灿若繁星
基于树莓派的家庭内网穿透架构——从 FRP 到智能家居
灿若繁星先生 Lv6
  2026-06-09 13:23:02   2026-06-09 13:46:58    2.3k 字  10 分钟

家里有两台树莓派（Pi 3B+ 和 Pi 4B），搭配一台阿里云 ECS，通过 FRP 内网穿透把家里的服务暴露到公网。Pi 4B 上用 Docker 跑了 Dify（AI 应用开发平台）和 Home Assistant（智能家居控制中心），Pi 3B+ 作为 FRP 客户端和 Nginx 反向代理网关，ECS 则是 FRP 服务端和公网入口。本文记录这套架构的设计思路和搭建过程。

为什么需要内网穿透

家庭宽带通常没有固定公网 IP，运营商分配的 IP 随时可能变化，而且大多数家庭路由器处于 NAT 之后，外部无法直接访问内网设备。常见的解决方案有：

  • DDNS + 端口映射：需要路由器支持且运营商不封端口
  • IPv6 直连：依赖运营商和对方网络都支持 IPv6
  • 内网穿透（FRP、ZeroTier、Tailscale 等）：最灵活，通过一台有公网 IP 的中转服务器建立隧道

我选择了 FRP（Fast Reverse Proxy），因为它协议简单、性能好、对 TCP/UDP/HTTP/HTTPS 都有良好的支持。

整体架构

核心思路：ECS 做公网入口 → FRP 隧道穿透到 Pi 3B+ → Nginx 反向代理到 Pi 4B 上的各个 Docker 服务。

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设备角色

设备 IP 角色 关键服务
阿里云 ECS <阿里云服务器ip> 公网入口、FRP Server frps、安全组端口转发
Pi 3B+ 192.168.2.65 FRP Client、Nginx 反向代理 frpc、nginx
Pi 4B 192.168.2.64 Docker 应用服务器 Docker、Dify、Home Assistant

端口映射全表

访问入口 ECS 端口 FRP 隧道 Pi3 Nginx 端口 Pi4 后端 应用
http://<阿里云服务器ip>:8889 :8889 TCP :8089 :18080 Dify
http://<阿里云服务器ip>:8890 :8890 TCP :8090 :18081 预留
http://<阿里云服务器ip>:8891 :8891 TCP :8091 :18082 预留
ssh -p 6022 can@<阿里云服务器ip> :6022 TCP — — SSH 到 Pi3

阿里云 ECS —— FRP 服务端

安装 FRP Server

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cd /opt
sudo wget https://github.com/fatedier/frp/releases/download/v0.69.0/frp_0.69.0_linux_amd64.tar.gz
sudo tar -xzf frp_0.69.0_linux_amd64.tar.gz
sudo ln -s frp_0.69.0_linux_amd64 frp

配置 frps.toml

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bindPort = 7000

auth.token = "你的强随机字符串"

# Web dashboard for monitoring
webServer.addr = "0.0.0.0"
webServer.port = 7500
webServer.user = "admin"
webServer.password = "你的密码"
  • bindPort：FRP 控制通道端口，客户端通过这个端口与服务端建立连接
  • auth.token：认证令牌，客户端和服务端必须一致
  • webServer：可选的 Dashboard，用于监控隧道状态

注册为 systemd 服务

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sudo tee /etc/systemd/system/frps.service > /dev/null <<'EOF'
[Unit]
Description=FRP Server Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/opt/frp/frps -c /opt/frp/frps.toml
Restart=on-failure
RestartSec=5s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now frps

安全组配置

在阿里云控制台开放以下入方向端口：

端口 协议 用途
7000 TCP FRP 控制通道
7500 TCP FRP Dashboard（建议仅内网访问）
8889-8891 TCP 应用端口
6022 TCP SSH 跳板

Pi 3B+ —— FRP 客户端 + Nginx 网关

Pi 3B+ 是整个家庭网络的"交通枢纽"，承担两个职责：FRP 客户端（建立到 ECS 的隧道）和 Nginx 反向代理（将请求转发到 Pi 4B）。

为什么需要 Nginx 中间层？

FRP 虽然可以直接转发 TCP 流量到 Pi 4B，但加入 Nginx 有几个好处：

  1. 统一入口管理：所有流量经过 Nginx，方便集中管理日志、限流、访问控制
  2. 灵活路由：未来可以在 Nginx 层添加认证、负载均衡、HTTPS 终结等
  3. 解耦：Pi 4B 上的应用端口变化时，只需改 Nginx 配置，无需动 FRP

FRP 客户端配置

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# frpc.toml
serverAddr = "<阿里云服务器ip>"
serverPort = 7000
auth.token = "与服务端相同的随机字符串"

