Raspberry Pi 指北

~~送的礼物，当然要好好折腾折腾~~

引言

树莓派到如今已经发布了4代，性能自然是越来越强了，每一代都分为A、B型，也有比较特殊的型号比如去掉大部分接口很小巧的树莓派Zero、去掉所有接口的树莓派计算型CM（Compute Module）、B型的增强型B+等。其中B型是最常用的，而A、B型区别也只在于尺寸和接口不同，SoC基本都是一致的。

设备

MacBook Pro (14-inch, 2021)
Raspberry Pi Model B (4GB)

硬件

主要接口

GPIO 引脚

散热器

风扇的接线是接载树莓派最外排是从右往左数第二和第三个引脚上，红色接第二根引脚（+5V），黑色接第三根引脚（GND）。

搭建系统

树莓派开发板没有配置板载 FLASH，它支持 SD 卡启动（或者从U盘启动），所以我们需要下载相应镜像，并将其烧写在 SD 上制作系统盘。

支持的系统如下： Raspbian、Arch Linux ARM、Debian Squeeze、Firefox OS、Gentoo Linux、Google Chrome OS、Raspberry Pi Fedora Remix、Slackware ARM、QtonPi、Slackware ARM、WebOS、RISC OS、FreeBSD、NetBSD、Android 4.0(Ice Cream Sandwich)

下载镜像

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/

建议 NOOBS 安装。Mac用户直接可以跳过。

镜像烧写

准备工作

TF卡（2GB以上）
读卡器
Raspberry Pi Imager（Mac烧录工具）

Tips
4b没有标准HDMI接口，只有micro HDMI接口
建议准备一根网线，直连在路由器上，这样方便获得树莓派ip地址
默认树莓派没有开启ssh，vnc服务，所以在无法连接显示屏的情况下，建议下载已经修改过设置的镜像

树莓派访问方式

外接 HDMI 或者 AV 显示器，USB 鼠标、键盘
- 初次连接使用
使用 USB 转 TTL 串口模块通过串口访问树莓派
SSH
- username: pi
- password: raspberry
VNC

运营商普遍屏蔽了5900这个端口，注意转发

树莓派配置

经过前面的步骤，树莓派已经可以正常工作了，但在正式开发使用之前，还需要做一些配置。

树莓派第一次使用的时候需要进行一个简单的配置，在命令行模式下运行以下命令：

1
sudo raspi-config

System Options
- Wireless LAN 无线设置
- Password 修改密码
Interface Options
- SSH 开启SSH
- VNC 开启VNC
Localisation Options
- Lacale 建议英文
- Timezone 初始为英国，这里改成 Shanghai/Hong Kong
Overclock 超频选项，新手不建议调整

树莓派网络与更新配置

有线网络

自动获取 IP：树莓派默认有线网卡是使能的，只需将网线插入树莓派网卡，即可自动获得 IP(要求在局域网内)。
手动设定 IP：如果是电脑与树莓派直连，不能自动获得 IP，可以使用：ifconfig eth0 192.168.1.123 设定 ip(下次重启就没了)。
设置静态 IP：如果担心在同网络情况下 ip 或者不固定，可以讲电脑设置为静态 ip
- 打开文件 /etc/dhcpcd.conf
- 修改 # Example static IP configuration 下面的配置

无线网络

4b带有WiFi模块，所以可以直接跳过。

更新软件源

Linux的软件不像Windows，基本都是需要在线安装的，但是树莓派由于各种原因其默认的软件源在国内速度并不是很理想，所以需要更新一下软件源。

软件更新源
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sudo vi /etc/apt/sources.list

系统更新源

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sudo vi /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

这里我们使用清华源，根据自己机器操作系统的版本修改文件内容。

查看系统版本

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lsb_release -a

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No LSB modules are available.
Distributor ID:	Raspbian
Description:	Raspbian GNU/Linux 10 (buster)
Release:	10
Codename:	buster

挂载

使用fdisk命令查看设备硬盘情况
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sudo fdisk -l
使用 df 查看挂载情况
1
df -h

手动挂载

在 /mnt 下新建一个目录作为挂载点
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sudo mkdir /mnt/udisk

挂载

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sudo mount -o uid=pi,gid=pi /dev/sda1 /mnt/udisk

卸载
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sudo umount /mnt/1GB_USB_flash

