Übersicht: Homeserver/NAS mit dem Raspberry Pi

Raspberry Pi Beitragsbild

Ein NAS (Network Attached Storage),  auch Homeserver genannt, ist ein Dateispeicher der von vielen Geräten über ein Netzwerk genutzt werden kann. Mittlerweile haben solche NAS-Geräte Einzug in viele Haushalte gefunden. Die Anwendungsfälle der Nutzer sind dabei so vielfältig wie die Features und die Anzahl der angebotenen Geräte.

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Im einfachsten Fall dient das NAS dem Dateiaustausch zwischen mehreren Rechnern und der zentralen Speicherung von Daten. Viele Geräte bieten jedoch noch viel mehr. So können teilweise Dateien automatisch über mehrere Rechner synchronisiert werden. Oder man kann Kalender und Adressbücher speichern, welche automatisch mit dem eigenen Smartphone abgeglichen werden.

Wer Freude am Umgang mit Computern hat, oder bei den gängigen Herstellern kein passendes Modell findet, der kann sich ein solches NAS-System auch selber bauen. Alte Computer eignen sich aufgrund des hohen Stromverbrauchs dabei jedoch nur selten.

Wer sich ein solches System selbst bauen möchte und nicht allzu große Ansprüche an die Leistung hat, der findet im Minicomputer Raspberry Pi eine solide und sehr günstige Basis.

Nachdem die Basis gelegt ist müssen die Detailentscheidungen getroffen werden. Sowohl was die weitere Hardware angeht, als auch was die Software betrifft. Alles hängt sowohl vom eigenen Geldbeutel, als auch von den eigenen Ansprüchen ab. Ich stelle hier ein paar verschiedene Konfigurationen vor, die unterschiedlichen Ansprüchen genügen sollen. Zuerst soll es um die Hardwareauswahl gehen, anschließend um die verwendete Software, bzw. das Betriebssystem.

Die Hardwarekonfiguration

Das NAS, bzw der Homeserver soll auf dem Raspberry Pi* basieren. Hierzu werden verschiedene Starterkits angeboten, die sowohl den Pi als auch die benötigte Speicherkarte für das Betriebssystem, ein Netzteil und ein Gehäuse enthalten. Diese Pakete sind für den Start bestens geeignet.

Die SD-Karten die für das Betriebssystem verwendet wird eignet sich allerdings nicht zum speichern großer Datenmengen. Hierzu sollte ein externer Datenträger via USB an den Raspberry Pi angeschlossen werden. Auch hier stehen wieder unterschiedliche Systeme zur Auswahl.

Die Basis für alle Konfigurationen ist immer ein Raspberry Pi Starterpaket.

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  • 16GB MicroSD-Karte, vorinstalliert mit der neuesten Version von NOOBS, einschließlich Raspbian, dem offiziellen Betriebssystem der Raspberry Pi Foundation.Offiziell Black Raspberry Pi 3 HAT kompatibles Gehäuse - Einfache SchnappmontageOffizielles schwarzes Raspberry Pi 5.1V 2.5A Netzteil (UK, EU)Das Raspberry Pi 3 Model B + ist das neueste Produkt der Raspberry Pi 3-Reihe und bietet einen 64-Bit-Quad-Core-Prozessor mit 1,4 GHz, Dual-Band 2,4 GHz und 5 GHz WLAN, Bluetooth 4.2 / BLE, schnelleres
  • Ethernet und PoE Fähigkeit über einen separaten PoE-HAT. Das Dual-Band-Wireless-LAN verfügt über eine modulare Konformitätszertifizierung, die es ermöglicht, die Karte zu Endprodukten mit deutlich reduzierten WLAN-Konformitätstests zu entwickeln, wodurch sowohl die Kosten als auch die Markteinführ
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Günstig: Hardwareauswahl für den kleinen Geldbeutel

Benötigt wird wie immer ein Raspberry Pi Starterpaket. Als Datenspeicher kommt in dieser Auswahl eine kleine externe 2,5″ Festplatte zum Einsatz.

Grundsätzlich eignet sich jede externe USB-Festplatte. Aufgrund des geringeren Stromverbrauchs und der kompakten Bauweise ist eine 2,5″ Festplatte am besten geeignet.

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Vorteil:

  • günstiger Preis
  • es wird keine zusätzliche Stromversorgung benötigt

Nachteil

  • nur eine Festplatte. Fällt diese aus, sind die Daten verloren (Backup machen).

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  • USB3.0 / 2.5 Zoll, 15 mm / Computing Storage /
  • External hard drives / Externe Geräte &
  • Datenspeicher/Externe Festplatten
  • Datenübertragungsrate: bis zu 5 Gb/s mit USB 3.0, bis zu 480 Mb/s mit USB 2.0
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Leise: Für ein komplett lautloses System

Auch hier ist die Basis wieder ein Raspberry Pi Starterkit. Als Datenspeicher kommt hier eine externe, per USB angeschlossene SSD zum Einsatz. Der Raspberry selbst besitzt keinen Lüfter, ist komplett passiv gekühlt und somit lautlos. Da eine SSD Speicherchips zum speichern nutzt, hat auch diese keine sich bewegenden Teil. Man erhält somit ein komplett lautloses System. Ideal wenn man dieses im Wohn- oder Schlafzimmer unterbringen muss.