# Dify: ECS:8889 -> Pi3:8089
[[proxies]]
name = "dify"
type = "tcp"
localIP = "127.0.0.1"
localPort = 8089
remotePort = 8889

# App xxx: ECS:8890 -> Pi3:8090
[[proxies]]
name = "app-xxx"
type = "tcp"
localIP = "127.0.0.1"
localPort = 8090
remotePort = 8890

# SSH: ECS:6022 -> Pi3:22
[[proxies]]
name = "pi3-ssh"
type = "tcp"
localIP = "127.0.0.1"
localPort = 22
remotePort = 6022

每个 [[proxies]] 定义一条 TCP 隧道：remotePort 是 ECS 上监听的公网端口，localPort 是 Pi 3B+ 本地端口。FRP 会把到达 ECS remotePort 的流量原封不动转发到 Pi 3B+ 的 localPort。

Nginx 反向代理

每个应用一个 server 块，各自监听独立端口：

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# Dify - port 8089
server {
    listen 8089;
    server_name _;

    location / {
        proxy_pass http://192.168.2.64:18080;

        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;

        # WebSocket support
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";

        proxy_connect_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 300s;
        proxy_read_timeout 300s;
        proxy_buffering off;
        proxy_request_buffering off;
    }
}

关键配置说明：

  • WebSocket 支持：Upgrade 和 Connection 头确保 WebSocket 连接正确代理（Dify 的 SSE 流式输出依赖此配置）
  • 长超时：proxy_read_timeout 300s 防止 AI 流式响应被 Nginx 断开
  • 关闭缓冲：proxy_buffering off 让响应数据即时透传，避免流式输出被缓存

注册 systemd 服务

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sudo tee /etc/systemd/system/frpc.service > /dev/null <<'EOF'
[Unit]
Description=FRP Client Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/opt/frp/frpc -c /opt/frp/frpc.toml
Restart=on-failure
RestartSec=5s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now frpc

Pi 4B —— Docker 应用服务器

Pi 4B 是家庭服务的计算核心，所有应用通过 Docker 部署，方便管理和隔离。

安装 Docker

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curl -fsSL https://get.docker.com | sudo sh
sudo usermod -aG docker yuda
newgrp docker

国内网络环境需要配置镜像加速：

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sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<'EOF'
{
  "registry-mirrors": [
    "https://docker.m.daocloud.io",
    "https://docker.1panel.live",
    "https://hub.rat.dev"
  ]
}
EOF
sudo systemctl restart docker

部署 Dify（AI 应用开发平台）

Dify 是一个开源的 LLM 应用开发平台，支持可视化的 Prompt 编排、RAG 管道、Agent 框架等功能。

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cd /opt
sudo git clone https://github.com/langgenius/dify.git
sudo chown -R yuda:yuda dify

cd dify/docker
cp .env.example .env

修改 .env 中的端口配置：

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EXPOSE_NGINX_PORT=18080
EXPOSE_NGINX_SSL_PORT=18443

启动：

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docker compose up -d

首次启动后访问 http://192.168.2.64:18080 设置管理员账号。Dify 会启动多个容器（API、Web、Worker、数据库、Redis、Nginx 等），Pi 4B 的 4GB 内存基本够用。

部署 Home Assistant（智能家居控制中心）

Home Assistant 是目前最流行的开源智能家居平台，支持 2000+ 品牌设备的接入和自动化编排。树莓派是其官方推荐硬件之一。

使用 Docker 部署非常简单：

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mkdir -p /opt/homeassistant
cd /opt/homeassistant

# Create docker-compose.yml
tee docker-compose.yml <<'EOF'
version: '3'
services:
  homeassistant:
    container_name: homeassistant
    image: ghcr.io/home-assistant/home-assistant:stable
    volumes:
      - ./config:/config
      - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
    restart: unless-stopped
    network_mode: host
EOF

docker compose up -d

几点说明：

  • network_mode: host：Home Assistant 需要发现局域网内的智能设备（如通过 mDNS、SSDP 等协议），使用 host 网络模式可以让容器直接访问宿主机网络，避免设备发现失败
  • 数据持久化：配置文件挂载到 ./config 目录，升级镜像不会丢失配置
  • 默认监听 8123 端口，启动后访问 http://192.168.2.64:8123 进行初始设置

如果需要从公网访问 Home Assistant，按照同样的流程：Pi 3B+ 的 frpc.toml 新增一条 TCP proxy，nginx-proxy.conf 新增一个 server 块代理到 Pi 4B 的 8123 端口，ECS 安全组开放对应端口即可。

常用运维命令

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# View all containers
docker ps

# View Dify logs
cd /opt/dify/docker && docker compose logs -f

# Update Dify
cd /opt/dify && git pull origin main
cd docker && docker compose down && docker compose pull && docker compose up -d

