Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 1, Einleitung, Hardware und Kosten

Homeserver Teil 1 Beitragsbild

Dieser Artikel ist Teil der Reihe selbstgebauter Homeserver/Nas mit Ubuntu 18.04

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Einleitung

Die Artikel meiner Reihe Selbstgebauter Homeserver/NAS mit Ubuntu Server sind die am häufigsten gelesenen Beiträge auf dieser Seite. Es sind ebenfalls die Artikel zu denen ich am meisten Feedback erhalte. Außerdem ist es ein Thema dass mich selbst schon seit langem fasziniert und beschäftigt, nämlich ziemlich genau seit zehn Jahren. Damals habe ich mit großer Begeisterung meinen ersten selbstgebauten Homeserver auf Basis des Betriebssystems  Microsoft Windows Home Server gebastelt. Bis zu oben erwähnter Artikelreihe für einen selbstgebauten Homeserver, bzw. NAS, damals auf Basis von Ubuntu Server 14.04 hat sich viel getan.

Mittlerweile ist die 2015 erschienene Artikelreihe aber an vielen Stellen veraltet. Außerdem bin ich, auch basierend auf Feedback das ich erhalten habe, der Meinung das einige Punkte nicht optimal gelöst sind. Entweder weil ich es nicht besser wusste, oder weil die Technik mittlerweile bessere Lösungen ermöglicht. Außerdem ist das Betreiben einer eigenen Cloudlösung nach diversen Datenskandalen und zunehmend schnelleren Internetanschlüssen eher populärer geworden als es noch vor einigen Jahren war.

Aus diesen Gründen habe ich mich entschlossen die Reihe neu zu schreiben.

Die Anforderungen

Diesmal basiert die Artikelreihe auf Ubuntu Server 18.04. Die grundlegenden Anforderungen an das System sind dabei nahezu unverändert.

  • Möglichst geringer Stromverbrauch, da das System 24/7 laufen soll.
  • Schutz der Daten vor einem Festplattenausfall durch Speicherung auf einem RAID-Verbund.
  • Bereitstellen von Netzwerkfreigaben zum einfachen Zugriff auf die Daten mit Windows und Linux.
  • Synchronisieren bestimmter Daten über mehrere Geräte (so dass diese auch lokal vorliegen).
  • Bereitstellen von zentralem Adressbuch und Kalender und Synchronisierung mit Mobilgeräten
  • Zugriff auf die Daten von außer Haus.
  • Streamen von Audio und Video über das Internet.
  • Tägliches automatisches und verschlüsseltes Backup der wichtigsten Daten auf einen Cloudspeicher außer Haus.
  • Zusätzliches Backup sämtlicher Daten auf einen externen Datenträger.

Noch ein paar Worte zu den Anforderungen an den eigenen Internet Anschluss: Um den Homeserver über das Internet erreichbar zu machen, muss der eigene Internetanschluss zwingend über eine öffentliche IP-Adresse verfügen. Bei DSL-Anschlüssen ist dies, soweit mir bekannt ist, immer der Fall. Durch die Knappheit der IPv4Adressen, setzten allerdings gerade die Kabelanbieter auf einen sogenannten Dual-Stack Lite (DS-Lite) Anschluss. Hier erhält man nur eine öffentliche IPv6-Adresse und eine private IPv4-Adresse, welche nicht über das Internet erreichbar ist.

Der Zugriff von außen wäre in einem solchen Fall nur über eine IPv6-Verbindung möglich. Dies scheitert in der Regel aber daran, dass man nicht immer eine IPv6-Adresse bekommt. Gerade in Mobilfunknetzen und auch bei vielen Internetprovidern ist das nicht unbedingt der Fall.

An einem Kabelanschluss mit DS-Lite wird der Zugriff über das Internet auf den Homeserver leider nicht funktionieren. Hat man einen solchen Anschluss kann evtl. ein kostenpflichtiger Dienst wie der DS-Lite / IPv6 Portmapper von feste-ip.net helfen. Damit verbindet man sich via IPv4 zum Portmapper, welcher sich wiederum via IPv6 zum heimischen Router verbindet.

Aber auch wenn kein Zugriff von außen möglich ist, kann der Server innerhalb des Heimnetzes trotzdem als Datenspeicher verwendet werden.