Vorteil:

  • komplett lautlos
  • geringer Energieverbrauch

Nachteil

  • deutlich teuer als Festplatten, besonders wenn viel Speicherplatz benötigt wird.
  • nur ein Datenträger. Fällt dieser aus, sind die Daten verloren (Backup machen).

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  • Externer Highspeed-Speicher mit Kapazitäten von bis zu 2 TB im kompakten Format - kleiner als eine Visitenkarte
  • Bis zu fünfmal schneller als externe Festplatten mit Lesegeschwindigkeiten von bis zu 540 MB/s und Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 520 MB/s
  • Die beiden mitgelieferten USB-Kabel Typ-C auf C sowie Typ-C auf A ermöglichen die Verbindung zu PCs, Macs, Smartphones, Smart TVs und Spielekonsolen
  • Sicherheit für Ihre Daten: Übersteht Stürze aus bis zu zwei Metern Fallhöhe dank stoßfestem Aluminium-Gehäuse mit verstärkendem Innenrahmen
  • Optional per App oder Software aktivierbare AES 256-Bit-Hardwareverschlüsselung: schützt Ihre Daten zuverlässig vor dem Zugriff Dritter
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Sicher: Falls eine Festplatte ausfällt

Festplatten leben nicht ewig. Damit die Daten nicht verloren sind wenn eine Festplatte unverhofft ausfällt, hat sich das speichern der Daten auf mehreren Festplatten etabliert. Sogenannte RAID-Systeme. Der einfachste Weg ist die Nutzung eines externen Festplattengehäuses. Das System muss mehrere Festplatten und einen RAID Modus unterstützen. Fällt nun eine Festplatte aus, existieren die Daten immer noch auf der anderen. Die kaputte Festplatte wird ersetzt und das Raid kopiert die Daten automatisch auf die neue Platte. Doch Vorsicht: ein Raid schützt nicht vor versehentlichem Löschen von Daten. Ein Backup bleibt somit Pflicht.

Zuerst benötigt man wieder ein Raspberry Pi Starterpaket.
Dann braucht man ein externes Festplattengehäuse mir RAID-Unterstützung. Das Gehäuse muss zwei Festplatten fassen und den Raidlevel 1 unterstützen. Beispielsweise das Icy Box IB-RD3620SU3, oder Fantec QB-X2US3R Gehäuse.

Außerdem werden noch zwei Festplatten benötigt, die am besten für den 24h-Betrieb freigegeben sind. Geeignet sind hier z.B. Festplatten aus der Red-Serie von Western Digital, oder die IronWolf Serie von Seagate.

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Vorteil:

  • Daten gehen bei einem Festplattenausfall nicht verloren

Nachteil

  • die teuerste Lösung
  • es wird eine zusätzliche Stromversorgung benötigt.

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Western Digital Red-Serie auf Amazon*

FANTEC QB-X2US3R Externes 2-fach Festplattengehäuse für 2x 8,89 cm (3,5 Zoll) SATA I/II/III Festplatten, USB 3.0 Anschluss, RAID Funktion (0/1/JBOD/BIG Modus)
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  • Externes 2-fach Festplatten Gehäuse für den Einbau von 2x 8,89 cm (3,5 Zoll) SATA I/II/III Festplatten mit USB 3.0 SUPERSPEED Schnittstelle. HDD Kapazität ohne Limit.
  • USB 3.0 SUPERSPEED Anschluss für Datenübertragungen bis zu 5 Gbit/s. Bis zu 70% schneller - Unterstützt das UASP Transferprotokoll für eine optimierte Datenübertragung.
  • Unterstützte RAID Modi: 0, 1, JBOD, BIG. Trägerlose Montage der Festplatten. Interner 60 mm Lüfter mit automatischer oder manueller Lüftersteuerung über Temperatursensor.
  • Sync Modus für synchronisiertes Abschalten beim Herunterfahren des PCs. Multifunktion LED Anzeige für Betrieb, Festplatten Zugriff, Wiederherstellung, Lüftersteuerung und RAID Modus.
  • Lieferumfang: QB-X2US3R, USB 3.0 Kabel, Externes Netzteil, 2x Festplattengriffe, Schrauben zur Festplattenbefestigung, Handbuch
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ICY BOX IB-RD3620SU3 Externes 2-fach Gehäuse (RAID 0/1, Single, JBOD) für 2x 3,5 Zoll SATA I,II,III Festplatten, USB 3.0 & eSATA Anschluss
Preis: EUR 79,90
(Stand von: 20.04.2019 13:24 - Details
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  • Externes RAID Gehäuse mit USB 3.0 und eSATA Anschluss für 2x 3, 5" (8, 9 cm) Festplatten
  • Unterstützt SATA I/II/III bis 3 Gbit/s und RAID 0/ 1/ JBOD mit Auto Rebuilding; Kapazität unbeschränkt
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  • 1x 60 x 60 x 20 mm Lüfter (temperaturgesteuert und austauschbar); kompatibel mit Windows und MAC
  • Lieferumfang: IB-RD3620SU3, externes Netzteil und Kabel, USB-Kabel, eSATA-Kabel, 2x Bügel für HDD, Schraubenset, Anleitung
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  • Lieferumfang: WD Red 4 TB (8,9 cm (3,5 Zoll) SATA 6 Gb/s 128 MB Cache, Retail Kit inkl. Montageschrauben, Schnellinstallationsanleitung, WDBMMA0040HNC-ERSN
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Die Software

