NAS selber bauen: flexibel, stromsparend und g├╝nstig [HowTo]

Wer nach einem NAS (Network Attached Storage oder Netzwerkspeicher) f├╝r den Heimgebrauch sucht, kommt an den Herstellern Synology und QNAP nicht vorbei. Beide Hersteller liefern kleine NAS-Komplettl├Âsungen mit der M├Âglichkeit, Daten lokal oder ├╝ber das Internet zu synchronisieren und beide verlangen f├╝r die verwendete Hardware nicht gerade wenig Geld.

Eine NAS-Komplettl├Âsung bietet mir keine Vorteile

Beim Kauf eines dedizierten NAS werden OS- und Programm-Updates von den Herstellern zur Verf├╝gung gestellt, entsprechend geben diese auch vor, wie lange deren Hardware mit Updates versorgt wird. Die Rundum-sorglos-Pakete der namhaften NAS-Hersteller sparen bei der Inbetriebnahme sicherlich etwas Zeit, lassen sich dann aber nur innerhalb dem von den Herstellern zur Verf├╝gung gestellten Funktionsumfang und auf deren Hardware betreiben. Als Betriebssystem kommt meist eine eigene Linux-Distribution zum Einsatz. Sowohl die Software als auch die Hardware k├Ânnen nur beschr├Ąnkt angepasst oder erweitert werden. Wichtiger f├╝r mich als die Hersteller Software ist die M├Âglichkeit Docker-Container starten zu k├Ânnen und gen├╝gend Arbeitsspeicher. Der Einsatz von Docker-Containern kann so manche Zusatzsoftware der NAS-Hersteller mehr als ersetzen.

Als alternativen Filesharing und Sync-L├Âsung bietet sich die freie Software Nextcloud, vormals ownCloud, an. Nextcloud kann auf nahezu jeder aktuellen Hardware, beziehungsweise auf verschiedensten Betriebssystemen betrieben werden: Zudem bietet Nextcloud neben Sync-Clients f├╝r alle g├Ąngigen Betriebssysteme, darunter macOS, Windows, Linux, BSD, Android und iOS unter anderem auch die M├Âglichkeit, am Smartphone den Kalender, Kontakte und Fotos zu synchronisieren. Da Nextcloud auch als Docker-Version verf├╝gbar ist, kann die Software auf jeder Plattform mit Docker-Unterst├╝tzung betrieben werden, theoretisch also auch auf einer NAS-Komplettl├Âsung, was deren Sync-Programme obsolet macht. Ein m├Âglicher Vorteil der NAS-L├Âsungen ist das Einrichten der Festplatten und deren Raid-Level. Speziell Anf├Ąnger ben├Âtigen dazu wenig bis kein Hintergrundwissen. An dieser Stelle bin ich sicherlich etwas eigen, aber ich will das Erstellen des Raid-Verbunds gar nicht dem Hersteller ├╝berlassen. Mit ein Grund daf├╝r ist, dass ich BTRFS als Filesystem┬áeinsetze und es damit m├Âglich ist im Betrieb zus├Ątzliche Festplatten hinzuzuf├╝gen und alte Festplatten wieder zu entfernen. Ich habe damit schon mehrfach s├Ąmtliche Festplatten und die Hardware getauscht, ohne jemals das Dateisystem neu formatieren zu m├╝ssen.

Alternative stromsparende Hardware

Auf der Suche nach einer Hardware mit wenig Stromverbrauch bin ich als erstes nat├╝rlich auf den Raspberry Pi gesto├čen, mangels Leistung und SATA Anschl├╝sse sp├Ąter bei Mainboards ohne L├╝fter. L├╝fterlose Mini-PCs mit einer TDP von 10 Watt bieten relativ viel Leistung bei geringem Energieverbrauch. Einziges Manko: Ein Mini PC besitzt meist nur wenige Festplattenanschl├╝sse, wodurch dieser nur einen begrenzten Speicherplatz bietet. Siehe auch: G├╝nstiger und sparsamer Docker Mini Server f├╝r zu Hause. Alternativ gibt es im Mini-ITX Format kleine Mainboards mit passiv-gek├╝hlter CPU, bis zu 4 Onboard SATA-Ports und die M├Âglichkeit diese ├╝ber PCI-EXPRESS auf bis zu 8 SATA Ports zu erweitern.

