Wie stellt man eine eigene SIN her?

Seinen NAS selbst herzustellen ist etwas, das mich schon immer fasziniert hat. Ist es billiger als ein NAS aus dem Handel? Ist es leistungsfähiger? Was kann man mit einem Open-Source-OS machen? Leider habe ich weder das Budget, noch die Zeit oder den Nutzen, mein eigenes NAS herzustellen. Andere haben es bereits getan und berichten viel ausführlicher darüber, als ich darüber schreiben könnte.

Um ein Thema anzusprechen, das meiner Meinung nach auf MeinServeurNAS.com seinen Platz hat, habe ich daher einen bereits existierenden Artikel von Michael Lynch, einem amerikanischen Entwickler, aufgegriffen. Der ursprüngliche Artikel auf Englisch ist ausführlich genug, um sowohl die benötigten Komponenten als auch die Herstellung des NAS an sich zu beschreiben. Wie Sie sehen werden, ist der Artikel gut dokumentiert und der Autor erklärt, was er hätte besser machen können und auf welche Schwierigkeiten er gestoßen ist.

Ich hoffe, Sie werden genauso viel Freude an diesem Projekt haben wie ich. Viel Spaß beim Lesen!

In diesem Jahr habe ich beschlossen, meinen allerersten NAS-Server selbst zu bauen. Es handelt sich um ein System mit 32 TB, das meine persönlichen und beruflichen Daten mithilfe von Open-Source-Software speichert.

Der Server selbst kostete 531 $, und ich kaufte vier Festplatten für 732 $, wodurch sich die Gesamtkosten auf 1263 $ beliefen. Das System ist ähnlich teuer wie handelsübliche NAS-Server, bietet aber mehr Leistung und Anpassungsmöglichkeiten.

In diesem Artikel werde ich erklären, wie ich die Teile ausgewählt habe, welche Fehler ich gemacht habe und welche Empfehlungen ich für jeden habe, der einen eigenen Server bauen möchte.

Hintergrund

Warum sollte man einen selbstgebauten NAS-Server bauen?

NAS steht für "network-attached storage" (Netzwerkspeicher). Die Hauptaufgabe eines NAS-Servers ist es, Daten zu speichern und sie den Geräten in Ihrem Netzwerk zur Verfügung zu stellen.

Warum sollte man also einen Server haben, der sich ausschließlich mit Daten befasst? Schließlich speichert jeder Computer Daten.

Ich finde es nützlich, die Datenspeicherung meiner anderen Systeme zu entzerren. Ich aktualisiere meine Hauptarbeitsstation und meinen Laptop alle zwei bis drei Jahre, und die Migration meiner Daten von einem Computer zum anderen war immer mühsam. Ein dedizierter Speicherserver macht die meisten Datenmigrationen überflüssig und erleichtert die gemeinsame Nutzung von Dateien zwischen meinen Systemen.

Ich habe auch eine Menge Daten. Ich bin ein Datenakkumulator und bewahre daher alle digitalen Fotos, die ich gemacht habe, alle E-Mails, die ich in den letzten 20 Jahren gesendet oder empfangen habe, sowie den Quellcode all meiner persönlichen Projekte auf. Die Gesamtsumme beläuft sich derzeit auf 8,5 TB.

Die größte Quelle ist meine DVD- und Blu-Ray-Sammlung. Ich mag es nicht, von Streamingdiensten abhängig zu sein, um meine Lieblingsinhalte verfügbar zu halten, deshalb kaufe ich weiterhin physische Kopien von Filmen und Serien. Sobald ich eine neue Disc erhalte, kopiere ich das Roh-Image und erstelle eine streambare Videodatei. Zwischen der ISO-Rohkopie und den streambaren MP4 kann eine einzige Disc 60 GB Speicherplatz belegen.

Was ist ein Homelab?

"Homelab" ist ein umgangssprachlicher Begriff, der in den letzten Jahren an Popularität gewonnen hat.

Ein Homelab ist ein Ort bei Ihnen zu Hause, an dem Sie mit Computerhardware oder -software experimentieren können, die normalerweise in einem Büro oder Rechenzentrum zu finden ist. Es kann als Übungsumgebung für den Erwerb neuer beruflicher Fähigkeiten dienen oder einfach ein Ort sein, an dem man mit interessanten Technologien spielt.

Warum sollte man seine eigene DIY-SIN bauen?

Wenn Sie neu in der Welt der Homelabs sind oder keine Erfahrung mit dem Bau von PCs haben, empfehle ich Ihnen, Ihre eigene hausgemachte NAS nicht zu bauen.

Es gibt fertige Lösungen, die ähnliche Funktionen mit einer sanfteren Lernkurve bieten.

Bevor ich meinen selbstgebauten NAS-Server aufbaute, hatte ich sieben Jahre lang einen Synology DS412+ mit vier Laufwerken benutzt. Ehrlich gesagt, ich liebte meinen Synology. Es war einer der besten Käufe, die ich je getätigt habe. Es war eine sanfte Einführung in die Welt der NAS-Server, und ich empfehle Ihnen, dort anzufangen, wenn Sie sich nicht über alles, was mit NAS zu tun hat, im Klaren sind.