Tips
sda1 是取决于你的实际情况，a 表示第一个硬盘，1 表示第一个分区。
FAT 格式 U 盘 mount 本身就能支持，但如果你的 U 盘或移动硬盘使用的是 exFAT 格式，mount 会说不支持。安装 exfat-fuse 软件之后 mount 就支持了。 sudo apt-get install exfat-fuse

开机挂载

在 /etc/fstab 中新增一行，每次开机都会挂载
1
/dev/sda1 /mnt/udisk vfat rw,defaults 0 0

热插挂载

需要希望想电脑一样，插上自动识别挂载在某一目录下，拔下自动 umount，按以下操作，会自动在 /mnt/udisk 目录下挂载 U 盘。

新建文件

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sudo vi /etc/udev/rules.d/10-usbstorage.rules

输入

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KERNEL!="sd*", GOTO="media_by_label_auto_mount_end"  
SUBSYSTEM!="block",GOTO="media_by_label_auto_mount_end"  
IMPORT{program}="/sbin/blkid -o udev -p %N"  
ENV{ID_FS_TYPE}=="", GOTO="media_by_label_auto_mount_end"  
ENV{ID_FS_LABEL}!="", ENV{dir_name}="%E{ID_FS_LABEL}"  
ENV{ID_FS_LABEL}=="", ENV{dir_name}="Untitled-%k"  
ACTION=="add", ENV{mount_options}="relatime,sync"  
ACTION=="add", ENV{ID_FS_TYPE}=="vfat", ENV{mount_options}="iocharset=utf8,umaskk  
=000"  
ACTION=="add", ENV{ID_FS_TYPE}=="ntfs", ENV{mount_options}="iocharset=utf8,umaskk  
=000"  
ACTION=="add", RUN+="/bin/mkdir -p /mnt/udisk/", RUN+="/bin/mount -o $env{mount__  
options} /dev/%k /mnt/udisk/"  

ACTION=="remove", ENV{dir_name}!="", RUN+="/bin/umount -l /mnt/udisk/}", RUN+="//  
bin/rmdir /mnt/udisk/"  
LABEL="media_by_label_auto_mount_end"

4b上不需要这个功能，默认挂在 /media/pi/<udisk_name>

墨水屏

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== Hardware connection ==
    EPD    =>    Raspberry Pi
  * VCC    ->    3.3
  * GND    ->    GND
  * DIN    ->    MOSI
  * CLK    ->    SCLK
  * CS     ->    24 (Physical, BCM: CE0, 8)
  * D/C    ->    22 (Physical, BCM: 25)
  * RES    ->    11 (Physical, BCM: 17)
  * BUSY   ->    18 (Physical, BCM: 24)

软件

统计端口

application	local port	url
smb	139,445
mysql	3306
calendar	5000	calendar.pi.eveneko.com:9000
vnc	5900	pi.eveneko.com:5901
pihole_web	8488
clash_web	8588	clash.pi.eveneko.com:9000
clash	7890,9090
nextcloud	8688
aria2	6800
ariaNg	8788	aria2.pi.eveneko.com:9000
frp dashboard	7500	pi.eveneko.com:7500
jupyter	8888	jupyter.pi.eveneko.com:9000
portainer	8988	portainer.pi.eveneko.com:9000

中文

安装中文字库
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sudo apt-get install ttf-wqy-zenhei

安装中文输入法

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sudo apt-get install fcitx fcitx-googlepinyin fcitx-module-cloudpinyin fcitx-sunpinyin

python3

默认使用python3

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sudo rm /usr/bin/python
sudo ln -s /usr/bin/python3.7 /usr/bin/python

换源

临时使用

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pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple some-package

设为默认

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pip3 config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
pip3 install pip -U

nginx

安装
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sudo apt-get install nginx

其他命令

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# 启动 nginx
systemctl start nginx
# 停止
systemctl stop nginx
# 加载配置文件
systemctl reload nginx

启动
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systemctl enable nginx

jupyterlab

安装
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pip3 install jupyter

配置

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python3 -m jupyter notebook --generate-config

修改以下内容

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c.NotebookApp.allow_origin = '*'
c.NotebookApp.ip = '0.0.0.0'
c.NotebookApp.open_browser = False
c.NotebookApp.port = 8888
c.NotebookApp.notebook_dir = '</home/pi>'
c.NotebookApp.allow_root = True
c.NotebookApp.allow_remote_access = True
c.NotebookApp.token = ''

