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Orange Pi Zero3自宅サーバーのすゝめ

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概要・TL;DR

Orange Pi Zero3はGigabit LAN 搭載の激安SBCです．この記事では，このボードを使った自宅サーバーのセットアップを，初心者でも分かるように簡単に解説いたします．

なぜOrange Pi Zero3か

皆さんはSBC(シングルボードコンピュータ)を使っていますか．多くの方はRaspberry Piなどでご存知だと思います．Raspberry Pi以外にも各社の特色を持ったSBCがこの世には数多くあります．Orange PiはShenzhen Xunlong Softwareによって開発されているSBCで，Zero3はRaspberry PiでいうところのRaspberry Pi Zeroの3番目のモデルに当たります．
Orange Pi - Orangepi

Orange Pi Zero3は簡易な自宅サーバーに最適です．

執筆時点(2025/09/27)では以上の条件を満たす最も適したSBCがOrange Pi Zero3です．私の調べた範囲ではGigabit LANが使えるSBCの中で最も安価なものがこちらでした．
Orange Pi Zero3
Orange Pi Zero3

必要なもの

  • Orange Pi Zero3
  • microSD card (イメージ書き込み用)
  • ヒートガン (技適対策で使用します．)
  • [USB-シリアル変換モジュール and ジャンパ線] or [micro HDMI変換 and モニター] (初回起動に必要です．)

技適対策

残念ながら執筆時点(2025/09/27)でOrange Pi Zero3は技適を取得しておらず，日本国内でそのまま電源を入れると電波法に違反してしまいます．この制限を合法的かつ安全に回避するためにはハードウェア的に絶対に電波が飛ばないようにします．そのために基板上の無線モジュールをヒートガン等を用いて取り外す必要があります．
ヒートガンとOrange Pi Zero3
ヒートガンとOrange Pi Zero3
取り外したい無線モジュール以外を熱から保護するために，このようにアルミホイルで包み，カプトンテープで固定します．
Orange Pi Zero3のホイル焼き
Orange Pi Zero3のホイル焼き
数十秒ほど熱を当てれば簡単に合法Orange Pi Zero3が手に入ります．
無線モジュールないない
無線モジュールないない

初回起動まで

Orange Pi Zero3で動くOSは

  • Orange Pi OS (Arch)
  • Debian
  • Ubuntu
  • Armbian
    etc.
    と数多くあります．今回はサーバー用途に適しているDebianのイメージを用いました．
    イメージはこちらからダウンロードできます．
    リンク先のGoogle DriveからOrangepizero3_1.0.4_debian_bookworm_server_linux6.1.31.7zをダウンロードしました．

ダウンロードできたら，xzコマンドで展開します．

xz -d ./Orangepizero3_1.0.4_debian_bookworm_server_linux6.1.31.7z

展開したものをmicroSD cardにddコマンドで書き込みます．

sudo dd if=./Orangepizero3_1.0.4_debian_bookworm_server_linux6.1.31.img of=/dev/sdX bs=4M status=progress && sync

(/dev/sdXの部分はご自身の環境に合わせて変更してください．lsblkコマンドで確認できます．)
書き込みが終了したらOrange Pi Zero3に差し込みます．裏面にmicro SDスロットがあります．

Orange Pi Zero3の初回起動ではセットアップのためにUSB-シリアル変換モジュールもしくはmicro HDMI変換が必要となります．この記事ではUSB-シリアル変換モジュールを用います．

orange Pi Zero3 USB-シリアル変換モジュール
GND GND
RX TX
TX RX

このようにジャンパ線で接続します．

USB-シリアル変換モジュールを作業用PCに繋ぎ，ttyに接続します．

sudo screen /dev/ttyUSB0 115200

screenコマンドを使っていますが他のものでも大丈夫です．WindowsならTeraTermなどで行ってください．

Orange Pi Zero3をUSB Type-Cで電源に繋ぎます．電源を入れるとLEDが光ります．
ttyに起動ログが見えていれば成功です．

セットアップ

sshで接続するまで

rootユーザにはパスワードorangepiでログインできます．
LANケーブルをルータに接続してDHCPで降ってきたIPを確認します．

ip a

end0というNICに割り当てられたIPアドレスをメモしてください．

以降はssh接続で作業します．もうUSB-シリアル変換モジュールは取り外していただいて構いません．
作業用PCからOrange Pi Zero3に接続します．

ssh root@192.168.x.x

(192.168.x.x部分はご自身の環境に合わせて変更してください．)

apt & ユーザ etc.

rootにログインしたらセットアップを行っていきます．

apt update && apt upgrade -y

aptのおまじないをしておきます．途中でiperf3について聞かれますが，y/nどちらでも大丈夫です．

作業用ユーザを作成してsudoを使えるようにします．

adduser hoge
usermod -aG sudo hoge

(hogeの部分はご自身の環境に合わせて変更してください．)