Hier meine Einkaufsliste: 

  • 1xAsrock J3455-ITX ca. 80ÔéČ
  • 1x8GB DDR3L SODIM 204-Pin ca.60ÔéČ (kann optional auf 16GB aufger├╝stet werden)
  • 1xPicoPSU-90 ca 30ÔéČ
  • 1x12V 6A Netzteil ca. 15ÔéČ
  • 1xSSD HDD 250GB ca.40ÔéČ (Betriebssystemplatte)
  • Geh├Ąuse vom 3D-Drucker ca. 5ÔéČ (Stimmt: Dieser Posten ist etwas unfair, aber ja: Ich habe einen 3D-Drucker und ja es stimmt auch, dass ich mit dem Design keinen Sch├Ânheitswettbewerb gewinne, siehe auch: /3d-objekte#nas)

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Gesamt ca. 230ÔéČ┬á

 

zus├Ątzliche Komponenten f├╝r den Betrieb von bis zu 8 Festplatten:

  • 1x4Port SATA III PCI-EXPRESS 2.0 x1 Controller Karte ca.30ÔéČ (damit haben wir insgesamt 8 SATA Ports und k├Ânnen neben der Betriebssystem-Platte noch weitere 7 Festplatten betreiben)
  • zus├Ątzliche SATA Kabel und Stromverteiler f├╝r HDDs ca. 10ÔéČ┬á
  • 1xL├╝fter ca. 10ÔéČ (F├╝r die Festplatten, das Board w├╝rde keinen L├╝fter ben├Âtigen ..)

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Gesamt ca. 280ÔéČ┬á

Wow: Obwohl hier eigentlich kein Geh├Ąuse dabei ist: teurer als gedacht, aber immer noch deutlich g├╝nstiger als eine vergleichbare NAS-Komplettl├Âsung. Hey: die Hardware kann 8 SATA-Festplatten betreiben, hat 4 Kerne und 8GB RAM und eine SSD Festplatte f├╝r das OS. Zudem k├Ânnen mit dem Board J3455 bis zu 3 Monitore angeschlossen und einer davon mit 4K Aufl├Âsung betrieben werden, mehr dazu sp├Ąter ...

F├╝r den Betrieb meiner Docker-Container ist die Performance des J3455-ITX-Boards mehr als ausreichend, dennoch w├╝rde ich heute den teureren Nachfolger J5040-ITX kaufen. Laut Spezifikationen liefert J5040-ITX mehr Performance bei gleichem Stromverbrauch.

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Wer mit 2 Onboard-SATA-Anschl├╝ssen auskommt, kann alternativ auch ein Board mit dem noch neueren N100 Prozessor verwenden, als Beispiel ASRock n100m.

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Oder das N100DC-ITX-Board, welches anstelle der PicoPSU ein 19V Netzteil verwendet: https://geizhals.at/asrock-n100dc-itx-90-mxblm0-a0uayz-a2989278.html.

Betriebssystem und Software

Bei der Wahl des Betriebssystems habe ich mich urspr├╝nglich f├╝r den Einsatz von OpenMediaVault (OMV) entschieden. OpenMediaVault basiert auf der Linux-Distribution Debian und kommt der Software eines NAS-Herstellers, was das komfortable Anlegen von Raid-Levels und dem Dateisystem angeht sehr nahe. OpenMediaVault bietet neben der M├Âglichkeit Nextcloud direkt zu installieren auch die M├Âglichkeit Docker-Container zu betreiben. Nach der Installation ├╝ber einen USB-Stick oder einem ISO-Image erfolgt die Verwaltung der Laufwerke und deren RAID-Level mit Ausnahme BTRFS ├╝ber eine komfortable Weboberfl├Ąche. Zudem gibt es f├╝r OMV zahlreiche Erweiterungen und Plugins.┬á

Nachdem ich die Features von OMV mittlerweile nicht mehr n├╝tze, da ich s├Ąmtliche Zusatzsoftware mit Containern ersetzt habe und ich als Filesystem BTRFS einsetze, reicht mir eine einfache Ubuntu-Serverinstallation.Siehe: Ubuntu-Serverinstallation.

