家庭实验室系列文章 - 如何迁移树莓派系统到更大的 SD 卡？

前言

其实这个专题很久很久之前就想写了，但是一直因为各种原因拖着没动笔。

…(此处省略个中艰难岁月)…
我和太太最终一起在一线城市周边的某二线城市买了房。
再之后，一起装修，她负责非电相关，我负责电 网相关的装修。
家庭组网，家庭实验室就这么一步一步随着家庭的组建而组建了起来：

1. 家庭有线无线组网
2. 智能家居
3. NAS
4. 公网 IP 和 IPv6
5. Wake Online (WOL)
6. 家庭网络安全 (😂看了防火墙日志，才知道被 hack 的频率能有多高）
7. 玩转树莓派
8. 组建 Full Mesh 网络
9. 手机 PAD 远程控制电脑
10. …

有了所谓的 " 家庭实验室 ", 我的自身专业技能有了更多实验机会和试炼场，对新的技术了解不再浮于表面；
有了所谓的 " 家庭实验室 ", 即使两地奔波，也能通过手机看到我们，以及小孩经历的每一个点点滴滴，幸福萦绕心头。…

理工男难得这么矫情一下，此为前言。…

树莓派简介

📝 Reference:

• 可以是你的小型，双显示平，台式电脑
• 也可以是机器人大脑，智能家居中心，媒体中心，网络人工智能核心，工厂控制器等等。

本质上是个硬件基于 arm64 CPU, 软件 OS 基于 Linux 的电脑 / 开发板 / 设备。…
具有丰富的接口：

• USB-C
• HDMI
• 有线网卡
• …

和良好的生态：

• 作为边缘设备 (IoT) 网关等
• 作为软路由
• 作为 NAS 多媒体中心
• …

具有很高的可玩性和定制化的能力。

熟悉 Linux 的对与树莓派可以轻松上手。

更换 SD 卡背景

树莓派默认的存储是 micro SD(TF) 卡，刚开始我是用的 32G 的 TF 卡，性能也一般。

正好双十一，数码 3C 设备降价，就想着买个速度快的 / 容量大的 TF 卡做替换。

看了一圈，看中了这一款并下单：

看中的就是它的速度：

• 读取速度高达 190MB/s
• 写入速度高达 130MB/s

下单！

如何迁移树莓派系统到更大的 SD 卡？

收到后，开干！

前提

• Linux 电脑 (MAC 也行，本次演示用 Linux 电脑；windows 电脑，可以选择用傲梅的轻松备份）
• 树莓派
• 旧的 TF 卡
• 新的 TF 卡和读卡器

概述

• Linux 是基于文件的操作系统：Linux 以文件的形式对计算机中的数据和硬件资源进行管理，也就是彻底的一切皆文件，反映在 Linux 的文件类型上就是：普通文件、目录文件（也就是文件夹）、设备文件、链接文件、管道文件、套接字文件（数据通信的接口）等等。
• 直接利用 dd 命令进行文件的全量迁移
  • 先迁移到一个中间设备上，全量系统的文件名叫做：``
  • 再从中间设备迁移到新 TF 卡上
• 再利用树莓派的 raspi-config 完成扩容

详细步骤

备份旧数据

将树莓派关机，取下 TF 卡，插入到 Linux 电脑中，并查看该设备的路径：

lsblk

结果如下图：

这里 TF 卡对应的设备名为：sdb, 对应的路径是：/dev/sdb

执行 dd 进行数据备份，将全量数据备份到 Linux 主机的 非 sdb 目录下：

sudo dd if=/dev/sdb bs=1M of=backup-sd-card-1.img

结果如下图：

该 backup-sd-card-1.img 文件就是整个的树莓派系统，包括所有的普通文件、目录文件（也就是文件夹）、设备文件、链接文件、管道文件、套接字文件（数据通信的接口）等等。

迁移到新设备

将 TF 卡从 Linux 电脑上取下，插入新的 TF 卡，并查看该设备的路径：

lsblk

结果如下图：

这里新的 TF 卡对应的设备名仍为：sdb, 对应的路径仍是：/dev/sdb

执行 dd 进行数据迁移，将 backup-sd-card-1.img 迁移到新的 TF 卡上：

sudo dd if=backup-sd-card-1.img bs=1M of=/dev/sdb

如上图，这样就迁移完成可以准备开机了。（这里看到最后一行的速度时有种不详的预感，46.2MB/s – 看来写入速度可能达不到宣称的那么高😟)

新 TF 卡插入树莓派并启动扩容

将新 TF 卡插入树莓派并启动，如果此时执行 df -h 查看文件系统大小，会发现还是只有 32G. 我们需要进行逻辑上的扩容：

运行：

sudo raspi-config

具体如下图：

重启后，再查看 df -h 空间已经扩上了：

casey in raspberrypi in 192.168.2.8 ~
❯ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/root       189G   11G  171G   7% /
devtmpfs        763M     0  763M   0% /dev
tmpfs           925M  172K  925M   1% /dev/shm
tmpfs           370M  860K  370M   1% /run
tmpfs           5.0M  4.0K  5.0M   1% /run/lock
tmpfs           4.0M     0  4.0M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1  253M   31M  222M  13% /boot

检查树莓派系统上的各项服务，如：k3s pi-hole 等也正常运行。

达到期望的效果了吗？

容量肯定达到了。但是读写速度呢？

我们测一下，使用 hdparm 和 fio 分别测试随机读和随机写（这是更符合 OS 系统盘的使用场景的）:

hdparm 测试

casey in raspberrypi in 192.168.2.8 ~ took 5s
❯ lsblk
NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
mmcblk0     179:0    0 238.3G  0 disk
|-mmcblk0p1 179:1    0   256M  0 part /boot
`-mmcblk0p2 179:2    0   238G  0 part /

hdparm -tT /dev/mmcblk0

结果如下：

• Buffer disk read: 43.23 MB/s

fio

cd ~
fio -filename=randw-singlethread -fallocate=none -direct=1 -iodepth 1 -thread -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=32k -size=1000M -runtime=30s -numjobs=1 -name=hdparm-randwsinglethread

结果如下：

• IOPS 为：448
• 写入速度只有：14MB/s

总结

本文是：家庭实验室系列文章 - 玩转树莓派 的一章。
树莓派要更换系统盘，可比 windows 轻松多了，直接使用 dd 命令即可完成。
但是，测试后，笔者不建议大家使用 TF 卡用作树莓派系统盘，因为速度实在是上不去。
TF 的读写速度比 SSD 差远了，这是体质硬伤。建议后续大家玩树莓派直接使用 SSD 用作系统盘（可能需要额外供电）.

EOF