Verwendete Software

Als Betriebssystem kommt wie bereits erwähnt Ubuntu Server 18.04 zum Einsatz. Auch wenn Ubuntu auf dem Desktop in den vergangenen Jahren viel Kritik einstecken musste und auch ich Ubuntu nicht mehr als Desktop Betriebssystem einsetze, halte ich die Serverversion nach wie vor für ein hervorragendes OS. Ich setze das System nicht nur auf meinem Homeserver ein, sondern z.B. auch auf dem Webserver der dir gerade diese Seite ausliefert. Ubuntu Server hat sich dabei seit Jahren als sehr zuverlässiges und sehr stabiles System bewährt.

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Ein Problem das sich bei der alten Artikelreihe gezeigt hat ist, dass es nahezu unmöglich ist eine allgemeingültige Anleitung zum partitionieren einer Festplatte zu geben. Dies hängt von zu vielen Faktoren ab, vor allem davon ob das UEFI im legacy/BIOS-Modus betrieben wird oder nicht. Dies zu vermitteln ist glaube ich nur teilweise gelungen.

Daher wird in dieser Artikelreihe das Betriebssystem nicht mehr auf einem Raid-Verbund installiert, sondern auf einer einzelnen SSD. Für die eigentlichen Daten die auf dem Homeserver gespeichert werden steht nach wie vor ein Raid1-Verbund aus zwei Festplatten zur Verfügung. Die geringere Ausfallsicherheit der Systemplatte ist meiner Meinung nach zu verschmerzen, da auf diesem Datenträger keine wertvollen Daten liegen. Konfigurationsdateien können bei einem Plattendefekt und einer Neuinstallation des Betriebssystems einfach aus dem Backup wiederhergestellt werden. Dafür hat dies den Vorteil, dass die automatische Partitionierung des Installationsprogramms verwendet werden kann, so dass der Benutzer hier keine Entscheidung mehr treffen muss und außerdem sichergestellt ist dass das System auch bootet.

Netzwerkfreigaben im lokalen Netzwerk werden wieder durch SAMBA bereitgestellt.

Das synchronisieren von Daten über mehrere Rechner und Mobilgeräte, der mobile Dateizugriff sowie das bereitstellen von Kalender und Adressbuch übernimmt Nextcloud, welche mit einem Apache Webserver und MariaDB Datenbank installiert wird.

Das Mediastreaming wurde mit dem Plex Mediaserver realisiert. Seit einigen Jahren nutze ich die kostenpflichtige Version dieses Projekts und bin sehr zufrieden damit.

Auch die Gründung von Let’s Encrypt hat einiges verändert. So werden in dieser Artikelreihe Let’s Encrypt Zertifikate verwendet, während in der vorherigen Version selbstsignierte Zertifikate genutzt wurden. Damit sind die Fehlermeldungen im Browser und Probleme mit Drittsoftware die Schwierigkeiten mit selbstsignierten Zertifikaten hat Vergangenheit.

Für das Cloudbackup wird wieder Duplicati eingesetzt, das erfreulicherweise nach wie vor ein sehr aktives Softwareprojekt ist.

Das zweite Backup auf eine lokale USB-Festplatte wurde diesmal über Rsnapshots realisiert.

Alles in allem hoffe ich dass ein Großteil der Stolpersteine aus der alten Artikelreihe beseitigt sind.

Die Hardware

Ich setzte nach wie vor meine alte Hardware aus dem Projekt von 2015 ein und bin mit meiner damaligen Wahl sehr zufrieden. Das System hat sich wie erwartet als stromsparend und sehr zuverlässig herausgestellt. Auch die Leistung des kleinen Celeron ist mehr als ausreichend, sofern man keine FullHD Videostreams live umwandeln muss. Meine Videodateien sind mittlerweile alle in h264 kodiert, was alle meine Geräte direkt wiedergeben können, so dass hier keine Umwandlung von Seite des Homeservers nötig ist.

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Grundsätzlich eignet sich jede Hardware für einen Homeserver. Meine Priorität lag bei der Hardwareauswahl auf einem stromsparenden System. In der Regel liegt man mit einer Kombination aus einer kleinen Mainboard mit relativ schwachem aber stromsparenden Prozessor leistungsmäßig immer noch deutlich über den üblichen fertig NAS Geräten.

Dementsprechend würde ich wieder mit den gleichen Ansprüchen an die Hardwareauswahl herangehen wie bereits 2015.