Vor einigen Monaten konnte mein Synology-Gerät nicht mehr starten und begann, ein klapperndes Geräusch zu machen. Ein Schauer lief mir über den Rücken, als mir klar wurde, wie abhängig ich von diesem einen Gerät geworden war. Synology-Server können nicht vom Benutzer repariert werden, wenn also nach der Garantiezeit ein Teil kaputt geht, müssen Sie den ganzen Server ersetzen. Und wenn Sie so dumm wie ich sind und ein proprietäres Speicherformat von Synology verwendet haben, können Sie ohne ein weiteres Synology-System nicht auf Ihre Daten zugreifen. (Edit: Ein Leser hat mir seitdem gezeigt, dass Sie ein Synology Hybrid RAID Synology-Volumen wiederherstellen aus einem Nicht-Synology-System).

Glücklicherweise erwachte meine alte Synology wieder zum Leben, nachdem ich sie gereinigt und die Laufwerke neu installiert hatte, aber das war nur ein erstes Warnzeichen. Ich entschied mich, auf TrueNAS umzusteigen, da es eine Open-Source-Implementierung eines offenen Speicherformats bietet.

TrueNAS und ZFS

TrueNAS (früher bekannt als FreeNAS) ist eine der beliebteste Betriebssysteme für Speicherserver. Es ist Open Source und existiert seit fast 20 Jahren, was es zu einer zuverlässigen Wahl macht.

TrueNAS verwendet ZFS, ein Dateisystem, das speziell für Speicherserver entwickelt wurde. Herkömmliche Dateisysteme wie NTFS oder ext4 arbeiten über einem Datenträger, der die niedrigeren E/A-Ebenen des Datenträgers verwaltet. ZFS verwaltet alles im Stack, von der Logik auf Dateiebene bis zur E/A der Festplatte. Die vollständige Kontrolle von ZFS verleiht ihm mehr Macht und Leistung als anderen Dateisystemen.

Hier sind einige der interessanten Funktionen von ZFS :

• Die Aggregation mehrerer physischer Laufwerke in einem einzigen Dateisystem
• Die automatische Reparatur beschädigter Daten
• Erstellen von punktuellen Schnappschüssen der Daten auf der Festplatte (ähnlich der Funktion Time Machine in OS X).
• Die optionale Verschlüsselung oder Komprimierung von Daten auf dem Datenträger.

Bevor ich dieses System baute, hatte ich keine Erfahrung mit ZFS, also war ich begierig darauf, es auszuprobieren.

Planung der Lagerung

Schätzung meines Bedarfs an Speicherkapazität

Als ich meinen Synology NAS kaufte, installierte ich ursprünglich drei 4-TB-Laufwerke und ließ den vierten Steckplatz leer. Dadurch hatte ich insgesamt 7 TB nutzbaren Speicherplatz mit der Synology Hybrid Raid. Drei Jahre später ging mir der Platz aus, also fügte ich ein viertes Laufwerk hinzu und erhöhte meinen gesamten nutzbaren Speicherplatz auf 10 TB.

Ich beschloss, die gleiche Strategie für meinen Neubau anzuwenden. Ich wollte ein System, das meinen aktuellen Bedürfnissen entspricht und skalierbar ist. Mein ungefähres Ziel war es, mit 20 TB nutzbarem Speicherplatz zu beginnen und einen zusätzlichen Spielraum von bis zu 30 TB zu haben, wenn ich später weitere Festplatten hinzufüge.

ZFS erlaubt es Ihnen nicht, eine neue Festplatte zu einem bestehenden Pool hinzuzufügen, aber diese Funktion ist in der Entwicklung. Mit etwas Glück wird diese Funktion, wenn ich meinen Speicher erweitern muss, in TrueNAS verfügbar sein.

Viele kleine Platten oder weniger große Platten?

ZFS ist darauf ausgelegt, Festplattenausfälle zu überleben, es speichert also jeden Datenblock redundant. Diese Eigenschaft erschwert die Kapazitätsplanung, da Ihr gesamter nutzbarer Speicher nicht nur die Summe der Kapazität der einzelnen Festplatten ist.

ZFS erstellt Dateisysteme aus "Pools" von Festplatten. Je mehr Festplatten sich in einem Pool befinden, desto effizienter kann ZFS deren Speicherkapazität nutzen. Wenn Sie ZFS beispielsweise zwei 10-TB-Festplatten geben, können Sie nur die Hälfte der gesamten Festplattenkapazität nutzen. Wenn Sie stattdessen fünf 4-TB-Festplatten verwenden, gibt Ihnen ZFS 14 TB nutzbaren Speicher. Auch wenn Ihr gesamter Speicherplatz in beiden Szenarien gleich ist, bieten Ihnen die fünf kleineren Festplatten 40 % mehr nutzbaren Speicherplatz.

Beim Bau eines selbstgebauten NAS-Servers müssen Sie entscheiden, ob Sie eine kleinere Menge großer Laufwerke oder eine größere Menge kleinerer Laufwerke verwenden wollen. Kleinere Laufwerke sind in der Regel billiger in Bezug auf $/TB, aber sie sind teurer im Betrieb. Zwei 4-TB-Laufwerke benötigen doppelt so viel Strom wie ein einzelnes 8-TB-Laufwerk.

Ich wollte den physischen Fußabdruck meines Servers minimieren, also entschied ich mich für Festplatten für NAS größer und weniger zahlreich.

