So bauen Sie ein Raspberry Pi 5 NAS

Möchten Sie eine benutzerdefinierte NAS-Lösung (Network Attached Storage) erstellen? Der Raspberry Pi 5 ist eine überzeugende Option für Technikbegeisterte, die ein leistungsstarkes und dennoch kostengünstiges NAS-System aufbauen möchten. Dieser Leitfaden führt Sie durch die Grundlagen der Verwendung des Raspberry Pi 5 als Basis Ihres DIY-NAS und stellt sicher, dass Sie den Prozess und die damit verbundenen Überlegungen verstehen.

Der Raspberry Pi 5 stellt einen bemerkenswerten Fortschritt gegenüber früheren Modellen wie dem Raspberry Pi 4 und dem Compute Module 4 dar. Er zeichnet sich durch verbesserte Verarbeitungskapazitäten und die Integration von PCI Express aus, was das Potenzial für Speicherkonnektivität mit hoher Geschwindigkeit erhöht. Diese Funktionen sind besonders vorteilhaft für ein NAS-Setup, das für die Bewältigung anspruchsvoller Datenaufgaben wie Video-Streaming, Dateifreigabe und Backup-Speicher ausgelegt ist.

Hardwareanforderungen und Komponentenauswahl

Für den Aufbau Ihres NAS benötigen Sie mehrere Schlüsselkomponenten: einen Radxa SATA HAT für Laufwerksanschlüsse, eine zuverlässige Stromversorgung, eine effektive Kühllösung und eine Micro-SD-Karte zum Hosten des Betriebssystems. Die Auswahl hochwertiger Komponenten ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Effizienz Ihres NAS.

Der SATA HAT ist ein unverzichtbares Hardwareteil, mit dem Sie mehrere SATA-Laufwerke an Ihren Raspberry Pi 5 anschließen können. Er bietet eine stabile und effiziente Schnittstelle zwischen den Laufwerken und dem Einplatinencomputer. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines SATA HAT Faktoren wie die Anzahl der unterstützten Laufwerke, maximale Datenübertragungsraten und die Kompatibilität mit Ihrem spezifischen Raspberry Pi-Modell.

Stromversorgung

Genauso wichtig ist die Ernährung. Ihr NAS läuft ständig, daher ist es wichtig, in eine zuverlässige Stromversorgung zu investieren, die den Raspberry Pi und die angeschlossenen Laufwerke konstant mit Strom versorgen kann. Suchen Sie nach einem Netzteil mit ausreichend Leistung für Ihr Setup und Funktionen wie Überspannungs- und Kurzschlussschutz.

Unverzichtbare Kühlung

Die Kühlung ist ein weiterer wesentlicher Aspekt beim Aufbau Ihres NAS. Der Raspberry Pi 5 und die angeschlossenen Laufwerke erzeugen während des Betriebs Wärme, was bei unsachgemäßer Verwaltung zu Leistungsproblemen und sogar zu Hardwareausfällen führen kann. Die Implementierung einer effektiven Kühllösung, beispielsweise einer Kühlkörper-Lüfter-Kombination oder eines maßgeschneiderten Gehäuses mit integrierter Kühlung, trägt dazu bei, optimale Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten und die Lebensdauer Ihrer Komponenten zu verlängern.

Einsparungen und Leistung

Einer der Hauptvorteile eines DIY-NAS ist die Kostenreduzierung. Mit einer Investition von weniger als 150 US-Dollar können Sie ein auf Ihre Speicheranforderungen zugeschnittenes System zusammenstellen, das eine kostengünstige Alternative zu auf dem Markt erhältlichen NAS-Geräten darstellt. Durch die sorgfältige Auswahl der Komponenten und die Optimierung Ihrer Konfiguration können Sie ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Preis erreichen.

