Raspberry Pi SDカードに関するノウハウ集 - アラコキからの Raspberry Pi 電子工作

Raspberry Pi 運用・管理
Raspberry Pi microSDカードの管理

　目　次

1.　SDカードの容量と相性
　1-1.　Raspberry Pi SDカードの容量
　1-2.　MicroSDカードの種類と Raspberry Pi との相性
2.　Raspbianイメージの書込み
　2-1.　「Raspberry Pi Imager」で OS を microSDカードに書き込む
　2-2.　SDカードのフォーマット要領
　2-3.　「Win32 Disk Imager」で OS を microSDカードに書き込む
3.　SDカードのバックアップとリストア
　3-1.　SD Card Copier によるクローンの作成
　3-2.　Win32DiskImagerによるバックアップとリストア
　3-3.　rsync によるバックアップ
　3-4.　rpi-clone によるクローンの作成
4.　Raspberry Pi SDカードの拡張
5.　Raspberry Pi SDカードの縮小
6.　SDカードのマウント要領

1. SDカードの容量と相性

1-1. Raspberry Pi SDカードの容量

microSDカード：8GB程度、あるいはそれ以上の容量のSDカードを使用する。

8GB：電子工作を行うには十分なサイズ。
16GB：音楽ファイルや動画などを扱わない限り、十分。「頻繁に同じところが書き換えられる」と、寿命が短くなることを考慮し、このサイズが良い。
32GB：当サイトのWebサーバーに使用しているが、33%しか使用していない。

64GB:
当サイトの【32GB】の使用率が 46% になったので、
Transcend microSDXC【64GB】に交換。
使用率が 23% になり、問題なく稼働中。

容量の大きい音楽ファイルや動画などを扱う場合は、USB接続の外部装置を使用すればよい。

※：microSDカードは、標記が同じサイズの SDカードでも、製品によっては実効サイズが異なり、バックアップした img ファイルがリストアできないことがあるので、同じメーカーの同じ品番のものを複数枚用意しておくとよい。

1-2. MicroSDカードの種類と Raspberry Pi との相性

SDカードと Raspberry Pi には相性があるようで、どれでも動作するわけではない。

こちらに動作の検証結果が掲載されているので参照されたい。
RPi SD cards

2. Raspbianイメージの書込み

2-1. 「Raspberry Pi Imager」で OS を microSDカードに書き込む

Raspberry Pi Imagerを実行し、「デバイスを選択」をクリックする。

Raspberry Pi のモデルを選択する。

「OSを選択」をクリックして、下にスクロールし「Use custom」を選ぶ。

「イメージを選ぶ」画面が表示されるので、ダウンロードした「Parrot-security-6.0_rpi.img.xz」ファイルを開く。

ここでは、「img.xz」型式のファイルをそのまま指定することができる。

続けて「ストレージを選択」をクリックし、書き込み対象のSDカードデバイスを指定して「次へ」をクリックする。

OSの設定変更ができるので、「設定を編集する」ボタンをクリックする。

設定を変更しない場合は、user:pi で password:parrot でインストールされる。

一般タブで、「ホスト名」、「ユーザー名とパスワード」、「ロケール」を設定する。

サービスタブで「SSHを有効化」して、「保存」をクリックする。

「はい」をクリックする。

SDカードへの書き込みが始まる。

SDカードへの書き込みが完了する。

2-2. SDカードのフォーマット要領

SD Associationが提供する、SDFormatter でフォーマットする。
SDFormatterを起動し、『オプション設定』をクリックする。

消去設定を『上書きフォーマット』論理サイズ調整を『ON』にしてフォーマットする。

2回目以降のフォーマットは、
消去設定を、
『イレースフォーマット』
論理サイズ調整を、
『OFF』
で良い。

2-3. 「Win32 Disk Imager」で OS を microSDカードに書き込む

Raspberry Pi の OS である『 Raspbian 』を公式サイトからダウンロードし、「Win32 Disk Imager」を使って、イメージファイルをSDカードに書き込む。