RAID-Z1, Z2 oder Z3?

ZFS bietet verschiedene Redundanzoptionen: raid-z1, raid-z2 und raid-z3. Der Hauptunterschied liegt in der Robustheit. Raid-z1 kann einen Festplattenausfall ohne Datenverlust überleben. Raid-z2 kann zwei gleichzeitige Plattenausfälle überleben, und raid-z3 kann drei überleben.

Was Sie an Robustheit gewinnen, zahlen Sie an nutzbarem Speicher. Bei fünf 4-TB-Festplatten ist dies die Menge an nutzbarem Speicher, die Sie aus jedem ZFS-Modus erhalten würden :

Ich habe mich für raid-z1 entschieden. Bei nur wenigen Festplatten ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Festplatten gleichzeitig ausfallen, recht gering.

Denken Sie daran, dass ZFS keine Backup-Strategie ist. ZFS kann Sie vor Festplattenausfällen schützen, aber es gibt viele Bedrohungen für Ihre Daten, die ZFS nicht abmildern kann, z. B. versehentliches Löschen, Malware oder physischer Diebstahl. Ich verwende restic um alles Wichtige auf verschlüsselte Backups in der Cloud zu replizieren.

Der Vorteil von ZFS ist, dass ich nicht auf meine Cloud-Backups zurückgreifen muss, wenn eine Festplatte stirbt, sondern sie immer noch wiederherstellen kann, wenn zwei Festplatten ausfallen. Das wäre zwar kein Spaß, aber es lohnt sich nicht, für Raid 2 auf 20 % des nutzbaren Speichers meines Servers zu verzichten.

Je mehr physische Festplatten Sie haben, desto vorsichtiger müssen Sie sein, wenn eine Platte ausfällt. Wenn ich einen Pool mit 20 Festplatten hätte, würde ich wahrscheinlich Raid 2 oder Raid 3 verwenden.

Verhinderung von gleichzeitigen Festplattenausfällen

Naiv betrachtet scheint die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Laufwerke gleichzeitig ausfallen, äußerst gering zu sein. Nach die Statistiken von BackblazeBei hochwertigen Festplatten kommt es zu Ausfällen von 0,5 bis 4 % pro Jahr. Ein Risiko von 4 % pro Jahr entspricht einer Wahrscheinlichkeit von 0,08 % in einer bestimmten Woche. Zwei gleichzeitige Ausfälle würden einmal in 30.000 Jahren vorkommen, also sollte alles in Ordnung sein, oder?

Das Problem ist, dass die Festplatten nicht statistisch unabhängig sind. Wenn eine Festplatte ausfällt, hat ihr Nachbar ein deutlich höheres Risiko, ebenfalls zu sterben. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Laufwerke das gleiche Modell haben, aus dem gleichen Fertigungslos stammen und die gleichen Arbeitsbelastungen verarbeitet haben.

Darüber hinaus übt der Wiederaufbau eines ZFS-Pools einen ungewöhnlichen Druck auf alle überlebenden Festplatten aus. Ein Laufwerk, das unter normalen Nutzungsbedingungen noch ein paar Monate länger durchgehalten hätte, könnte unter der zusätzlichen Belastung durch den Wiederaufbau eines Pools sterben.
Angesichts dieser Risiken tat ich, was ich konnte, um das Risiko eines gleichzeitigen Ausfalls der Festplatten zu verringern. Ich wählte zwei verschiedene Modelle von Laufwerken aus, die von zwei verschiedenen Herstellern stammten. Um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass die Discs aus demselben Fertigungslos stammen, kaufte ich sie von verschiedenen Anbietern. Ich kann nicht sagen, wie wichtig das ist, aber es hat die Kosten nicht wesentlich erhöht, also warum nicht?

Wie ich die Teile für meine SIN ausgewählt habe

Hauptplatine

Die erste Entscheidung war die Größe des Motherboards. Ich habe die kompakte Form meines Synology DS412+ schon immer geschätzt. Ich hatte noch nie zuvor einen Computer mit einem Mini-ITX-Motherboard gebaut, und dies schien eine gute Gelegenheit zu sein.

Ich habe mich aus einigen Gründen für den ASUS Prime A320I-K entschieden:

• Sie hat vier SATA-Anschlüsse, so dass ich vier Laufwerke direkt an das Motherboard anschließen kann.
• Sie unterstützt Radeon-Grafiken, sodass ich keine separate Grafikkarte kaufen muss.
• Er ist mit nur 98 $ erschwinglich.

Ich schaute mir auch die B450 an, die sehr ähnlich war, aber fast doppelt so teuer. Der Hauptvorteil schien eine bessere Unterstützung für Overclocking zu sein, was ich nicht brauchte.

Prozessor

Nach dem, was ich gelesen hatte, ist ZFS nicht sehr CPU-lastig. Ich führte einen grundlegenden Test durch, indem ich TrueNAS auf einem billigen Dell OptiPlex 7040 Mini-PC installierte. Der Prozessor war kaum ausgelastet, so dass es sicher schien, sich für eine Option mit geringer Leistung zu entscheiden.

Mein Hauptkriterium bei der Auswahl eines Prozessors war die Unterstützung von Radeon-Grafiken, um den integrierten HDMI-Ausgang des A320-Mainboards nutzen zu können.

