Raspberry Pi NAS mit RAID 1 bauen - oder kaufen?
Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem Selbstbau eines Raspberry Pi NAS mit RAID 1. Dank dem Raspberry Pi können die Anschaffungs- und Stromkosten sehr gering gehalten werden. Dafür leidet aber auch die Performance an dem für solche Aufgaben weniger geeigneten Prozessor, Arbeitspeicher, vor allem aber an der langsamen LAN-Schnittstelle die mit 100 Mbit/s nicht für das schnelle Verschieben größerer Datenmengen geeignet ist. Wenn du stattdessen einen fertigen Datenserver kaufen möchtest, findest du am Ende dieses Artikels eine Auswahl verschiedener NAS-Fertiglösungen.
Raspberry Pi als NAS mit RAID 1 (Spiegelung) oder RAID 0 (Striping)
Mit einem Datenserver, oder auch NAS (Network Attached Storage) genannt kannst du von überall in deinem Haus auf deine Daten zugreifen, egal ob vom PC, vom Laptop oder vom Tablet: deine Dateien sind überall verfügbar. Einen solchen Datenserver kann man entweder fertig kaufen und zuhause einrichten oder aber komplett selbst zusammenbauen. Mit einem Raspberry Pi als Recheneinheit ist das ganze sogar schonend für den Geldbeutel. In diesem Tutorial zeige ich dir, wie du dir deinen eigenen Raspberry Pi NAS mit RAID 1 (Die Daten auf einer Festplatte werden auf die zweite Festplatte gespiegelt, um Datenverlust bei Ausfall einer Speichereinheit zu verhindern.) oder RAID 0 (Die Dateien werden in kleinere Stücke geteilt, welche abwechselnd auf beiden Platten gespeichert werden. Somit ist die Kapazität beider Platten verfügbar.) bauen kannst. In meinem Fall stammen die beiden Festplatten aus einem einige Jahre alten PC und haben jeweils 160 GB Speicherkapazität. Anstatt interner Festplatten kannst du jedoch auch jede beliebige externe Festplatte benutzen. Bei internen Festplatten wird jedoch ein "USB zu SATA"-Converter gebraucht, wie du ihn auf der folgenden Liste findest.
Welche Komponenten werden für den Datenserver benötigt?
Selbstverständlich brauchst du für deinen NAS-Server einen Raspberry Pi. Für die beste Performance empfehle ich dir einen Raspberry Pi 4, da er 2 USB3-Ports und einen Gigabit-Ethernet-Anschluss besitzt.
Neben einem Raspberry Pi brauchst du auch noch die folgende Hardware. Den "USB zu Sata"-Adapter und die Festplatte brauchst du für das RAID jeweils 2 mal.Das Tutorial als Video
Vorbereitung des Datenservers
Als erstes musst du dir das Linux Betriebssystem RaspBian herunterladen und es auf die SD-Karte deines Pi aufspielen. Wie das geht, habe ich schon einmal in einem anderem Tutorial erklärt (Raspberry einrichten: Die ersten Schritte). Je nachdem, ob dein Datenserver per W-LAN mit deinem Router verbunden werden soll oder nicht, solltest du eben genanntes Tutorial entweder bis zum Punkt "WLAN-Verbindung einrichten" oder bis zum Punkt "Webserver installieren und auf dem Raspberry einrichten" verfolgen. Nach der Installation und Einrichtung fährst du den Pi mit dem folgendem Befehl herunter:
sudo shutdown now -h
sudo fdisk -l
sudo apt-get update sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade
Die Software installieren
In diesem Tutorial benutze ich "mdadm", um das RAID-System anzulegen. Um "mdadm" zu installieren, gibst du folgenden Befehl in die Kommadozeile ein:
sudo apt-get install mdadm
sudo reboot
sudo mdadm -Cv /dev/md0 -10 -n2 /dev/sd[ab]1
sudo mdadm -Cv /dev/md0 -l1 -n2 /dev/sd[ab]1
sudo fdisk -l
sudo mkfs /dev/md0 -t ext4
sudo mdadm --detail /dev/md0
sudo mkdir /media/nas
sudo mount /dev/md0 /media/nas
sudo nano /etc/fstab
/dev/md0 /media/nas ext4 4,nofail 0 0
sudo nano /etc/default/mdadm
Fehlerbehebung
Bei mir gab es das Problem, dass der Raspberry schneller hochfuhr, als das RAID-Array erkannt werden konnte. Dadurch wurde es nicht automatisch gemountet und konnte auch nicht verwendet werden. Eine kleine Änderung der Datei /boot/cmdline.txt behebt dieses Problem jedoch sehr leicht:
sudo nano /boot/cmdline.txt
Dateifreigabe des Datenservers mit Samba einrichten
Um die Dateifreigabe für Windows-Rechner einzurichten, wird zuerst die Software Samba installiert:
sudo apt-get install samba samba-common-bin
sudo nano /etc/samba/smb.conf
[Raspi NAS] path = /media/nas writeable = yes guest ok = no
sudo smbpasswd -a pi
sudo chown -R pi:sambashare /media/nas
sudo reboot
Raspberry Pi 3 NAS Performance
Die Performance des Raspberry Pi NAS übertrifft - wie erwartet - nicht die kommerziellen Lösungen. Ich erreiche damit durchschnittlich ca. 5 Megabyte pro Sekunde. Das ist für Arbeit mit Live-Zugriff auf den NAS-Speicher nicht optimal, für ein regelmäßiges Backup von wichtigen Dateien aber vollkommen ausreichend. Auch der Preis ist mit ungefähr 75€ (Raspberry Pi, USB-zu-SATA-Adapter und aktiver USB-Hub) auch nicht zu hoch. Ob der Raspberry Pi 3 B+ mit seinem 300 MBit-Ethernet besser abschneidet, habe ich noch nicht getestet. Bei Fragen oder Problemen kannst du mir gerne einen Kommentar hinterlassen.
Fertige Datenserver kaufen
Ein fertiger Datenserver hat gegenüer einem Raspberry Pi den Vorteil dass er die Festplatte(n) nicht über den langsamen USB2.0-Anschluss (maximal 480 MBit/s), sondern direkt per SATA anbinden kann. Damit sind je nach Version 1,5 GBit/s (SATA I), 3,0 GBits/s (SATA II) oder sogar 6,0 GBit/s (SATA III) möglich. Statt einer 100 MBit/s LAN-Schnittstelle verfügen die meisten aktuellen NAS-Systeme über Gigabit-Ethernet, dass eine Übertragungsrate von 1 GBit pro Sekunde ermöglicht. Manche Highend-Modelle verfügen sogar über zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse um maximale Performance zu gewährleisten. Viele solcher Datenserver besitzen außerdem USB-Schnittstellen an denen beispielsweise direkt ein USB-Stick angeschlossen werden kann, um die Daten direkt auf den NAS-Server zu übertragen.
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