# Update Home Assistant
cd /opt/homeassistant && docker compose pull && docker compose up -d

# Clean up unused images
docker system prune -f

SSH 访问

通过 FRP 的 SSH 隧道，可以在任何网络环境下 SSH 到家里的树莓派：

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# SSH to Pi 3B+
ssh -p 6022 can@<阿里云服务器ip>

# SSH to Pi 4B (via Pi 3B+ jump host)
ssh -J can@<阿里云服务器ip>:6022 yuda@192.168.2.64

Pi 3B+ 充当跳板机，所有 SSH 流量经过 ECS → FRP → Pi 3B+ → Pi 4B 的链路。

新增应用的标准流程

当需要部署新应用时，按以下步骤操作：

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1. Pi 4B: Docker 部署应用，映射到新端口（如 18083）
2. Pi 3B+: frpc.toml 添加 TCP proxy（localPort=8093, remotePort=8893）
3. Pi 3B+: nginx-proxy.conf 添加 server 块（listen 8093, proxy_pass Pi4:18083）
4. ECS: 安全组开放 8893 端口
5. 验证: curl http://<阿里云服务器ip>:8893

请求链路追踪

以访问 Dify 为例，一个完整的请求路径：

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用户浏览器 → http://<阿里云服务器ip>:8889
         → 阿里云 ECS :8889 (FRP Server 接收)
         → FRP 隧道转发到 Pi 3B+ :8089
         → Pi 3B+ Nginx proxy_pass 到 Pi 4B :18080
         → Pi 4B Dify 容器处理请求并返回

总结

这套架构的核心设计思路：

  • 分层解耦：ECS（公网入口）→ Pi 3B+（流量分发）→ Pi 4B（业务计算），每层职责清晰
  • FRP 穿透：通过一台有公网 IP 的 ECS 搭建反向代理隧道，解决家庭网络没有公网 IP 的问题
  • Nginx 网关：在 FRP 和应用之间加一层反向代理，获得日志、认证、路由等灵活性
  • Docker 容器化：所有应用容器化部署，升级和维护简单
  • 可扩展：新增应用只需四步操作（Docker 部署 → FRP 配置 → Nginx 配置 → 安全组放行）

整套方案成本低（两台树莓派 + 一台最低配 ECS）、维护简单、扩展灵活，适合有类似需求的个人开发者参考。

基于树莓派的家庭内网穿透架构——从 FRP 到智能家居
posts/2026060943020/
作者
灿若繁星先生
发布于
2026-06-09 13:23
许可
  1. 1. 为什么需要内网穿透
  2. 2. 整体架构
    1. 2.1. 设备角色
    2. 2.2. 端口映射全表
  3. 3. 阿里云 ECS —— FRP 服务端
    1. 3.1. 安装 FRP Server
    2. 3.2. 配置 frps.toml
    3. 3.3. 注册为 systemd 服务
    4. 3.4. 安全组配置
  4. 4. Pi 3B+ —— FRP 客户端 + Nginx 网关
    1. 4.1. 为什么需要 Nginx 中间层？
    2. 4.2. FRP 客户端配置
    3. 4.3. Nginx 反向代理
    4. 4.4. 注册 systemd 服务
  5. 5. Pi 4B —— Docker 应用服务器
    1. 5.1. 安装 Docker
    2. 5.2. 部署 Dify（AI 应用开发平台）
    3. 5.3. 部署 Home Assistant（智能家居控制中心）
    4. 5.4. 常用运维命令
  6. 6. SSH 访问
  7. 7. 新增应用的标准流程
  8. 8. 请求链路追踪
  9. 9. 总结
  1. 1. 为什么需要内网穿透
  2. 2. 整体架构
    1. 2.1. 设备角色
    2. 2.2. 端口映射全表
  3. 3. 阿里云 ECS —— FRP 服务端
    1. 3.1. 安装 FRP Server
    2. 3.2. 配置 frps.toml
    3. 3.3. 注册为 systemd 服务
    4. 3.4. 安全组配置
  4. 4. Pi 3B+ —— FRP 客户端 + Nginx 网关
    1. 4.1. 为什么需要 Nginx 中间层？
    2. 4.2. FRP 客户端配置
    3. 4.3. Nginx 反向代理
    4. 4.4. 注册 systemd 服务
  5. 5. Pi 4B —— Docker 应用服务器
    1. 5.1. 安装 Docker
    2. 5.2. 部署 Dify（AI 应用开发平台）
    3. 5.3. 部署 Home Assistant（智能家居控制中心）
    4. 5.4. 常用运维命令
  6. 6. SSH 访问
  7. 7. 新增应用的标准流程
  8. 8. 请求链路追踪
  9. 9. 总结