Ich habe gewählt der AMD Athlon 3000G. Mit nur 105 $ ist es preisgünstig, unterstützt Radeon-Grafiken und hat anständige CPU-Benchmarks.

NAS-Gehäuse

Als ich meinen letzten VM-Server baute, verwendete ich ein Fractal-Design-Computergehäuse. Es ist mein Lieblingscomputergehäuse, daher bin ich bei diesem Bau wieder zu Fractal Design zurückgekehrt.

Ich habe mich für das Fractal Design Node 304 schwarzein kompaktes Mini-ITX-Gehäuse. Das Design hat mir gefallen, da es eher einem Würfel als einem Turm ähnelt. Es hat sechs Laufwerksschächte, so dass ich mit genügend Laufwerken beginnen kann und noch Platz habe, um in Zukunft zu wachsen.

Diskette (Daten)

Da im Gehäuse sechs Laufwerksschächte zur Verfügung stehen, beschloss ich, mit vier 8-TB-Laufwerken zu beginnen, was in 22,5 TB nutzbarem Speicher in raid-z1 resultiert. Wenn ich in Zukunft expandieren muss, wird mich eine fünfte Platte auf 30,9 TB bringen, und eine sechste Platte wird mir 37 TB bringen.

Im Bereich von 8 TB gibt es nicht viele Laufwerke unter 7200 U/min, aber Sie können bis zu 10.000 U/min gehen. Für meinen NAS würden Geschwindigkeiten über 7200 U/min keinen Unterschied machen, da der Engpass das Netzwerk ist. Ein Laufwerk mit 10000 U/min wäre lauter und würde mehr Energie verbrauchen, aber keinen Leistungsgewinn bieten. (Anm. d. Ü.: Alle NAS-Festplatten sind hier aufgelistet)

Zu einem bestimmten Zeitpunkt erwog ich, 400-$-Festplatten wegen ihrer Ausfallrate von 0,5 % zu verwenden, erkannte aber, dass es irrational war, das Doppelte auszugeben, um die Ausfallrate um ein paar Prozent zu senken.

Die letzte Klippe, die es zu umschiffen gilt, ist die SMR-Technologie (shingled magnetic recording). ZFS funktioniert schlecht auf SMR-Disks, wenn Sie also ein NAS bauen, sollten Sie bekannte SMR-Disks meiden. Wenn die Platte mit CMR beschriftet ist, handelt es sich um eine herkömmliche magnetische Aufzeichnung, die für ZFS geeignet ist.

Ich habe mich für das Toshiba N300 und der Seagate IronWolf. Ich habe in den Foren TrueNAS und reddit positive Meinungen zu beiden gesehen. Beide Modelle kosten zwischen 210 und 230 US-Dollar, was für den Speicherplatz ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis ist.

Diskette (OS)

TrueNAS benötigt ein eigenes Laufwerk für das Betriebssystem, aber nach dem, was ich gelesen habe, benötigt es nicht viel davon. Das Betriebssystem benötigt mindestens 2 GB Speicherplatz, aber TrueNAS liest oder schreibt selten auf das Betriebslaufwerk.

Ich habe mich für das Kingston A400 weil es unglaublich billig war - 32 $ für ein 120 GB M.2-Laufwerk. Ich liebe M.2 NVMe-Laufwerke ! Sie benötigen keine Verkabelung. Sie werden in die Hauptplatine geschoben, nehmen praktisch keinen Platz weg und Sie müssen sie nie wieder anfassen.

Speicher

Bei meinen Recherchen habe ich oft Hinweise auf die "Regel" gefunden, dass ZFS für jedes TB Festplattenspeicher im System 1 GB RAM benötigt. Laut dem ZFS-Entwickler Richard Yao ist diese Regel ein Mythos. Einige Funktionen von ZFS, wie die Datendeduplizierung, sind RAM-intensiv, aber ZFS funktioniert auch mit begrenztem Speicher sehr gut.

Ich finde es extrem langweilig, Arbeitsspeicher zu kaufen. Ich hätte mir einen strengeren Prozess bei der Auswahl des RAM gewünscht, aber ich konnte keine zuverlässigen Benchmarks oder Benutzerberichte für RAM finden. Mein Prozess war folgendermaßen:

1. Gehen Sie die Liste der RAM-Riegel durch, die mit dem ASUS A320I-K Motherboard kompatibel sind.
2. Filtern Sie die Optionen 32 GB oder 64 GB, die nur zwei Balken verwenden.
3. Marken filtern, denen ich vertraue (Corsair, Crucial, G.SKILL, Kingston, Samsung, Patriot, Mushkin, HyperX)
4. Filter für Optionen unter 150 $

Dieser Prozess führte mich zur CORSAIR Vengeance LPX 32GB CMK32GX4M2A2400C14 (2 x 16 GB) für 128 $.

Netzteil (PSU)

In Bezug auf die Stromversorgungskapazität hätte jedes beliebige Netzteil für den Massenmarkt ausgereicht. Laut PCPartPickerMein System benötigt nur 218 W. Ich hätte ein Netzteil im Bereich von 300-400 W gewählt, aber es gab keine halbmodularen Optionen mit einer geringeren Leistung. Daher entschied ich mich für das 500-W-Netzteil EVGA 110-BQ-0500-K1.

