault

Per le cartelle pubbliche, che non consiglio per ovvi motivi di sicurezza, potrà entrare chiunque senza limitazioni; per le cartelle condivise, potranno entrare solamente gli utenti ai quali avrete assegnato i diritti di accesso (R oppure RW).
Infine, abilitando la "user home folder" verrà creata automaticamente una cartella "privata" per ogni utente, nel quale ciascuno potrà salvare il proprio materiale, oppure fare il Backup del proprio PC (ad esempio abilitando la Cronologia Files di Windows).

Conclusioni

Bene, il nostro percorso è terminato. Se siete arrivati fino a qui, grazie per la pazienza.
Ora potete sbizzarrirvi con tutti i test che volete. Se poi durante le prove vedete che le configurazioni non vi piacciono... potete sempre riformattare la micro SD, e ripetere tutto il procedirmento da capo!
Se invece tutto fila liscio, potete passare le credenziali a tutti gli utenti della vostra rete locale ed iniziare ad archiviare materiale nel NAS.
Attenzione, come qualcuno qui del Forum mi ha fatto notare, che in un NAS realizzato con i modelli Pi 2 o Pi 3 potreste notare basse prestazioni se spostate o copiate file di grandi dimensioni; in tal caso è consigliabile utilizzare modelli più performanti, come il Pi 4 o il Pi 5.
Un ultimo appunto: questo "NAS" non avrà le grandi funzionalità e le APP interne che offrono i più noti costruttori di NAS come ad esempio Synology o QNAP, entro i quali vengono messi a disposizione molti add-on, ad esempio per interfacciarsi con i più noti Cloud del mercato.
Per contro, per realizzare un NAS con 4 Hard Disk con Raspberry si potrebbe spendere meno di metà rispetto ai marchi più noti.
Quindi, prima di avviare un progetto vero e proprio, fate una analisi prezzo-prestazioni, stando attenti anche alla scelta degli enventuali convertitori USB-SATA (come ad esempio questa scheda con 5 porte SATA https://it.aliexpress.com/item/1005006754454170.html ) .
Se invece volete provare o fare sperimentazione, oltre alle indicazioni di questo articolo vi consiglio di dare uno sguardo anche ai Link sottostanti, dove troverete molti siti che spiegano passo passo l'installazione di OMV.
Buon divertimento.

P.S.

Prossima puntanta: realizziamo un centro multimediale da salotto!

LINK UTILI

Siti spiegano come installare Open Media Vault su Raspberry:
https://wiki.omv-extras.org/doku.php?id=omv6:raspberry_pi_install
https://forum.openmediavault.org/index.php?thread/50440-raspberry-pi4/
https://linuxconfig.org/how-to-install-openmediavault-on-raspberry-pi
https://developmania.altervista.org/creare-un-nas-nel-raspberry-pi-con-open-media-vault/

Interfacce - Convertitori SATA-USB su Amazon:
https://www.amazon.it/dp/B00N4JLNXM/ref=sspa_dk_hqp_detail_aax_0 https://www.amazon.it/AIDIRui-Adattatore-Convertitore-Worldwide-Converter/dp/B0BHKMCQS3/ref=sr_1_45

Requisiti hardware e software per installare Open Media Vault
https://docs.openmediavault.org/en/stable/prerequisites.html

Wikipedia - Configurazioni RAID:
https://it.wikipedia.org/wiki/RAID