Es ist jedoch wichtig, sich möglicher Leistungseinschränkungen bewusst zu sein. Der Raspberry Pi 5 weist trotz seiner beeindruckenden Spezifikationen möglicherweise einige Einschränkungen im Vergleich zu dedizierten NAS-Geräten auf. Beispielsweise kann die Gigabit-Netzwerkgeschwindigkeit des Raspberry Pi 5 die Datenübertragungsraten einschränken, insbesondere bei mehreren gleichzeitigen Verbindungen oder großen Dateiübertragungen.

Um diese Einschränkung zu mildern, sollten Sie die Integration von 2,5-Gigabit-Netzwerklösungen in Betracht ziehen. Durch ein Upgrade der Netzwerkschnittstelle Ihres Raspberry Pi 5 oder die Verwendung eines kompatiblen Netzwerk-Switches können Sie die Datenübertragungsgeschwindigkeit Ihres NAS erheblich steigern. Diese Verbesserung kann besonders dann von Vorteil sein, wenn Sie häufig auf große Dateien zugreifen oder wenn mehrere Benutzer gleichzeitig auf das NAS zugreifen.

Aufbau eines Raspberry Pi 5 NAS

Sehen Sie sich das fantastische Tutorial unten an, das von Jeff Geerling erstellt wurde, der selbst viele Pi-NAS-Systeme gebaut hat, und führt Sie durch alles, was Sie wissen müssen, um Ihr eigenes benutzerdefiniertes Raspberry Pi NAS zu bauen, von der Installation der Software bis hin zur Auswahl der entsprechenden Ausrüstung passend zu Ihrem Budget und Ihren Bedürfnissen.

Softwareinstallation und -konfiguration

Sobald die Hardwarekomponenten vorhanden sind, besteht der nächste Schritt darin, sich auf den Softwareaspekt Ihres Raspberry Pi 5 NAS zu konzentrieren. Die Wahl des Betriebssystems und der Dateiverwaltungssoftware spielt eine entscheidende Rolle für die Funktionalität und Benutzererfahrung Ihres NAS.

Eine beliebte Wahl für NAS-Software ist Open Media Vault (OMV). OMV ist ein kostenloses Open-Source-Betriebssystem, das speziell für Netzwerkspeichergeräte entwickelt wurde. Es bietet eine benutzerfreundliche Weboberfläche zur Verwaltung Ihres NAS, mit der Sie ganz einfach Speicher konfigurieren, Benutzerkonten erstellen und Zugriffsberechtigungen steuern können.

Bei der Einrichtung von OMV auf Ihrem Raspberry Pi 5 empfiehlt sich die Verwendung des ZFS-Dateisystems. ZFS ist ein robustes, funktionsreiches Dateisystem, das mehr Datenschutz, Integrität und Skalierbarkeit bietet als herkömmliche Dateisysteme wie ext4. Es umfasst integrierte Funktionen wie Datenprüfsummen, Snapshots und automatische Reparatur, die die Sicherheit und Zuverlässigkeit Ihrer gespeicherten Daten gewährleisten.

Die Konfiguration von OMV und ZFS erfordert viel Liebe zum Detail. Sie müssen die für Ihr Raspberry Pi-Modell spezifischen Installationsanweisungen befolgen und sicherstellen, dass alle erforderlichen Abhängigkeiten erfüllt sind. Nehmen Sie sich die Zeit, sich mit der OMV-Weboberfläche vertraut zu machen und die verschiedenen verfügbaren Einstellungen und Optionen zu erkunden, mit denen Sie Ihr NAS an Ihre Vorlieben anpassen können.

Leistungstests und Wartung

Sobald Ihr Raspberry Pi 5 NAS betriebsbereit ist, ist es wichtig, Leistungstests durchzuführen, um seine Lese- und Schreibgeschwindigkeiten zu messen. Diese Tests geben Ihnen einen Hinweis darauf, wie gut Ihr NAS Datentransaktionen verarbeitet und ob es Ihren Leistungserwartungen entspricht.