Wer sich für die Hardware entschieden hat, muss nun noch die Entscheidung treffen welche Software auf dem selbstgebauten NAS/Homeserver auf Raspberry Pi Basis genutzt werden soll.

Auch hier sollen wieder drei Möglichkeiten vorgestellt werden, die sich im Funktionsumfang und Schwierigkeitsgrad unterscheiden. Alle drei Systeme sind kostenlos erhältlich.

Raspbian: Das Standard-Betriebssystem

Das offiziell auf dem Raspberry Pi unterstützte Betriebssystem nennt sich Raspbian und basiert auf dem Linux-Betriebssystem Debian. Dementsprechend groß ist die Dokumentation die im Internet und in Büchern für dieses System zur Verfügung steht.

Mit Raspbian erhält man ein normales Desktopbetriebssystem, das sich mit Maus und Tastatur bedienen lässt, allerdings einen angeschlossenen Bildschirm benötigt. Zumindest für die Grundkonfiguration.
Raspbian ist nicht als NAS/Homeserver konzipiert. Lässt sich aber mit den benötigten Funktionen nachrüsten.

Die Verwendung von Raspbian als Basis eignet sich vor allem für Menschen, die sich selbst mit dem System auseinandersetzen möchten und von Grund auf ihr eigenes System zusammenzustellen möchten.

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Auf BitReporter.de sind hierzu folgende Artikel erschienen:

Raspberry Pi als Fileserver
Raspberry Pi als Medienserver im Netzwerk
Fernzugriff auf den Raspberry Pi

Raspbian Desktop

Openmediavault: Einfach und doch vielseitig

Openmediavault ist ein Projekt, das ebenfalls auf Linux-Basis, ein fertiges Betriebsystem mit NAS-Funktionalität zur Verfügung stellt. Das besondere an Openmediavault ist dass es komplett über eine Weboberfläche konfiguriert wird. Ähnlich wie man es von Fertigsystemen bekannter Hersteller kennt. Openmediavault ist damit eine sehr übersichtliche und einsteigerfreundliche Lösung.

Trotzdem bietet die Weboberfläche eine Vielzahl von Funktionen. Über Addons lässt sich der Funktionsumfang sogar noch erweitern.

Auf BitReporter.de sind hierzu folgende Artikel erschienen:

Eigenbau-NAS mit Openmediavault 4 und Raspberry Pi

Openmediavault 4

Nextcloudpi: Die eierlegende Wollmilchsau

Von den hier vorgestellten Lösungen ist Nextcloudpi die umfangreichste. Auch hier bekommt man ein fertiges Betriebssystem auf Basis der Linuxdistribution Debian und der Cloudlösung Nextcloud.
Auch hier findet die Konfiguration über ein Webinterface statt.

Durch die Verwendung von Nextcloud ist der Funktionsumfang geradezu riesig. Nextcloud ermöglicht die Dateisynchronisierung wie man sie von Dropbox kennt. Auch das verwalten und synchronisieren von Adressbüchern und Kalendern über mehrere Computer und Smartphones ist möglich. Auch Nextcloudpi lässt sich über Addons noch deutlich erweitern.

Aufgrund der vielen Funktionen ist die Wartung und Einrichtung jedoch komplizierter als bei Openmediavault. Leistungsmäßig kann der kleine Pi bei dieser Lösung ganz schön ins schwitzen kommen. Für den Einstieg in die Nutzung umfangreicherer Cloudlösung ist Nextcloudpi jedoch bestens geeignet. Gerade auch durch die extra entwickelte Konfigurationsoberfläche.

Auf BitReporter.de sind hierzu folgende Artikel erschienen:

NextcloudPi Teil 1: Eigene Cloud mit RaspberryPi und Nextcloud
NextcloudPi Teil 2: Die Cloud aus dem Internet erreichbar machen
NextcloudPi Teil 3: Gültiges Verschlüsselungszertifikat mit Let’s Encrypt erstellen

Nextcloudpi Administrationsoberfläche
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Nextcloudpi Benutzeroberfläche
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