90-Grad-SATA-Kabel

Ein Artikel, den ich noch nie zuvor gekauft hatte, war ein 90-Grad-SATA-Kabel. Ich wusste nicht, dass ich es brauchte, bis ich sah, dass zwischen meinem Motherboard und dem Netzteil nicht genug Platz war, um ein Standard-SATA-Kabel anzuschließen. Diese dünnen 90-Grad-Kabel lösten das Problem.

Was fehlt?

Es gibt einige Komponenten, die ich aus Gründen des Preises, der Komplexität oder des physischen Platzes absichtlich von meiner Konstruktion ausgeschlossen habe.

Grafikkarte (GPU)

Da der physische Platz und die Anschlüsse auf dem Motherboard begrenzt sind, wollte ich keine dedizierte Grafikkarte. Ich entschied mich für eine Kombination aus Motherboard und Prozessor, die das Grafikrendering ohne externe Karte unterstützt.

Bus Host Controller (HBA)

Viele NAS-Konstruktionen beinhalten einen Bus-Host-Controller (HBA). Ein HBA ist ein Chip, der in den PCI-Steckplatz eines Motherboards passt und die Anzahl der Laufwerke, die das Motherboard unterstützen kann, erhöht.

ZFS fordert Sie auf, die Firmware des HBA in einem Prozess neu zu flashen, der ziemlich mühsam und verwirrend zu sein scheint. Ich entschied mich, auf den HBA zu verzichten, bis ich mehr Speicherplatz benötigte. Der ASUS A320I-K hat vier SATA-Anschlüsse, was für meine anfänglichen Bedürfnisse ausreichend ist. Ich stellte sicher, dass ich einen PCI-Steckplatz für einen zukünftigen HBA leer ließ.

RAM ECC

Bei meinen Recherchen zu den verschiedenen Konstrukten in TrueNAS habe ich mehrere Artikel gesehen, in denen behauptet wurde, dass ECC-RAM (error correction code RAM) unerlässlich sei, um Datenkorruption zu vermeiden. Ich entschied mich schließlich, kein ECC-RAM zu verwenden und mich mit einem Standard-RAM für die Allgemeinheit zufrieden zu geben.

Natürlich möchte ich nicht, dass mein Server meine Daten im RAM korrumpiert, aber ich benutze seit 30 Jahren Computer ohne ECC-RAM und habe noch nie eine Datenkorruption bemerkt. Wenn ich einen Server für eine hohe Belastung durch mehrere Benutzer den ganzen Tag über bauen würde, würde ich mich für eine Konstruktion mit ECC-RAM entscheiden. Für den Heimbedarf sollte meiner Meinung nach ein einfacher RAM in Consumer-Qualität ausreichen.

SLOG-Diskette

Viele ZFS-Konstruktionen beinhalten ein separates, dediziertes SSD namens SLOG (separate intent log).

Die Idee ist, dass das Schreiben auf einem SSD ist viel schneller als das Schreiben auf mehrere rotierende Festplatten. Wenn eine Anwendung Daten schreibt, kann ZFS diese schnell auf die SSD schreiben, der Anwendung mitteilen, dass der Schreibvorgang erfolgreich war, und dann die Daten asynchron von der SSD in den Speicherpool verschieben. SLOG verbessert die Schreibgeschwindigkeiten erheblich.

Ich habe mich gegen die Integration eines SLOG-Laufwerks entschieden, da ich durch Anschlüsse und Laufwerksschächte eingeschränkt bin. Ein SLOG-Laufwerk hinzuzufügen bedeutete, entweder auf meinen einzigen PCI-Steckplatz oder auf einen meiner sechs Laufwerksschächte zu verzichten. Ich lasse mir lieber Platz, um die Kapazität später zu erhöhen.

Liste der Teile

* Warnung: Dieses Motherboard funktioniert möglicherweise nicht mit dem AMD Athlon 3000G Prozessor. Siehe Details unten.

Vergleich mit im Handel erhältlichen Produkten

Zum Vergleich sind hier einige Lösungen aufgeführt, die im Handel zu ähnlichen Preisen erhältlich sind.

Die Gesamtkosten meines Aufbaus sind ähnlich wie bei handelsüblichen Lösungen, aber ich bekomme mehr für mein Geld. Ich habe 8x mehr RAM und bin nicht durch ein geschlossenes, herstellerspezifisches OS blockiert.

Fotos vom Bau

Aufbau des Servers mit TinyPilot

Langjährige Leser dieses Blogs erinnern sich vielleicht daran, dass ich habe den Raspberry Pi benutzt um ein Werkzeug speziell für den Aufbau und die Verwaltung von Servern zu erstellen. Es handelt sich dabei um TinyPilot. Dies war der dritte Server, den ich mit TinyPilot gebaut habe, und der erste, den ich mit dem neuen TinyPilot Voyager 2.

Ich bin natürlich voreingenommen, aber diesen Server mit der Voyager 2 zu bauen, hat sehr viel Spaß gemacht! Ich musste nie eine Tastatur oder einen Monitor an den Server anschließen. Ich konnte die Videoausgabe sehen, das BIOS starten und das TrueNAS-Installationsabbild von meinem Webbrowser aus einbinden.