ダウンロードサイトから『 Raspbian 』を選択する。

ZIP形式で、ダウンロード。（結構時間がかかる。）

ダウンロードしたイメージファイルを、Win32 Disk Imager で書き込む。

3. SDカードのバックアップとリストア

Raspbian SDカードをコピーしてバックアップを取ったり、Raspberry Pi のクローンSDカードを作成する方法。

3-1. SD Card Copier によるクローンの作成

Raspberry Pi のデスクトップ環境（X-Window）が使える場合は、「SD Card Copier」が便利。SDカードの容量に関係なくより大きな SD カードにコピーすることも、逆に、小さな SD カードにコピーすることも出来る。（大きな SD カードにコピーした場合、コピーした SD カードで起動すると、自動的に容量が拡張される。）

「アクセサリ」にある「SD Card Copier」を起動する。

Copy From Device（コピー元）に【/dev/mmcblk0】を選択し、Copy To Device（コピー先）に【/dev/sda】を選択して、且つ、「New Partition UUIDs」にチェックを入れて「Start」をクリックする。（下記例は、コピー先がSSDの場合。）

Copy From Device（コピー元）に【microSDカード】を選択し、Copy To Device（コピー先）に【SSD】を選択して、且つ、「New Partition UUIDs」にチェックを入れて「Start」をクリックする

確認メッセージに【コピー先名】が表示されるので、「Yes」をクリックする。

「Copy complete.」が表示されて完了。「OK」をクリックして、SD Card Copierを終了する。

SD Card Copier 使用上の「重要事項」

厳重注意：
SD Card Copier でクローンを作成すると、NetworkManager の secret_key がそのままコピーされる。

この結果、IPv6リンクローカルアドレスが「コピ－元」と同じになる。
同一 fe80 アドレスの機器がローカルネットワーク内に存在すると、avahi-daemon が互いをコンフリクトと検知し、異常動作を起こす。

　avahi-daemon とは
　LAN内での機器自動発見（hostname.local でアクセスできる機能）を提供するサービスです。 Raspberry Pi では標準で動いていますが、Webサーバー用途では通常不要です。

　secret_key（シークレットキー）とは
　NetworkManagerにおけるsecret_key（シークレットキー）は、主にマシン（ホスト）のアイデンティティ（固有識別子）を表現するための設定項目です。　• IPv6安定プライバシー（Stable Privacy）の生成: ホスト固有のシークレットキーに基づいてIPv6アドレスを生成することで、ネットワーク接続ごとにアドレスが変わるのを防ぎ、かつプライバシーを保護する仕組み（RFC 7217など）に使われます。　• ホストの識別: ネットワーク上の特定のデバイス（マシン）を一意に特定するためのベースとなります。

　fe80 アドレスとは
fe80から始まるIPv6アドレスは「リンクローカルアドレス」と呼ばれ、同一のネットワーク内（ルーターをまたがない範囲）だけで有効なIPアドレスです。インターネットには直接つながりませんが、機器同士の自動設定や近隣探索（NDP）に必須であり、IPv6対応のインターフェースには必ず自動生成されます。

➡️ fe80 アドレスの確認コマンド：
　ip addr show eth0 | grep fe80

📌 回避策：
クローン後の「SSD」または「SDカード」で、fe80 アドレスを再生成する。
　sudo rm /var/lib/NetworkManager/secret_key
　sudo reboot

3-2. Win32DiskImagerによるバックアップとリストア

①. SDカードを Win32DiskImager を使って .img ファイルに Read すれば、バックアップファイルが作成できる。

②. この .img ファイルを同じく Win32DiskImager を使って Write すれば、リストアとなる。

この時、SDカードは同じ容量か大きいものが必要となる。

リストアされた SDカードで Raspberry Pi を起動すれば、バックアップされた時の状態で稼働する。