この際，セキュリティのためにデフォルトのユーザのパスワードも変更しておきましょう．

passwd root
passwd orangepi

基本的にSDカードしか使わないSBCでは，SMARTは不要です．サービスが有効なままだとsystemctl statusでdegradedになるため無効化します．

systemctl disable --now smartmontools.service
systemctl reset-failed

ネットワーク周り

ホスト名を変更します．

sed -i 's/^orangepizero3$/hoge/' /etc/hostname
sed -i 's/\borangepizero3\b/hoge/g' /etc/hosts

(hogeの部分はご自身の環境に合わせて変更してください．)

MACアドレスを変更します．(必須ではないので必要なければスキップしてください．)

nmcli connection modify "Wired connection 1" ethernet.cloned-mac-address 36:43:64:11:45:14 # ユニークなものにする

(36:43:64:11:45:14の部分はご自身の環境に合わせて変更してください．)

プライベートIPアドレスを変更し，静的IPにします．

nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.addresses 192.168.x.x/24 # IPアドレスを変更
nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.gateway 192.168.x.1 # ルータのIPを書く
nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.method manual # 静的IPにする

(192.168.x.x/24, 192.168.x.1の部分はご自身の環境に合わせて変更してください．)

DNS設定を変更します．

nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.dns "1.1.1.1 8.8.8.8"

ここではCloudflareとGoogleのDNSサーバを指定しています．必要に応じて変更してください．

ここまで実行したら反映のための再起動の前にルータ側で先程の内容を設定しておきます．私の場合はMACアドレスとプライベートIPアドレスを指定して静的IPに変更できました．
設定が終わったら再起動します．

reboot

1分足らずで再度ログインできるようになるはずです．
正しく設定できているか確認しておきましょう．

ip a
ping -c 4 google.com

sshの設定

外部にsshを安全に公開するための設定を行います．
公開鍵認証で接続できるようにします．あらかじめ作業用PCで生成しておいた公開鍵をOrange Pi Zero3に配置します．(公開鍵が未設定であればssh-keygen -t ED25519で生成できます．)
作業用PCで以下を実行してください．

ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_ed25519.pub hoge@192.168.x.x

(hogeの部分はご自身の環境に合わせて変更してください．)

Orange Pi Zero3でsshの設定を変更します．

vim /etc/ssh/sshd_config

以下の項目を変更または追記してください．

sshd_config
PermitRootLogin no # rootユーザでのログインを禁止する
PasswordAuthentication no # パスワード認証を禁止する (公開鍵認証のみにする)

ファイアウォールの設定

今回はセットアップが簡単なufwを使います．iptablesやnftablesでも大丈夫です．

ssh用に22/tcpを解放し，有効化します．

apt install ufw
ufw default deny incoming
sudo ufw default allow outgoing
sudo ufw allow 22/tcp
sudo ufw enable

DDNSの設定

静的グローバルIPをISPと契約している場合は不要です．今回はCloudflareで取得したドメインを使いました．

Cloudflareの管理画面で事前に必要な作業をします．
API トークン | Cloudflare
上記のリンク先からGlobal API Key(APIトークン)を取得します．

DNSレコードの設定をします．使用するドメインのDNSレコードを変更します．
下の画像のようにAレコードを設定します．ddnsで設定をするのでコンテンツの部分は適当でも大丈夫です．名前はサブドメインにしたい文字列にしてください．*でサブドメインなしにできます．
DNSレコードの設定
DNSレコードの設定

ddclientで設定します．

apt install libio-socket-ssl-perl ddclient
vim /etc/ddclient.conf

ddclient.confを設定します．

ddclient.conf
protocol=cloudflare
use=web,web=ipinfo.io/ip
ttl=1

zone=example.com
login=hoge@example.com
password='global1145141919810364364'

subdomain.example.com

(ご自身の環境に合わせて変更してください．)

下記の記事を参考にさせていただきました．ありがとうございました．

https://zenn.dev/akaregi/articles/4a0db32a4d40a7#設定

ddclientの設定が完了したらsystemdでサービスを有効化&起動します．

systemctl enable --now ddclient.service

Cloudflareのレコード管理画面からコンテンツ(IPアドレス)が正しく変更されているか確認しましょう．

ルータ側でポート開放

ルータ側でポート開放します．設定したプライベートIPアドレスに対してssh用にTCPの22番ポートを解放しましょう．私は全ての操作をOrange Pi Zero3側からできるようにするため，DMZに配置しました．ただし，DMZはセキュリティ的に危険が大きいので通常は必要なポートだけを個別に開放する方法を推奨します．DMZを用いる場合は必ずファイアウォールを併用してください．

総括

お疲れ様でした．以上でCloudflareで取得したドメインを使って作業用PCから公開鍵認証でssh接続できるところまで設定が終わりました．

皆さんも良き自宅サーバーライフをお送りください．

自宅サーバー(Orange Pi Zero3)運用風景
自宅サーバー(Orange Pi Zero3)運用風景

P.S. このサーバーはプロキシサーバーにする予定です．気が向いたらそちらも記事にします．

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