Es gibt verschiedene Tools zum Testen der Leistung, wie zum Beispiel iperf und FIO (Flexible I/O Tester). Mit diesen Tools können Sie verschiedene Arbeitslasten simulieren und den Durchsatz und die Latenz Ihres NAS messen. Führen Sie diese Tests in verschiedenen Szenarien durch, z. B. Einzelbenutzerzugriff und Mehrfachbenutzerzugriff, um ein umfassendes Verständnis der Leistung Ihres NAS zu erhalten.

Bedenken Sie, dass die Leistung Ihres Raspberry Pi 5 NAS durch Faktoren wie die Qualität Ihrer Netzwerkinfrastruktur, die Art und Anzahl der angeschlossenen Laufwerke sowie die Gesamtsystemlast beeinflusst werden kann. Durch die regelmäßige Überwachung der Leistung Ihres NAS und die Durchführung notwendiger Anpassungen können Sie dessen Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit optimieren.

Schließlich bringt der Aufbau Ihres eigenen NAS die Verantwortung für Software-Updates und Hardware-Wartung mit sich. Überprüfen Sie regelmäßig, ob Updates für das OMV-Betriebssystem und alle installierten Plugins verfügbar sind, um sicherzustellen, dass Ihr NAS die neuesten Versionen mit Fehlerbehebungen und Sicherheitspatches verwendet. Überwachen Sie den Zustand Ihrer angeschlossenen Laufwerke und ersetzen Sie sie bei Problemen, um Datenverluste zu vermeiden.

DIY-NAS-Checkliste

Der Aufbau eines NAS (Network Attached Storage) mit einem Raspberry Pi 5 kann eine kostengünstige und anpassbare Lösung zum Speichern persönlicher Daten sein. Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Erstellen eines leistungsstarken und effizienten NAS-Systems mit dem Raspberry Pi 5, maßgeschneidert auf Ihre Speicheranforderungen.

1. Stellen Sie Ihre Komponenten zusammen

Raspberry Pi 5: Das Herzstück Ihres NAS, das im Vergleich zu seinen Vorgängern eine verbesserte Leistung bietet.
SATA HAT: Eine Karte, mit der Sie SATA-Laufwerke an Ihren Raspberry Pi anschließen können. Entscheiden Sie sich für eine Karte mit ausreichend Anschlüssen für Ihre Anforderungen, beispielsweise eine SATA HAT-Penta-Karte.
Festplatten: Wählen Sie je nach Speicherbedarf zwischen SSDs für mehr Geschwindigkeit und HDDs für größeren, kostengünstigeren Speicher.
Stromversorgung: Ein 12-V-Netzteil, das den Raspberry Pi, den SATA HAT und Ihre Laufwerke mit Strom versorgen kann.
Micro-SD-Karte: Für Raspberry Pi-Betriebssystem.
Kühllösung: Um sicherzustellen, dass Ihr NAS bei sicheren Temperaturen läuft.
Optional: Gehäuse, Lüftersteuerung und OLED-Display für Ästhetik und Kühlung.

2. Bereiten Sie den Raspberry Pi vor

Installieren Sie ein Betriebssystem: Flashen Sie das Raspberry Pi OS (64-Bit) Lite oder ein anderes bevorzugtes Betriebssystem auf die Micro-SD-Karte.
Ersteinrichtung: Legen Sie die Micro-SD-Karte in Ihren Raspberry Pi ein, schließen Sie ihn an einen Monitor, eine Tastatur und ein Netzteil an und führen Sie die Ersteinrichtung einschließlich der Netzwerkeinrichtung durch.

3. Montieren Sie die Hardware

Befestigen Sie den SATA HAT: Schließen Sie den SATA HAT mithilfe der mitgelieferten Anschlüsse vorsichtig an Ihren Raspberry Pi an. Stellen Sie sicher, dass die Ausrichtung korrekt ist und die Verbindungen sicher sind.
Installieren Sie die Laufwerke: Montieren Sie Ihre SATA-Laufwerke am HAT und stellen Sie sicher, dass die physischen und elektrischen Verbindungen sicher sind.
Stromversorgungslösungen: Schließen Sie die Stromversorgung an den SATA HAT an, der den Raspberry Pi und die Laufwerke mit Strom versorgt. Stellen Sie sicher, dass Ihre Stromversorgung für alle Komponenten ausreicht.
Kühlung: Installieren Sie Kühllösungen wie Kühlkörper oder Lüfter, um die Betriebstemperaturen Ihres NAS unter Kontrolle zu halten.