Die einzige Lücke, auf die ich gestoßen bin, war die BIOS-Aktualisierung. TinyPilot kann Festplattenabbilder wie .img- und .iso-Dateien einbinden, aber er weiß noch nicht, wie er Rohdateien mit dem Zielcomputer teilen kann. Als ich die .CAP-Datei für das ASUS BIOS-Update hochladen musste, habe ich die Dateien schändlicherweise auf einen USB-Stick gepackt, anstatt eine reine TinyPilot-Konstruktion zu behalten. Ich hoffe, die Unterstützung für dieses Szenario bald hinzufügen zu können, damit TinyPilot mein nächstes BIOS-Update verwalten kann.

Ist diese Version des BIOS inkompatibel? Oder bin ich ein Idiot?

Als ich alle Komponenten installiert hatte, schaltete sich das System ein, aber es gab keine Videoanzeige.

Oh nein! Hatte ich die Anforderungen des Motherboards an eingebettete Videos falsch verstanden? Ich führte alle üblichen Diagnosen durch: RAM zurücksetzen, CPU zurücksetzen und alle Kabel überprüfen - das gleiche Ergebnis.

Nach einigen panischen Google-Suchen sah ich Hinweise, dass der ASUS Prime A320I-K ein BIOS-Update benötigt, bevor er mit dem Athlon 3000G funktionieren kann. Ich erinnere mich, dass ich diese Warnung gesehen habe, als ich die Teile auswählte, und sie ignoriert habe. "Ich habe BIOS-Updates gemacht", dachte ich. " Das ist kein Problem!"

Ich habe nicht darüber nachgedacht, wie ich mein BIOS ohne CPU aktualisieren kann.

Glücklicherweise war die Ryzen-7-CPU meines Homelab 2017 VM-Servers mit dem ASUS Prime A320 kompatibel. Ich lieh mir das Netzteil und die Grafikkarte dieses Servers aus und konnte meinen NAS-Server starten!

Seltsamerweise meldete das Motherboard selbst nach dem erfolgreichen Start des Systems mit den geliehenen Teilen, dass es die BIOS-Version 2203 ausführt, die laut ASUS mit der AMD Athlon 3000G CPU kompatibel ist. Ich habe jedoch das letzte BIOS aktualisiert, das die Version 5862 ist.

Nachdem ich auf Version 5862 aktualisiert hatte, konnte ich immer noch keinen Startvorgang erzielen. Dann fiel mir auf, dass ich mein HDMI-Kabel an den DisplayPort-Ausgang des Servers angeschlossen hatte.

War es wirklich notwendig, all diese Münzen auszuleihen? Es gibt zwei Möglichkeiten:

• Ich bin ein Idiot und habe erst nach der Aktualisierung des BIOS bemerkt, dass mein HDMI-Kabel an den DisplayPort-Ausgang des Motherboards angeschlossen war.
• ASUS ist dumm, und sie haben den Athlon 3000G fälschlicherweise als mit der BIOS-Version 2203 kompatibel aufgelistet, obwohl er es nicht ist.

Normalerweise würde ich den Fehler akzeptieren, aber das ASUS-BIOS war so wackelig, dass das Problem auch auf der Seite von ASUS liegen könnte. Wie dem auch sei, ich war erleichtert, dass ich den NAS endlich ohne geliehene Teile starten konnte.

Leistungsprüfstände

Eine der Überraschungen, die ich beim Verfassen dieses Artikels erlebte, war, dass ich keine guten Benchmarking-Tools zur Messung der NAS-Leistung finden konnte. Es gibt zwar Tools, die auf dem NAS-Server selbst laufen, um die E/A des lokalen Laufwerks zu bewerten, aber das spiegelt nicht die tatsächliche Nutzung wider. Der Großteil meiner Nutzung erfolgt über das Netzwerk, daher wird eine Leistungsbewertung des lokalen Laufwerks die Engpässe im Netzwerkstapel absolut nicht berücksichtigen.

Ich erstellte also meinen eigenen rudimentären Benchmark. Ich erzeugte zwei Datensätze mit zufälligen Dateien und verwendete dann robocopy um die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten zwischen meinem Hauptcomputer und meinem DIY-NAS zu messen. Es handelte sich keinesfalls um einen strengen Test - ich führte ihn nicht in einem isolierten Netzwerk durch und hielt während des Tests auch nicht alle anderen Prozesse auf meinem Desktop an. Ich habe die gleichen Tests zum Vergleich mit meinem alten Synology DS412+ durchgeführt.

Der eine Dateisatz bestand aus 20 GB mit 1 GB großen Dateien, der andere aus 3 GB mit 1 MB großen Dateien. Ich nahm den Durchschnitt aus drei Versuchen mit verschlüsselten und unverschlüsselten Datenträgern.

Die Leistung erreichte ihren Höhepunkt mit 111 MB/s (931 Mb/s), was seltsamerweise nahe an 1 Gb/s liegt. Das lässt darauf schließen, dass der limitierende Faktor meine Netzwerkhardware ist, denn mein switchMein Desktop-Computer und die NAS-Server haben alle 1 Gb/s Ethernet-Ports.

Leistung beim Lesen

Bei unverschlüsselten Datenträgern war ich überrascht, dass meine rostige, sieben Jahre alte Synology meine brandneue, glänzende TrueNAS übertraf. Synology war 31 % schneller beim Lesen von kleinen Dateien und 10 % schneller bei großen Dateien.