Details zur Konfiguration:

Ich habe dem NAS zudem 2 Bildschirme angeschlossen und die Desktopumgebung KDE nachinstalliert.  Diesen Artikel verfasse ich also gerade auf dem NAS ... Ist das dann eigentlich noch ein NAS oder schon ein Desktop PC?

Freeze: intel_idle. max_cstate=1 (Asrock J3455-ITX)

Nachdem der NAS mit bestimmten Kernel-Versionen immer wieder mal eingefroren ist, habe ich den NAS mit KUbuntu komplett neu gemacht. Das Verhalten mit dem beinahe t├Ąglichen Einfrieren ist aber geblieben woraufhin ich folgenden Parameter zu Grub hinzugef├╝gt habe: intel_idle.max_cstate=1. Der Parameter hat das Problem offensichtlich gel├Âst. Im Stromverbrauch ist bei dieser Hardware dadurch kein Unterschied messbar.┬á

Stromverbrauch

Der Leerlauf-Stromverbrauch der hier beschriebenen Hardware liegt bei gemessenen 8 Watt. Wichtig ist dabei der Einsatz einer PicoPSU anstelle eines normalen PC Netzteils, da ein normales PC-Netzteil im Leerlauf ohne angeschlossenen Mainboard ca. 10Watt verbr├Ąt und der Stromverbrauch dadurch unn├Âtig hoch w├Ąre. Eine 3,5" SATA Festplatte ben├Âtigt im Standby ca. 1Watt und im Betrieb ca. 5 Watt. Im Betrieb mit einer SSD und 3 Festplatten im Standbymodus braucht die NAS bei mir ca. 13 Watt:

Sind alle 4 Festplatten in Betrieb, braucht die NAS immer noch unter 30 Watt:

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Etwas Zeit hat mich auch der Standby-Modus der einzelnen Festplatten gekostet, siehe: OMV HD-Idle. Die Lüftersteuerung habe ich wie folgt eingestellt:  Lüftersteuerung Debian 

Alles in allem ben├Âtigt der NAS auf Basis eines Mini-ITX-Boards in etwa soviel Strom wie eine vergleichbare NAS-Komplettl├Âsung.┬á

Fazit

Das Zusammenstellen einer eigenen Hardware f├╝r eine NAS ist sicherlich aufw├Ąndiger als der Kauf einer NAS-Komplettl├Âsung eines namhaften Herstellers. Dennoch kann der Einsatz einer selbst zusammengestellten Hardware nicht nur Geld sparen, sondern mehr Funktionen bieten. Wer weder bei der Hardware noch bei der Software auf einen bestimmten Hersteller setzt, bleibt mit dem Setup wesentlich flexibler und kann damit sowohl die Hardware als auch die Software wesentlich einfacher tauschen, erweitern oder anpassen.

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Aktualisiert: 04.12.2023 von Bernhard | Translation English |­čöö | Kommentare:10

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Fragen / Kommentare


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ÔťŹanonym
07.03.2023 12:30
Hallo,
verstehe ich es richtig, dass mit dem PicoPSU-90 neben der Betriebssystemplatte noch weitere SATA Platten betrieben werden k├Ânnen? Ich habe gelesen, dass mit einem solcehn Netzteil nur eine Platt betrieben werden kann. Falls dem nicht so ist, w├Ąre dies auch f├╝r mich eine interessante Option.
Danke
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ÔťŹBernhard
gepostet am 07.03.2023 12:45
Ich hatte damit schon mal 5 Platten im Einsatz: Eine SSD und 4 HDDs. Nachdem der Rechner relativ wenig Strom verbraucht bleibt f├╝r die HDDs gen├╝gend Leistung.

Beitrag erstellt von Bernhard
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ÔťŹanonym
gepostet am 11.07.2023 16:21
Ich verwende ein J5040-ITX mit 1x SSD, 3x 3,5" HDDs und einem 120W PicoPSU. Mein NAS braucht beim Starten ca. 80 Watt (gemessen an der Steckdose). Ich halte auch das 12V 6A Netzteil (=72 Watt) f├╝r leicht unterdimensioniert, obwohl diese kurzzeitig mehr Strom als angegeben liefern k├Ânnen, nur wie lange diese Netzteile das mitmachen ist dann die Frage...