4. Software-Setup

Zugriff: Greifen Sie über SSH von einem Computer im selben Netzwerk auf Ihren Raspberry Pi zu.
Update und Upgrade: Stellen Sie sicher, dass Ihr System mit den neuesten Sicherheitspaketen und Patches auf dem neuesten Stand ist.
Festplatten mounten: Verwenden Sie Befehle wie lsblk um Ihre Leser zu identifizieren und mount um sie an das Dateisystem anzuhängen.
Dateisystem- und Netzwerkfreigabe konfigurieren: Installieren und konfigurieren Sie Software zur Verwaltung von Dateisystemen (z. B. OpenMediaVault) und Netzwerkfreigabeprotokollen (z. B. Samba, NFS), um Ihren Speicher über das Netzwerk freizugeben.

5. Erweiterte Einrichtung

2.5G-Netzwerk: Wenn Ihr Netzwerk dies unterstützt, sollten Sie die Hinzufügung eines 2.5G-Netzwerkadapters in Betracht ziehen, um den Netzwerkdurchsatz zu erhöhen. Dies erfordert möglicherweise zusätzliche Konfiguration und Hardware, z. B. einen PCIe-Switch, um sowohl die SATA-Erweiterung als auch die Netzwerkerweiterung zu unterstützen.
RAID-Konfiguration: Konfigurieren Sie Ihre Laufwerke abhängig von Ihren Redundanz- und Geschwindigkeitsanforderungen in einer geeigneten RAID-Konfiguration. RAID 0 für Geschwindigkeit, RAID 1 für Redundanz oder RAID 5 für ein Gleichgewicht aus beidem.
Sicherheit: Implementieren Sie Sicherheitsmaßnahmen, einschließlich Firewalls und Benutzerberechtigungen, um Ihre Daten zu schützen.

6. Testen und Optimieren

Leistungstests: Vergleichen Sie mithilfe von Tools die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten Ihres NAS, um sicherzustellen, dass es Ihren Erwartungen entspricht. Passen Sie die Konfigurationen bei Bedarf an.
Wärmeüberwachung: Überwachen Sie die Betriebstemperaturen Ihres Raspberry Pi und Ihrer Laufwerke, insbesondere unter Last, um sicherzustellen, dass sie innerhalb sicherer Grenzen bleiben.
Netzwerktest: Testen Sie die Netzwerkleistung und die Erreichbarkeit verschiedener Geräte, um eine zuverlässige Konnektivität sicherzustellen.

7. Wartung und Erweiterung

Regelmäßige Updates: Halten Sie Ihren Raspberry Pi und die installierte Software auf dem neuesten Stand, um Sicherheit und Leistung zu gewährleisten.
Backup: Sichern Sie Ihre NAS-Daten regelmäßig an einem anderen Ort, um Datenverluste zu vermeiden.
Erweiterung: Wenn Ihr Speicherbedarf wächst, sollten Sie darüber nachdenken, Laufwerke hinzuzufügen oder vorhandene Laufwerke aufzurüsten. Der modulare Aufbau dieses Aufbaus ermöglicht eine einfache Erweiterung.

Der Bau eines Raspberry Pi 5 NAS ist ein lohnendes Projekt, das zu einer funktionalen und kostengünstigen Speicherlösung führt. Genießen Sie den Prozess und die Zufriedenheit, etwas Einzigartiges zu schaffen, das Ihren Speicheranforderungen entspricht. Auch wenn die Leistung im Vergleich zu kommerziellen NAS-Geräten eingeschränkt sein kann, ist der DIY-Ansatz aufgrund der Einsparungen und Flexibilität für viele Menschen eine attraktive Option.

Bildnachweis: Jeff Geerling

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