Die Hegemonie von Synology war nur von kurzer Dauer, da sie bei der Verschlüsselung völlig zusammenbrach. Synologys Lesegeschwindigkeiten fielen bei verschlüsselten Datenträgern von 67-75 %, während die Verschlüsselung bei TrueNAS keine Auswirkungen hatte. Dadurch konnte TrueNAS Synology bei kleinen Dateien um 2,3x und bei großen Dateien um 3x auf einem verschlüsselten Volumen übertreffen. Ich bewahre die meisten meiner Daten auf verschlüsselten Datenträgern auf, daher stellt dieser Test meine typische Nutzung genauer dar.

Leistung beim Schreiben

Obwohl meine alte Synology es schaffte, TrueNAS beim Lesen zu übertreffen, war dies beim Schreiben nicht der Fall. Selbst auf einem unverschlüsselten Datenträger war TrueNAS 77 % schneller bei kleinen Dateien, und beide Systeme hatten eine ähnliche Leistung bei 1 GB großen Dateien.

Auch hier vernebelt das Einbringen der Verschlüsselung in die Gleichung die Schreibleistung von Synology. Mit aktivierter Verschlüsselung war TrueNAS 5,2 x schneller bei kleinen Dateien und 3,2 x schneller bei großen Dateien.

Energieverbrauch

Ich habe einen Controller zur Messung des Energieverbrauchs auf meinem alten Synology und dem neuen TrueNAS-Server :

Der neue Server verbraucht 60 % mehr als mein alter Synology, was ein wenig überraschend ist. Ich zahle etwa 0,17 $/kWh, also kostet der Server etwa 7,20 $/Monat, um zu funktionieren.

Ich weiß nicht viel über die Faktoren, die zu einem hohen Energieverbrauch führen, aber eine Möglichkeit ist das Netzteil. Synology hat wahrscheinlich ein PSU, das perfekt für seine anderen Komponenten dimensioniert ist, während mein 500-W-PSU wahrscheinlich ineffizient ist, um ein System zu versorgen, das nur 15 % seiner Kapazität benötigt.

Letzte Reflexionen

Hauptplatine

Mein größter Kritikpunkt am ASUS Prime A320I-K ist die eingeschränkte Kompatibilität, aber es ist möglich, dass ich mich irre.

Darüber hinaus war ich vom BIOS nicht begeistert. Sein Update-Dienstprogramm war nicht funktionsfähig. Angeblich kann es die neuesten BIOS-Versionen herunterladen und installieren, aber als ich versuchte, es zu aktualisieren, sagte es mir, dass ich das neueste BIOS hätte, obwohl das nicht der Fall war. Ich musste das Update manuell durchführen, indem ich die Dateien heruntergeladen und auf einen USB-Stick geladen habe.

Ich habe auch vergessen, dass die A320I-K maximal 32 GB RAM unterstützt. Ich bin mir nicht sicher, ob ich jemals den Speicher erweitern muss, aber es wäre gut gewesen, sich etwas mehr Spielraum zu geben.

Korrektur des Realtek-Netzwerktreibers

Ich habe bemerkt, dass der Ethernet-Adapter des Motherboards manchmal abbricht, wenn mein System einer hohen Netzwerklast ausgesetzt ist. Offenbar hat der FreeBSD-Treiber für die Realtek-Netzwerkkarte des A320I-K Stabilitätsprobleme, aber es ist möglich, den offiziellen Treiber mit der folgenden Lösung zu laden:

1. Gehen Sie im Web-Dashboard von TrueNAS auf System > Tunables.
2. Fügen Sie die folgenden zwei Parameter hinzu:

Gehäuse

Ich war vom Fractal Design Node 304 enttäuscht. Als ich meinen VM-Server mit dem Fractal Design Meshify C aufbaute, begeisterte mich das Gehäuse immer mit Funktionen, die ich bei anderen Gehäusen noch nie gesehen hatte. Bei dieser Konstruktion war es genau umgekehrt. Ich dachte immer wieder: "Warum ist das ein Problem in diesem Gehäuse, wenn es für mich vorher nie ein Problem war?".

Von außen sieht es schön aus, aber ich fand es schwierig, darin zu arbeiten. Es gab so gut wie keine Dokumentation und einige Mechanismen des Gehäuses waren nicht selbsterklärend.

Dies ist mein erstes Mini-ITX-Gehäuse, und ich weiß, dass Gehäusedesigner Opfer bringen müssen, um die Größe zu minimieren, also beurteile ich es vielleicht zu streng.

CPU

Ich bin mit dem Athlon 3000G zufrieden, aber er hat sich für meine Bedürfnisse als massiv überpowert erwiesen. Mein TrueNAS-Dashboard zeigt an, dass die CPU-Last im letzten Monat der Nutzung bei 99 % Inaktivität lag :

Das Wichtigste an der CPU ist, dass sie AMDs Radeon-Videotechnologie unterstützt, was mir die Notwendigkeit eines Grafikprozessors erspart hat. Für 105 $ war es ein hervorragendes Angebot.

Diskette (Daten)

Es ist ein bisschen zu früh, um die Platten zu beurteilen, also kommen Sie in fünf Jahren wieder, um zu sehen, wie sie mir gefallen. Im Moment ist alles in Ordnung.

