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这篇文章主要为大家展示了“linux中如何修改磁盘镜像来创建基于树莓派的家庭实验室”，内容简而易懂，条理清晰，希望能够帮助大家解决疑惑，下面让小编带领大家一起研究并学习一下“linux中如何修改磁盘镜像来创建基于树莓派的家庭实验室”这篇文章吧。
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使用树莓派或其它单板机创建一个“家庭私有云”。
构建一个家庭实验室可以是一个有趣的方式，可以让你学习的新概念和实验新技术时还能自娱自乐。得益于以 树莓派 为首的单板计算机（SBC）的流行，在舒适的家里就可以轻松构建一个多计算机实验室。比起试图在主流的云服务商建立的相同配置，创建一个“家庭私有云”以花更少的钱来体验到云原生技术，也是一个极好的方法。
这篇文章阐述如何修改树莓派或其它的单板机的磁盘镜像，预配置主机的 SSH，并禁用首次启动时强制竞选交互配置的服务。这是一个让你的设备“即启动，即运行”的极好方法，类似于云端实例。之后，你可以使用自动化的流程通过 SSH 连接来进行更专业和更深入的配置。
此外, 当向你的实验室添加更多的树莓派时，修改磁盘镜像可以来让你只需要将该镜像写到一个 SD 卡、放入树莓派中就可以了！
Multiple Raspberry Pi computers, a switch, and a power bank
对于这个项目，你需要修改一个服务器磁盘镜像。在测试期间，我使用 Fedora Server 31 ARM。在你下载该磁盘镜像并验证其校验和之后，你需要将其解压缩并挂载其到宿主机的文件系统的某个位置上，以便你可以根据需要修改它。
你可以使用 xz 命令通过 --decompress 参数来解压缩 Fedora 服务器镜像：
xz --decompress Fedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw.xz
这会留下一个解压缩后的原始磁盘镜像（它会自动地替换 .xz 压缩文件）。这个原始磁盘镜像就像它听起来的那样：一个包含格式化后安装好的磁盘上的所有数据的文件。这包含分区信息、启动分区、root 分区以及其它分区。你需要挂载你打算在其中进行修改的分区，但是要做到这一点，你需要知道磁盘镜像中的分区起始位置和扇区大小，这样你才可以挂载该文件正确的扇区。
幸运的是，你可以在一个磁盘镜像上使用 fdisk 命令，就像在实际磁盘上使用一样容易。使用 --list 或 -l 参数来查看分区的列表和其信息：
# 使用 fdisk 来列出原始镜像文件的分区：$ fdisk -l Fedora-Server-armhfp-31-1.9-sda.rawDisk Fedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw: 3.2 GiB, 3242196992 bytes, 6332416 sectorsUnits: sectors of 1 * 512 = 512 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisklabel type: dosDisk identifier: 0xdaad9f57 Device Boot Start End Sectors Size Id TypeFedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw1 8192 163839 155648 76M c W95 FFedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw2 * 163840 1163263 999424 488M 83 LinuxFedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw3 1163264 6047743 4884480 2.3G 83 Linux
你需要的所有信息都可在上面的输出中获得。第 3 行表示扇区大小（包括逻辑和物理的）：512 字节 / 512 字节。
设备列表显示的是原始磁盘镜像中的分区。第一个，Fedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw1 毫无疑问是引导程序分区，因为它是第一个，很小（仅仅 76MB），而且类型被标识为 c，即 W95 FAT32（LBA），这是一个从 SD 卡启动的 FAT32 分区。