开机自启动

在 /etc/init.d 下新建文件 jupyter.init

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#!/bin/bash 
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          jupyter
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: jupyter service
# Description:       jupyter service daemon
### END INIT INFO 
case "$1" in
    start)
        echo "starting jupyterlab"
        su pi -c "nohub python3 -m jupyterlab > /dev/null 2>&1 &"
        ;;
    stop)
        echo "stopping jupyterlab"
        kill $(ps aux|grep -m 1 'python3 -m jupyterlab'|awk '{ print $2}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: service jupyterlab start|stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

添加权限

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sudo chmod +x /etc/init.d/jupyter.init

设置开机启动

1
sudo update-rc.d jupyter.init defaults

重启

rcconf 查看启动项

开机启动目前用supervisor实现，还可以守护进程。

frp内网穿透

frp 是一个高性能的反向代理应用，可以帮助您轻松地进行内网穿透，对外网提供服务，支持 tcp, http, https 等协议类型，并且 web 服务支持根据域名进行路由转发。

在 frp releases 下载对应版本的frp

下载后，对应修改 frps.ini

服务端

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[common]
bbind_port = 7000
privilege_token = eveneko
max_pool_count = 5
dashboard_port = 7500
dashboard_user = admin
dashboard_pwd = admin
vhost_http_port = 9000
#subdomain_host = pi.eveneko.com

后台启动

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nohup ./frps -c frps.ini>/dev/null 2>&1 &

在 /etc/init.d 下新建文件 frps.init

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#!/bin/bash 
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          frp
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: frps service
# Description:       frps service daemon
### END INIT INFO 
case "$1" in
    start)
        echo "starting frps"
        nohup /home/ubuntu/Workspace/frp/frps -c /home/ubuntu/Workspace/frp/frps.ini>/dev/null 2>&1 &
        ;;
    stop)
        echo "stopping frps"
        kill $(ps aux|grep -m 1 '/home/ubuntu/Workspace/frp/frps -c /home/ubuntu/Workspace/frp/frps.ini'|awk '{ print $2}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: service frps start|stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

开机启动目前用supervisor实现，还可以守护进程。

客户端

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[common]
server_addr = pi.eveneko.com
server_port = 7000
privilege_token = eveneko

[ssh]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 22
remote_port = 2222

[pi-vnc]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 5900
remote_port = 5901

[pi-jupyter]
type = http
local_port = 8888
custom_domains = jupyter.pi.eveneko.com
#subdomain = jupyter

[pi-ariaNg]
type = http
local_port = 8788
custom_domains = aria2.pi.eveneko.com

[pi-aria2]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 6800
remote_port = 6800

[pi-portainer]
type = http
local_port = 8988
custom_domains = portainer.pi.eveneko.com

[pi-clash]
type = http
local_port = 8588
custom_domains = clash.pi.eveneko.com

[pi-calendar]
type = http
local_port = 5000
custom_domains = calendar.pi.eveneko.com

后台启动

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nohup ./frpc -c frpc.ini>/dev/null 2>&1 &

在 /etc/init.d 下新建文件 frpc.init

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#!/bin/bash 
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          frp
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: frpc service
# Description:       frpc service daemon
### END INIT INFO 
case "$1" in
    start)
        echo "starting frpc"
        nohup /home/pi/Workspace/frp/frpc -c /home/pi/Workspace/frp/frpc.ini>/dev/null 2>&1 &
        ;;
    stop)
        echo "stopping frpc"
        kill $(ps aux|grep -m 1 '/home/pi/Workspace/frp/frpc -c /home/pi/Workspace/frp/frpc.ini'|awk '{ print $2}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: service frpc start|stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

开机启动目前用supervisor实现，还可以守护进程。

supervisor

帮助我们守护进程，自动恢复服务

安装
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sudo apt-get install supervisor

配置

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[program:frpc]
directory = /home/pi/Workspace/frp/ ;
command = /home/pi/Workspace/frp/frpc -c /home/pi/Workspace/frp/frpc.ini ;
root = pi ;
stopsignal = INT ;
autostart = true ;
startsecs = 5 ;
autorestart = true ;
startretries = 10 ;
stopasgroup = true ;
killasgroup = true ;
redirect_stderr = true ;
stdout_logfile_maxbytes = 20MB ;
stdout_logfile_backups = 20 ;
stdout_logfile = /var/log/frpc.log ;

