Projekt Homeserver – Teil 1

Geschrieben von Stefan am 2. November 2010

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Seit längerem plane ich einen Home-Server oder NAS für unser Heimnetzwerk anzuschaffen. Zum einen als Backup-Medium für unsere Rechner, zum anderen als Archiv für digitale Medien von Digitalkamera, Videokamera oder des SAT-Receivers. Außerdem kann man auf einem solchen Server allerlei zusätzliche Dienste (mySQL, Subversion, Webserver, etc) einrichten.

Die Testberichte der ersten Geräte waren vor einigen Jahren eher ernüchternd. Zwar wurden Gigabit Ethernet Ports angeboten, aber die Performance war dann doch eher mittelmäßig, außerdem war der Stromverbrauch noch recht hoch. Die aktuellen Geräte sind deutlich besser geworden. Mit einen Dualcore Atom Prozessor hat man einen Stromverbrauch von unter 25 Watt (Idle) und  Transfer-Raten von über 70 MB/s. Meine Wahl war eigentlich schon auf ein Qnap 459 Pro gefallen, doch im Urlaub hatte ich Zeit und fasste auch eine Selbstbau-Lösung ins Auge. Man braucht eigentlich nicht viel: Gehäuse, Board, Speicher und Festplatten sowie das passende NAS Betriebssystem. Je länger ich mich damit beschäftigte umso begeisterter wurde ich von der Selbstbau-Lösung.

Mein selbstgebautes NAS sollte einem fertigen Gerät natürlich in nichts nachstehen:

  1. Die Funktionsumfang und Leistung sollen vergleichbar sein
  2. Stromverbrauch sollte vertretbar sein
  3. Das Gehäuse soll kompakt, ansprechend und halbwegs leise sein sowie vier Hot-Swap Schächte bieten

Bei Punkt 3 bin ich auf das Chenbro ES34169 gestoßen. Dieses Gehäuse ist speziell für kleine NAS-Systeme konzipiert. Es bietet vier Hot-Swap Bays mit einer SAS-Backplane, Platz für ein Mini-ITX Board, ein 120 Watt Netzteil und zwei Lüfter sowie reichlich Leds. Die meisten Berichte bescheinigten dem Gehäuse eine gute Verarbeitungsqualität, was ich im Nachhinein nur bestätigen kann.

Die Auswahl des Mainboards wird durch die Anforderungen bereits ziemlich eingeschränkt: mindestens vier echte ACHI fähige SATA Ports, reichlich USB 2.0 Ports, Mini-ITX Format und wenn möglich zwei Gigabit Ethernet Ports. Hier kam eigentlich nur das Supermicro X7SPA-H in Frage. Es erfüllt sämtliche Anforderungen und ist mit einem stromsparenden Intel Atom D510 ausgestattet. Bei der Suche nach dem Mainboard bin ich noch auf andere Alternativen gestoßen, z.B. Intel Core2 Prozessoren, die untertaktet und mit niedriger Kernspannung betrieben werden. Damit kommt man auf einen Stromverbrauch unter 20 Watt im Idle Betrieb. Allerdings hängt der erreichbare Stromverbrauch auch vom eingesetzten Mainboard ab und die in den Foren beschriebenen Boards erfüllten meine Anforderungen nicht. So bin ich immer wieder beim X7SPA-H gelandet. Passende Speicherriegel mit 1GB hatte ich von meinem MacBook noch im Schrank liegen, was wieder ein paar Euro sparte.

Bei den Festplatten sind neben Transferraten Stromverbrauch und Geräuschentwicklung die Hauptkriterien. Samsung bietet mit der HD203WI eine Platte mit weniger als 1 Watt Idle Verbrauch und maximal 8 Watt im Betrieb. Zudem ist die Platte eine der leisesten auf dem Markt. Die neuere Samsung HD204UI braucht zwar noch weniger Strom und läuft noch leiser, arbeitet aber intern mit 4 kBytes großen Sektoren und das macht in bestimmten Fällen durchaus noch Probleme. Oft werden auch Platten von Western Digital empfohlen. Ich habe aber mit Samsung bisher bessere Erfahrungen gemacht als andere Leute mit Western Digital und so bin ich bei Samsung geblieben.

Beim Betriebssystem wurde ich auf FreeNAS aufmerksam. FreeNAS basiert auf FreeBSD 7.3, bietet alle Dienste, die man für ein NAS im Heimbereich benötigt und wird über ein Web-UI administriert. Der Clou: FreeNAS kann auf einem USB-Stick installiert werden und wird dann aus einer RAM-Disk ausgeführt. Man muss sich die Vorzüge dieser Lösung vor Auge führen: ein USB-Stick kostet nur wenige € und ist bei einem Ausfall sehr schnell ausgetauscht: keine Schrauberei, keine Kabel umzustecken. Einer der größten Vorzüge von FreeBSD und somit von FreeNAS ist jedoch das Dateisystem ZFS, eines der modernsten Dateisysteme überhaupt. ZFS wurde für heutige Festplatten (ZFS loves cheap disks) und heutige Anforderungen an ein Dateisystem (Fehlertoleranz, Flexibilität) entwickelt. Zum Beispiel wird bei ZFS bei jedem Lesevorgang die Datenintegrietät überprüft und bei Bedarf korrigiert. Wer mehr zu ZFS wissen will dem möchte ich den Wiki-Artikel zu ZFS empfehlen.