第二个分区也不是非常大，只有 488MB。这个分区是一个 Linux 原生类型分区（Id 83），它可能是包含内核和 initramfs 的 Linux 启动分区。
第三个分区可能是你需要的东西：它有 2.3GB 大小，所以在它其中应该有发行版的主要部分，并且它是一个 Linux 原生分区类型，这也是在预料之中的。这个分区应该包含了你需要修改的分区和数据。
第三个分区从扇区 1163264 开始（在 fdisk 的输出中被显示为 Start 列），所以你的挂载偏移量是 595591168，计算方法是将扇区大小（512）乘以起始扇区（1163264）（即 512 * 1163264）。这意味着你需要以偏移量 595591168 挂载该文件，才能挂载到正确位置。
装备了这些信息，现在你可以将第三个分区挂载到你的家目录中了：
$ mkdir ~/mnt$ sudo mount -o loop,offset=595591168 Fedora-Server-armhfp-X-y.z-sda.raw ~/mnt$ ls ~/mnt
在磁盘镜像被解压缩和被挂载到宿主机上的一个位置后，就可以修改镜像以符合你的需求。在我看来，对镜像进行更改的最简单的方法是使用 chroot 来将你会话的工作根目录更改为挂载镜像的工作根目录。不过，有点棘手。
在你改变了根目录后，你的会话将使用新的根目录下的二进制文件。除非你是在一个 ARM 系统做这些所有的操作，否则解压缩后的磁盘镜像的架构将与你正在使用的宿主机系统不同。即使在 chroot 环境中，宿主机系统也无法使用一个不同架构的二进制文件。至少，不能在本机使用。
幸运的是，这里有一个解决方案：qemu-user-static。来自 Debian Wiki 的说明:
“[qemu-user-static] 提供了用户模式的仿真二进制文件，是静态构建的。在这个模式中，QEMU 可以在一个 CPU 上启动为另一个 CPU 编译的 Linux 进程 …… 如果安装了 binfmt-support 软件包，qemu-user-static 软件包会注册提供的仿真器可以处理的二进制文件格式，以便其能够直接运行其他架构的二进制文件。”
这正是你需要在 chroot 环境中非本地架构中工作所需的。如果宿主机系统是 Fedora，使用 DNF 来安装 qemu-user-static 软件包，并重新启动 systemd-binfmt.service：
# 使用 DNF 启用非本地的 arch chroot 环境，添加新的二进制文件格式信息# 输出镜像了精简$ dnf install qemu-user-static$ systemctl restart systemd-binfmt.service
使用这种方法，你一个能够更改根目录到挂载的磁盘镜像，运行 uname 命令来验证一切都在正常：
sudo chroot ~/mnt/ /usr/bin/uname -a -rLinux marvin 5.5.16-200.fc31.x86_64 #1 SMP Wed Apr 8 16:43:33 UTC 2020 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux
在 chroot 环境中运行 uname 将在输出中显示 armv7l，这个原始磁盘镜像的架构， 而不是宿主机的架构。一切如预期，可以继续修改镜像了。
现在你可以直接切换到这个基于 ARM 的磁盘镜像中，并在该环境中工作了，你可以对镜像自身镜像修改了。你需要设置该镜像，以便它能够启动并可立即访问，而不需要在树莓派上做任何额外的设置。为此，你需要安装并启用 sshd（OpenSSH 守护进程），并为 SSH 访问添加授权密码。
为了使其表现得更像一个云环境，实现在家里建立私有云的梦想，添加一个本地用户，给予该用户 sudo 权限，并（为了像云端的重度用户一样）允许该用户无需密码就可以使用 sudo。
所以，你将做的事情是：
安装并启用 SSHD（SSHD 已经在 Fedora ARM 镜像中安装并启用，但是你可能需要为你发行版手动执行这些工作）
设置一个本地用户
允许本地用户来使用 sudo（无需密码，可选）
添加授权密钥
允许 root 使用授权密码镜像 SSH（可选）
我使用 GitHub 功能，它允许你上传你的 SSH 公钥，并在 https://github.com/.keys 处可访问。我发现这是一种很方便的分发公钥的方法，不过我生性多疑，我总是检查下载的密钥是否与我预期的匹配。如果你不想使用这种方法，你可以从你宿主机中复制你公钥到 chroot 环境中，或者你可以将公钥托管在你控制的 Web 服务器上以便使用相同的工作流。
要开始修改磁盘镜像，再次切换根目录到挂载的磁盘镜像中，这次启动一个 shell，以便可以运行多个命令：