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[program:jupyterlab]
directory = /home/pi/ ;
command = python3 -m jupyterlab ;
user = pi ;
stopsignal = INT ;
autostart = true ;
startsecs = 10 ;
autorestart = true ;
startretries = 10 ;
stopasgroup = true ;
killasgroup = true ;
redirect_stderr = true ;
stdout_logfile_maxbytes = 20MB ;
stdout_logfile_backups = 20 ;
stdout_logfile = /var/log/jupyterlab.log ;

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[program:ncovbot]
directory = /home/pi/Workspace/BUPT-NCOV-AUTO-REPORT-BOT/ ;
command = /home/pi/Workspace/BUPT-NCOV-AUTO-REPORT-BOT/venv/bin/python3 ./main.py ;
environment=http_proxy="http://localhost:7890",https_proxy="http://localhost:7890"
user = pi ;
stopsignal = INT ;
autostart = true ;
startsecs = 5 ;
autorestart = true ;
startretries = 10 ;
stopasgroup = true ;
killasgroup = true ;
redirect_stderr = true ;
stdout_logfile_maxbytes = 20MB ;
stdout_logfile_backups = 20 ;
stdout_logfile = /var/log/ncovbot.log ;

注意 supervisor 的环境变量需要

重新加载配置
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sudo supervisorctl reload
查看状态
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sudo supervisorctl status
注意user是root到时候，可能会出现一下环境问题

docker

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sudo curl -sSL https://get.docker.com | sh

换源

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sudo vim /etc/docker/daemon.json

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{
"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]
}

docker-compose
Docker Compose 的安装方式有很多种，但由于 ARM 架构的限制，树莓派上的 Docker Compose 建议使用 pip 安装。
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sudo pip3 install -U docker-compose
ui

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sudo docker volume create portainer_data

sudo docker run -d -p 8988:9000 --name portainer --restart always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v portainer_data:/data portainer/

默认用户admin

Aria2

Aria2 是一款自由、跨平台命令行界面的下载管理器，和 wget 这类下载器不同的是，Aria2 不仅支持 BitTorrent，还能够从各种来源多路检索所请求的文件。包括 HTTP，HTTPS，FTP 和 BitTorrent 协议。

而且 Raspbain 系统默认已经安装了 Aria2，运行 apt-cache show aria2 即可查看安装信息。

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sudo docker run -d --name aria2-ui-pi -p 8788:80 -p 6800:6800 -v /data:/data --restart=always huangzulin/aria2-ui-pi

默认用户/密码 admin/admin

mysql

为Nextcloud准备

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docker pull mysql

docker run -d -p 3306:3306 -v /mnt/sde/mysql:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw --name mysql mysql

# linux/arm/v7 不支持mysql，需要安装
docker pull hypriot/rpi-mysql

docker run --name some-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d -p 12345:3306 hypriot/rpi-mysql

Nextcloud

Nextcloud是一款开源免费的私有云存储网盘项目，可以让你快速便捷地搭建一套属于自己或团队的云同步网盘，从而实现跨平台跨设备文件同步、共享、版本控制、团队协作等功能。它的客户端覆盖了Windows、Mac、Android、iOS、Linux 等各种平台，也提供了网页端以及 WebDAV接口，所以你几乎可以在各种设备上方便地访问你的云盘。

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sudo docker pull nextcloud

docker run -d --restart=always -p 8688:80 -v /mnt/sde/nextcloud:/var/www/html -v /mnt/sde:/var/www/data -link mysql:mysql --name nextcloud nextcloud

–link 链接数据库容器，链接使用mysql容器镜像mysql（容器名称）, 不使用则为sqlite数据库 -v 挂载目录，将容器/var/www/html挂载到主机/mnt/sde/nextcloud下面，html为服务路径，稍后会修改/mnt/sde/nextcloud/config/config.php的data，修改data的目录

docker-compose.yml

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version: '2'

services:
  mysql:
    image: ibex/debian-mysql-server-5.7
    restart: always
    volumes:
      - db:/var/lib/mysql
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=root
      - MYSQL_PASSWORD=<password>
      - MYSQL_DATABASE=nextcloud
      - MYSQL_USER=nextcloud
    container_name: mysql

  nextcloud:
    image: arm32v7/nextcloud
    ports:
      - 8688:80
    links:
      - mysql
    volumes:
      - nextcloud:/var/www/html
    restart: always
    container_name: nextcloud

  volumes:
    db:
    nextcloud:

