Ubuntu (desktop) 實驗平台搭建紀錄

咳咳，美觀調整紀錄。

略過使用 live cd/usb 安裝 Ubuntu。

SSH 設定

ssh 方便我們在遠端控制電腦，可依此使用 SSHFS, VSCode remote service 等方便功能。

• 安裝

  ​​​​sudo apt install openssh-server -y
  

• 啟用

  ​​​​sudo systemctl enable ssh # enable ssh server
  ​​​​sudo ufw allow ssh # make ubuntu firewall enable ssh connections
  

• 確認伺服器端狀態是否正常

  ​​​​sudo systemctl status ssh# you should see 
  

  應該看到類似以下結果。確認 ssh.service 和 vendor preset 為 enable，前者表當前是否啟用服務，後者表啟動時是否自動啟用本服務 (ssh)。

  ​​​​● ssh.service - OpenBSD Secure Shell server
  ​​​​ Loaded: loaded (/lib/systemd/system/ssh.service; enabled; vendor preset: enabled)
  ​​​​ Active: active (running) since ...
  

• (Optional) 將本地 ssh 公鑰加入 Ubuntu 伺服器

  ​​​​ssh-copy-id IP_OF_UBUNTU
  

VNC server

圖形界面真香，參考本網站

優雅終端機設定 oh my zsh

提升開發效率 X, 心情愉快 O

建置目標

主體

Item	Target	Feature
Shell	zsh	比起 bash 有更多開箱即用的功能，且更能輕鬆客製化
Framework	oh my zsh	能裝更多主題、外掛的 zsh 框架
Theme	powerlevel10k	極其美妙的終端機主題，內建許多外觀設定

外掛

• zsh completion: 根據當前的輸入自動補全命令。
• auto suggestion: 根據過往的命令與當前的輸入自動建議輸入。輸入時在背後會浮現淺色的提示。
• syntax highlighting: 對命令加上顏色標註。合法的命令顯示綠色、不合法的為紅色、字串為黃色…

下載並安裝必要套件

先安裝等等要用到的套件…

# first package update
sudo apt update -y && sudo apt upgrade -y

# install mostly used modules
sudo apt install git curl vim neofetch zsh -y

然後進入 zsh (輸入 zsh 從當前 shell 進入 zsh)，安裝 oh my zsh，接著下載 zsh 相關外掛於 oh my zsh 內。

使用 ZSH 變數將外掛放入 oh my zsh 內管理的命令自動化。

# install oh my zsh and zsh plugins
yes | sh -c "$(curl -fsSL https://raw.github.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"
# zsh-completion
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-completions ${ZSH_CUSTOM:-${ZSH:-~/.oh-my-zsh}/custom}/plugins/zsh-completions
# zsh-autosuggestions
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-autosuggestions ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-autosuggestions
# zsh-syntax-highlighting
git clone https://github.com/zsh-users/zsh-syntax-highlighting.git ${ZSH_CUSTOM:-~/.oh-my-zsh/custom}/plugins/zsh-syntax-highlighting
# powerlevel10k
git clone --depth=1 https://github.com/romkatv/powerlevel10k.git ${ZSH_CUSTOM:-$HOME/.oh-my-zsh/custom}/themes/powerlevel10k
# after this, go into zsh
zsh

(以下為讓 powerlevel10k 能大展身手的等寬字型的安裝，非必要。)

由 powerlevel10k 官方建議，使用 Meslo Nerd Font 連體字型最合適，該網站列敘該如何安裝此字型，並在終端機中使用。

調整 zsh 客製化設定

接著進入 zsh 設定檔 ~/.zshrc。

請使用 vim, nano, emacs, gedit 之類的文字編輯器，依照前面的命令的話，應該已經裝好 vim 了。

1. 將 powerlevel10k 主題加入設定

   找到 ZSH_THEME 參數，修改設定。

   ​​​​# Set name of the theme to load --- if set to "random", it will
   ​​​​# load a random theme each time oh-my-zsh is loaded, in which case,
   ​​​​# to know which specific one was loaded, run: echo $RANDOM_THEME
   ​​​​# See https://github.com/ohmyzsh/ohmyzsh/wiki/Themes
   ​​​​ZSH_THEME="powerlevel10k/powerlevel10k"
   