Meine größte Sorge war, dass die Laufwerke zu laut sein könnten, aber ich höre sie nie. Das einzige Mal, dass ich sie gehört habe, war während der Durchführung von Leistungstests. Interessanterweise waren sie nicht während des Lesens oder Schreibens lauter, sondern wenn ich zwischen den Tests Dateien löschte.

Netzteil (PSU)

Nachdem ich gesehen habe, dass das System bei 60 W im Leerlauf läuft, frage ich mich, ob ich nicht mehr Aufwand hätte betreiben sollen, um ein Netzteil mit geringerer Kapazität zu wählen. 500 W ist mehr als das Doppelte der Kapazität, die ich benötige, also hätte ich vielleicht mit einer PSU im Bereich von 300-400 W den Stromverbrauch meines Servers im Standby-Modus senken können.

Diskette (OS)

Der Kingston A400 funktioniert gut. TrueNAS belastet das OS-Laufwerk so minimal, dass es nicht viel zu tun hat. Es hat 90 GB frei, so dass ich eine noch kleinere Platte hätte verwenden können.

Es gibt praktisch keine Festplattenaktivität in den Berichten von TrueNAS. Es gibt jede Woche einen winzigen E/A-Leser im Rahmen einer standardmäßig geplanten Aufgabe zur Fehlerprüfung, aber das war's.

TrueNAS

Ich verwende TrueNAS Core 13, das ist die ausgereifteste FreeBSD-Version. Die andere Option ist TrueNAS ScaleDiese basiert auf Debian, das eine größere Kompatibilität von Hard- und Software aufweist.

Als ich zu TrueNAS kam, wusste ich, dass die Webschnittstelle meines Synology schwer zu schlagen sein würde. Es ist die eleganteste und intuitivste Oberfläche, die ich je für ein Netzwerkgerät gesehen habe. Sie haben hervorragende Arbeit beim Aufbau einer sauberen Benutzeroberfläche geleistet, die dem Endbenutzer die technischen Details des zugrunde liegenden Dateisystems erspart. (Anm. d. Red: Die Version DSM 7 des Synology OS ist noch ausgereifter).

TrueNAS hat seinen Hacker-Charme, aber ich finde, dass es im Vergleich zu Synology eine enorme Verschlechterung der Benutzerfreundlichkeit darstellt. Die Benutzeroberfläche scheint von jemandem entworfen worden zu sein, der alles außerhalb der Kommandozeile verachtet.

Bei TrueNAS habe ich mehrere Versuche gebraucht, um ein neues Volumen zu erstellen und es in meinem Netzwerk freizugeben. Sie müssen zwischen mehreren nicht verbundenen Menüs springen, und es gibt keine Hinweise darauf, welche Aktion Sie als Nächstes ausführen müssen. Bei Synology gibt es einen fließenden Fluss der Benutzeroberfläche, der Sie durch alle erforderlichen Einstellungen führt.

Ich fand es viel schwieriger, Anwendungen von Drittanbietern auf TrueNAS zu installieren. Ich verwende Plex Media Server um meine Film- und Fernsehsammlung zu streamen, und Plex ist ein vorkonfiguriertes Plugin auf TrueNAS. Dies sollte eine der am einfachsten zu installierenden Anwendungen sein, aber es hat mich eine Stunde Basteln und Suchen in der Dokumentation gekostet. Im Vergleich die Installation von Plex auf Synology dauert etwa zwei Minuten, um sich durch einen Assistenten zu klicken.

Ich bleibe bei TrueNAS, weil mir die Sperrung der Plattform wichtiger ist als alles andere, und ich unterstütze gerne freie Software. Aber ich hätte auch einen anderen wählen können kostenloses Betriebssystem, das für einen NAS geeignet ist. Wenn ich einem Freund, der nicht so ideologisch ist, ein NAS empfehlen müsste, würde ich Synology vorschlagen.

ZFS

ZFS ist cool, aber ich habe keinen Bedarf für die meisten der Funktionen gefunden, die es über RAID hinaus bietet.

Ich sehe, dass einige Leute von Snapshots sprechen, aber ich habe noch keinen Nutzen darin gefunden. Ich habe bereits Snapshots in meiner restic-Backup-Lösung. Sie sind nicht besonders praktisch, aber ich benutze restic seit zwei Jahren und kann mich nur einmal daran erinnern, dass ich Daten aus einem Snapshot wiederherstellen musste.

Eine interessante Funktion sind verschlüsselte Snapshots. Sie können Schnappschüsse von einem Datenvolumen machen, ohne es entschlüsseln zu müssen. Ich habe Daten, die ich verschlüsselt halten möchte, aber ich muss nicht sehr oft auf sie zugreifen, daher wäre es praktisch, sie regelmäßig sichern zu können, ohne sie zu entschlüsseln.

Insgesamt

Insgesamt gefällt mir mein neuer NAS, und ich habe bei diesem Aufbau viel gelernt. Wenn dies meine erste Erfahrung mit einem NAS gewesen wäre, wäre ich unglücklich und verwirrt gewesen, aber die Tatsache, dass ich mit meinem Synology begonnen habe, hat mir eine sanfte Einführung in diese Technologie gegeben. Ich habe das Gefühl, dass man mir die kleinen Räder abgenommen hat, und ich bin bereit, mit den leistungsstarken Funktionen von ZFS und TrueNAS zu basteln.