等一块硬盘盒

smb

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docker run -d -p 139:139 -p 445:445 --name samba -v /mnt/sde:/mount --restart=always dperson/samba -u "root;root" -s "root;/mount/;yes;no;yes;all;all;all" -w "WORKGROUP" -g "force user=root" -g "guest account=root"

clash

科学上网，dddd

docker-compose.yaml

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version: '3'
services:
clash:
    # ghcr.io/dreamacro/clash
    # ghcr.io/dreamacro/clash-premium
    # dreamacro/clash
    # dreamacro/clash-premium
    image: dreamacro/clash
    container_name: clash
    volumes:
    - ./config.yaml:/root/.config/clash/config.yaml
    # - ./ui:/ui # dashboard volume
    ports:
    - "7890:7890"
    - "7891:7891"
    - "9090:9090"
    # - "8080:8080" # external controller (Restful API)
    # # TUN
    # cap_add:
    #   - NET_ADMIN
    # devices:
    #   - /dev/net/tun
    restart: unless-stopped
#network_mode: "bridge" # or "host" on Linux
clash_web:
    image: haishanh/yacd
    restart: always
    depends_on:
        - clash
    ports:
        - 8588:80
    container_name: clash_web

创建 config.yaml后，执行
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sudo docker-compose up -d
查看log
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sudo docker-compose logs
停止clash
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docker-compose stop

测试

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curl -x 127.0.0.1:7890 http://www.google.com

设置代理

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# Define `setproxy` command to enable proxy configuration
setproxy() {
export http_proxy="http://localhost:7890"
export https_proxy="http://localhost:7890"
}

# Define `unsetproxy` command to disable proxy configuration
unsetproxy() {
unset http_proxy
unset https_proxy
}

# By default, enable proxy configuration for terminal login
setproxy

pihole

Pi-hole 是一款开源且免费的 DNS 沉洞服务器（DNS sinkhole）

docker-compose.yaml

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version: "3"

# More info at https://github.com/pi-hole/docker-pi-hole/ and https://docs.pi-hole.net/
services:
pihole:
    container_name: pihole
    image: pihole/pihole:latest
    ports:
    - "53:53/tcp"
    - "53:53/udp"
    #- "67:67/udp" # Only required if you are using Pi-hole as your DHCP server
    - "8488:80/tcp"
    environment:
    TZ: 'America/Chicago'
    # WEBPASSWORD: 'set a secure password here or it will be random'
    # Volumes store your data between container upgrades
    volumes:
    - './etc-pihole:/etc/pihole'
    - './etc-dnsmasq.d:/etc/dnsmasq.d'    
    #   https://github.com/pi-hole/docker-pi-hole#note-on-capabilities
    cap_add:
    - NET_ADMIN # Recommended but not required (DHCP needs NET_ADMIN)      
    restart: unless-stopped

web
- http://ip.hole/
- http://<ip>:<port>/admin
ad host
- https://github.com/otobtc/ADhosts
- https://github.com/privacy-protection-tools/anti-AD

国内广告屏蔽不够全面设备有时候不自动更换dns

引言#

设备#

硬件#

主要接口#

GPIO 引脚#

散热器#

搭建系统#

下载镜像#

镜像烧写#

准备工作#

树莓派访问方式#

树莓派配置#

树莓派网络与更新配置#

有线网络#

无线网络#

更新软件源#

挂载#

手动挂载#

开机挂载#

热插挂载#

墨水屏#

软件#

统计端口#

中文#

python3#

nginx#

jupyterlab#

frp内网穿透#

supervisor#

docker#

Aria2#

mysql#

Nextcloud#

smb#

clash#

pihole#

引言

设备

硬件

主要接口

GPIO 引脚

散热器

搭建系统

下载镜像

镜像烧写

准备工作

树莓派访问方式

树莓派配置

树莓派网络与更新配置

有线网络

无线网络

更新软件源

挂载

手动挂载

开机挂载

热插挂载

墨水屏

软件

统计端口

中文

python3

nginx

jupyterlab

frp内网穿透

supervisor

docker

Aria2

mysql

Nextcloud

smb

clash

pihole