2. 將前面 clone 進來的外掛程式庫加入設定

   注意 zsh complition 不應該直接加入 plugins 列表中。詳見 issue 603。

   ​​​​# auto suggestion, syntax highlighting
   ​​​​plugins=(git zsh-autosuggestions zsh-syntax-highlighting)
   ​​​​# zsh completion
   ​​​​fpath+=${ZSH_CUSTOM:-${ZSH:-~/.oh-my-zsh}/custom}/plugins/zsh-completions/src
   

   另外，以上設定必須在 source $ZSH/oh-my-zsh.sh 這行以前，因為該行即是啟動 oh my zsh 與其管理之所有外掛。

3. 啟用 powerlevel10k 主題

   儲存對 ~./zshrc 的修改，並用以下命令使其生效。

   ​​​​source ~/.zshrc
   

   此時 powerlevel10k 會根據當前終端機的字型提示我們跟如何完成此主題的快速調整。若對調整的結果不滿意，可使用 powerlevel10k 內建命令 p10k configure 來啟動快速設定程式。

4. (Optional) 使用 neofetch

   將 neofetch 加入 .zshrc 的第一行，即可在每次開啟終端機時印出系統基本訊息。

Wake On LAN 網路喚醒

WOL (Wake On LAN) 介紹

原理是特殊的網卡在電腦關機時，仍能接收 Magic Packet (魔法封包)，接收到時透過 PCI 通知主機板開機。默認接收 Magic Packet 的 Port 為 9 或 7。

魔法封包

魔法封包的內容為 6 bytes 的 F 和 96 bytes 的目標網卡 MAC 地址 (48 bits) 重複 16 遍。故封包大小為

$$6+{\displaystyle \frac{48}{8\mathrm{b}\mathrm{i}\mathrm{t}}}\times 16=102(\mathrm{b}\mathrm{y}\mathrm{t}\mathrm{e}\mathrm{s})$$

魔法封包的細節原文，引自維基百科。

The magic packet is a frame that is most often sent as a broadcast and that contains anywhere within its payload 6 bytes of all 255 (FF FF FF FF FF FF in hexadecimal), followed by sixteen repetitions of the target computer's 48-bit MAC address, for a total of 102 bytes.

設定 WOL

有三方面的設定要完成。

1. 硬體

   首先確認主機板與網卡是否支援 WOL (當今網卡基本上都支援)。

   接著進 BIOS，依照各個主機板不同的方式開啟 WOL 功能。

   比如本主機板，華碩官網說要啟動 Power On By PCI-E 選項。

2. 作業系統

   不同作業系統設定的方法不一。

   • Ubuntu
   • Debian/TrueNAS
   • Arch Linux

   由於 TrueNAS Scale 是以 Debian 為基礎打造，若在此之上是以乙太網連接的話，可以參考本網站。
   Ubuntu 雖然作為魔改版的 Debian，卻不可直接使用 Debian 的方法，具體可以參考本網站，下面也會說明差別。
   以下簡單說明作法。

   1. 確認 ethtool 是否已安裝

      ​​​​​​​​sudo apt install ethtool
      

   2. 確認乙太網設備名稱

      ​​​​​​​​ip a # 列出所有網路設備與相應的連線資訊
      

      找到狀態為 UP 的乙太網卡，其名稱通常以 e 開頭，比如 ethX, enpXsY (X, Y 為某數字)。找到後，以下暫稱該乙太網卡為 ethX。

   3. 確認乙太網設備狀態

      ​​​​​​​​sudo ethtool ethX
      

      會列出 ethX 的一系列狀態，其中 g 表有啟用 WOL；d 表未啟用。若只想單次設置 WOL，用以下命令即可。

      ​​​​​​​​sudo ethtool -s ethX wol g # 設定 ethX 的 wol 項目為 g (enable)
      

   4. 為網路介面設定自動啟用 WOL

      • Ubuntu
        Ubuntu 要讓每次開機時都運行上方指令，可以透過新增系統服務完成。

        • 新增系統服務

          ​​​​​​​​​​​​​​​​sudo --preserve-env systemctl edit --force --full wol-enable.service
          