Ich bezweifle stark, dass man mit der im Artikel genannten L├Âsung 7 HDDs + Systemplatte starten kann, 3,5" Festplatten verbrauchen problemlos kurzzeitig je 20-30 Watt beim Starten, eine L├Âsung w├Ąre das zeitversetzte Starten der Platten, aber sowas gibt es meines Wissens nur in Enterprise-Serverumgebungen (SAN).

Stromverbrauch im Leerlauf (Windows 10) sind bei mir 6-8 Watt.

Beitrag erstellt von anonym
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ÔťŹanonym
gepostet am 28.11.2023 18:47
Du kannst nur eine anschlie├čen, aber du kannst auch einen Verteiler anschlie├čen.

Beitrag erstellt von anonym

ÔťŹanonym
01.10.2021 09:34
W├╝rde 128GB SSD auch ausreichen?
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ÔťŹanonym
gepostet am 24.01.2023 12:14
F├╝r das Betriebssystem sicher ..

Beitrag erstellt von anonym

ÔťŹanonym
23.09.2023 09:16
Vielen Dank f├╝r die Beschreibung. Ich habe bei mir auch ein Selbstbau NAS im Einsatz. Dieses l├Ąuft seit 2014 24/7. Seitdem musste ich 1x mein Netzteil tauschen. Meine 4x WD RED 4TB sind dabei noch alle funktionsf├Ąhig. Seit 2 Jahren habe ich immer wieder Probleme mit meinem ZFS.  Habe darauf schon alle Komponenten durchgetestet (Speicher, CPU, SATA Kabel getauscht). Leider keine Verbesserung. Ich tausche nun im Herbst alles au├čer die Daten Platten. 
Zum NAS habe ich noch einen Backup Server mit CENTOS und alle Platten, die ich noch gefunden habe (2x 4TB und 4 x 2TB) einfach im LVM. Dieser l├Ąuft 1x in der Woche automatisch und holt alle Daten vom NAS ab.

ÔťŹanonym
10.12.2022 08:28
Meine Erfahrungen als IT service seit 1972.  Sich fragen muss ich ein NAS nehmen?
Wer sich ein NAS anschafft, sollte bedenken,  aus meiner langj├Ąhrigen Erfahrung heraus habe ich diese Erkenntnis, dass der Schwachpunkt er Raidcontroller ist.  Wenn der defekt ist geht nix mehr,  und meist ist es so dass diese wenn es passiert out of Life sind,  das hochgelobte Raid als Sicherheit der Daten entpuppt sich als Falle. Das gleiche gilt f├╝r die Festplatte in  gewissen Sinne ein Raid1 mit 2 Festplatten hei├čt, lege dir fuer den Defektfall eine 3. des gleichen Typs zum wechseln  parat, denn auch hier gibt es Out of Life.
NAS Systeme sind f├╝r Cloudsysteme entwickelt worden wo wir Speicher mieten k├Ânnen,  ich finde es im Hausbetrieb besser einen leisen MiniPc zunehmen mit einer Datensicherungsfestplatte von draussen kommt man von ├╝berall mit Fernsteuerungssoftware drauf und hat vollen Zugriff auch mit Android.
Rechner defekt Festplatte l├Ąsst sich ├╝ber einen USB Adapter ├╝berall anschlie├čen und Daten ├╝bertragen die man braucht.
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ÔťŹanonym
gepostet am 11.07.2023 11:26
Diese Aussage gilt aber nur f├╝r das klassische RAID, bei dem die Informationen im BIOS/Controller gespeichert werden.
Bei der Verwendung von ZFS wird genau dies umgangen, da der ZFS-Pool an jede Hardware gehangen werden kann.

Beitrag erstellt von anonym
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ÔťŹanonym
gepostet am 11.07.2023 16:22
Deswegen ist und war RAID auch noch nie ein Backup.

Beitrag erstellt von anonym

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