Im Urlaub hatte ich dann Zeit die Komponenten auszusuchen und zu bestellen. Einige Tage später konnte die Schrauberei dann losgehen. Es ist schon einige Jahre her seitem ich den letzten PC selbst zusammengeschraubt hatte und ehrlich gesagt war ich beeindruckt, was auf einem modernen Mainboard an Steckern und Jumpern untergebracht ist. Doch zunächst einmal war das Mainboard nicht zum Laufen zu bringen. Nachdem ich alle Steckverbindungen dreimal überprüft und auch noch die Case-Intrusion-Detection angeschlossen hatte war ich soweit wie vorher und einigermaßen frustriert. Als letzten Versuch schraubte ich das MacBook auf, klaute ihm einen RAM-Riegel und tauschte diesen gegen die alten RAMs. Hiermit funktionierte das Board auf Anhieb. Also bestellte ich noch 4GB Kingston ValueRAM, womit der Server jetzt reichlich bestückt ist.

Die Festplatten waren schnell installiert. Für die HDD Carrier des Chenbro muss man die Schrauben verwenden, die dem Gehäuse beiliegen. Bei den Schrauben die der Festplatte beiliegen sind die Köpfe zu groß, wodurch der Carrier nicht mehr in die Schienen des Gehäuse passt. Die Platten stecken direkt in der SAS-Backplane des Gehäuses, was eine optimale Verbindung gewähleistet.

Anbei noch eine kleine Fotostrecke zur Hardware:

Inzwischen habe ich noch zwei Modifikationen vorgenommen. Zunächst habe ich etwas höhere Füße unter das Gehäuse geklebt damit die Luftzirkulation dort besser wird. Außerdem betreibe ich die Lüfter jetzt mit 7 anstatt 12 Volt. Diese laufen dadurch deutlich leiser. Trotzdem reicht der Luftstrom noch aus um die Temperatur der Platten deutlich unter 40°C,  im allgemeinen sogar um die 30°C  zu halten.

Das NAS ist jetzt seit über einem Monat in Betrieb. Der Stromverbrauch bewegt sich zwischen 23 Watt (idle) und 45 Watt (Vollast) was auch den Testwerten kommerzieller Fertigprodukte entspricht. Der Datendurchsatz kann sich ebenfalls sehen lassen. Von unserem alten PC schaffe ich über Fast Ethernet 8,5 MB/s über CIFS und 10 MB/s über iSCSI. Das MacBook bringt es mit Gigabit Ethernet über AFP auf 70 MB/s. Genauere Tests stehen noch aus. Im nächsten Artikel werde ich dann etwas mehr auf FreeNAS eingehen.

Projekt Homeserver – Teil 1
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4 Kommentare zu “Projekt Homeserver – Teil 1”

  1. Tobiasam 8. Juli 2012 um 01:09
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    Hey 😉

    Schöner Beitrag. Schade das ich jetzt erst drauf gestoßen bin. Wie sind deine Langzeiterfahrungen bis jetzt? Ist der Server noch im Einsatz?

    Gruß
    Tobias

  2. Stefanam 8. Juli 2012 um 11:49
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    Hallo,

    freue mich, dass Dir der Artikel gefällt.
    Zu den Langzeiterfahrungen. Sofern ich die Kiste selbst nicht durchstarte, läuft und läuft und läuft sie. Stromverbrauch ist erträglich. Habe inzwischen noch eine 64GB SSD als L2Arc Cache für das ZFS eingebaut. Außerdem habe ich jetzt eine Beta von Nas4Free (=FreeNAS 9) drauf. Transferraten sind je nach Client 60-70MB/s lesend und 30-50 MB/s schreibend.
    Ich nutze das NAS als Dateiablage, Archiv für Fotos und als Backuplösung für einen iMac und ein MacBook. Die Netzwerkkarte des iMac ist leider nicht eine der Besten. So kommt es auch, dass das MacBook im LAN-Betrieb teilweise bessere Werte bringt obwohl es drei Jahre älter ist(!)
    Zussammenfassend bin ich rundum zufrieden mit dem Teil. Wenn ich mehr Zeit hätte, wäre auch noch ein weiterer Blog-Artikel drin gewesen.

  3. Paulam 3. Februar 2014 um 20:02
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    Hallo,
    danke für Ihren Bericht, können Sie mir sagen was für ein Netzteil in dem Gehäuse verbaut ist?
    Ich finde im Internet bis jetzt leider nichts dazu, will dieses Netzteil aber auch haben.
    MfG Paul

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