        • 新增以下內容

          ​​​​​​​​​​​​​​​​[Unit]
          ​​​​​​​​​​​​​​​​Description=Enable Wake-up on LAN
          
          ​​​​​​​​​​​​​​​​[Service]
          ​​​​​​​​​​​​​​​​Type=oneshot
          ​​​​​​​​​​​​​​​​ExecStart=/sbin/ethtool -s ethX wol g
          
          ​​​​​​​​​​​​​​​​[Install]
          ​​​​​​​​​​​​​​​​WantedBy=basic.target
          

          別忘記替換 ethX 為自己的網卡名稱 :)

        • 重新載入守衛行程

          ​​​​​​​​​​​​​​​​sudo systemctl daemon-reload
          

        • 啟用剛創建之 WOL 服務

          ​​​​​​​​​​​​​​​​sudo systemctl enable wol-enable.service
          

      • TrueNAS
        可以針對單獨某網卡或全域設定。若是前者，新增 /etc/network/interfaces.d/ethX，若是全域，則新增 /etc/network/interfaces 檔案，內部為:

        ​​​​​​​​​​​​auto ethX
        ​​​​​​​​​​​​iface ethX inet dhcp
        ​​​​​​​​​​​​        ethernet-wol g
        

        別忘記替換 ethX 為自己的網卡名稱 :)

   • Arch Linux
     • 以 yay 安裝 wol-systemd
       ​​​​​​​​​​​​yay -S wol-systemd
       

     • 啟動系統服務

       @ 後面為監視 WOL 的網路介面

       ​​​​​​​​​​​​sudo systemctl enable wol@enp4s0
       

   以上方法即可一勞永逸。

   另外無線網卡的情況較複雜，而且 NAS 比較建議是走乙太網才較穩定且高速，故不特別介紹，有興趣者可參見本網站。

3. 啟動

   此時 NAS 已經準備好被喚醒。我們需將 Magic Packet 送至網卡所在之主機的 Port 9 (or 7)。

   可以使用手機、電腦等喚醒。比如 Andriod 手機的 WolOn、Linux/macOS 的 wakeonlan 套件 (macOS 可使用 brew 下載使用)。

   • 區域網路喚醒

     以 wakeonlan 套件為例。預設會將 MAC_ADDRESS 發送至 255.255.255.255:9 (也就是 braodcast)。套件使用細節可用 wakeonlan 命令查詢。

     ​​​​​​​​wakeonlan MAC_ADDRESS
     

   • 網際網路喚醒

     除了要知道 MAC 地址，還需要知道 IP 位置。

     只要扯上網際網路，一切就麻煩起來了 :p

     為此要解決兩個問題：

     • 家用環境下，可能會遇到浮動 IP 的議題，此時可使用 DDNS 服務，或者將 IP 轉為固定 IP。
     • 要調整 Port Forwarding，將封包傳遞至正確的 LAN IP + Port。(常見是 External Port 9 傳遞至Host_LAN_IP:9)

Ubuntu 外觀客製化

動手搭建 NAS

Ubuntu x ZFS

Ubuntu 22.04 主動加入對 ZFS 的支援，不仿使用 ZFS 來搭建伺服器。

儲存池操作

• 創建

  • Basic (raid 0)

  以數顆硬碟構建 raid 0 儲存池 POOL_NAME。

  ​​​​zpool create POOL_NAME [parameter] DISK_PATH [ DISK_PATH ... ]
  

  其中 parameter 可為以下。

  type	Basic	Mirror	Raid-z	Raid-z2
  meaning	raid 0	raid 1	raid 5	raid 6
  parameter	-	mirror	raidz	raidz2

• 查看儲存持狀態

  查看 POOL_NAME 的狀態，沒給參數會列出所有儲存持狀態。

  ​​​​zpool status [POOL_NAME]
  

• 加入、移除與刪除

  加入/移除/刪除 POOL_NAME 儲存池。

  ​​​​zpool [import | export | destroy] POOL_NAME
  

• 取得、改變掛載資料夾

  ​​​​zfs get mountpoint POOL_NAME
  ​​​​zfs set mountpoint=/NEW_MOUNT_POINT POOL_NAME