Mainboard und CPU. Für eine geeignete Mainboard/CPU Kombination halte ich beispielsweise das ASRock J5005-ITX mit derzeit aktueller Intel Gemini Lake Architektur. Wichtig ist dass das Board vier SATA-Anschlüsse besitzt. Da wir eine SSD und zwei Festplatten anschließen wollen, reichen die zwei SATA-Anschlüsse die viele Mini-ITX-Boards mitbringen nicht aus. Die maximale Leistungsaufnahme des Boards liegt bei 10 Watt.

RAM. Ausgestattet wird das Board mit maximal zwei DDR4-2133 oder DDR4-2400 RAM-Riegeln, die zusammen maximal 8GB Speicher haben dürfen. Beispielsweise die Crucial CT2K4G4SFS824A 8GB

Festplatten. Aufgrund der guten Erfahrungen die ich mit Festplatten der Western Digital Red Serie gemacht habe, würde ich wieder Festplatten aus dieser Reihe kaufen. Benötigt werden zwei gleiche Platten für den Raid Verbund.

SSD. Für das Betriebssystem wird eine kleine SSD genutzt. Ubuntu Server belegt nur wenige Gigabyte und da auf der SSD ansonsten keine großen Datenmengen gespeichert werden, reicht hier eine kleine und günstige SSD. Beispielsweise eine SanDisk SSD Plus 120GB.

Gehäuse. Hier entscheidet vor allem das Auge und der Geldbeutel. Das Gehäuse muss ein Mini-ITX Mainboard unterbringen und sollte Standard-ATX Netzteile unterstützen.Ich bin zufrieden mit meinem Sharkoon CA-M black.

Netzteil. Computernetzteile arbeiten mit dem besten Wirkungsgrad, wenn sie gut ausgelastet sind. Dementsprechend sollte ein hochwertiges Netzteil mit relativ geringer Leistung gekauft werden. Ich habe gute Erfahrungen mit Netzteilen von Be Quiet! gemacht. Ein 300Watt Netzteil ist für unsere Anforderungen völlig überdimensioniert, hochwertige Netzteile mit geringerer Maximalleistung sind allerdings kaum noch zu finden.Somit könnte man z.B. ein Be Quiet! Pure Power 10 ATX 300W kaufen.

Kleinteile: ggf. werden noch Kleinteile benötigt, wie z.B.

  • 3x SATA-Kabel zum Anschließen der Datenträger am Mainboard. Wer ebenfalls das oben angegebene Gehäuse nutzt, muss Kabel mit geraden Steckern kaufen.
  • Adapter für Stromstecker. Wer das oben genannte Gehäuse und Netzteil einsetzt, benötigt einen Adapter für für die Stromstecker. Die abgewinkelten Stecker des Netzteils können nicht direkt verwendet werden , da die Festplatten zu dicht über dem Gehäuseboden angebracht sind.
  • Klettband zum befestigen der SSD an der Gehäusewand.

Die Kosten

Die Kosten unseres selbstgebauten Homeservers/NAS setzen sich aus zwei Faktoren zusammen. Die einmaligen Kosten, die bei der Anschaffung anfallen und den laufenden Kosten die durch den Stromverbrauch entstehen. Die Anschaffungskosten hängen natürlich sehr davon ab welche Hardware gekauft wird, bzw. ob vielleicht schon Hardware da ist, die einfach weitergenutzt werden kann. Im folgenden Rechenbeispiel wird die oben beschriebene Hardware gekauft.

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Mainboard inkl. Prozessor: ca. 125€
RAM: ca. 80€
2x WD Red Festplatte 4TB: 235€
SSD: 35€
Gehäuse: 60€
Netzteil: 50€
—————————————————
Gesamt: 585€

Dies scheint im Vergleich zu einem fertig NAS-System relativ viel Geld zu sein. Allerdings muss man berücksichtigen dass bei einem fertigen NAS die Festplatten nicht enthalten sind. Rechnet man die Platten heraus, bleibt ein Betrag von 350€, der zum Vergleich mit einem anderen Gerät herhalten muss. Ein NAS-System in einer ähnlichen Leistungsklasse ist definitiv auch preislich in der selben Kategorie angesiedelt.

Allerdings geht einem mit einem fertigen System der Bastelspaß, der Lerneffekt und die Flexibilität verloren.

Der zweite Faktior ist der Stromverbrauch. Mein derzeitiges und Hardwaremäßig vergleichbares System verbraucht im Leerlauf und mit drehenden Festplatten ca. 26Watt. Wenn sich das Gerät im Dauerbetrieb befindet belaufen sich die Stromkosten bei einem Strompreis von 0,28€/kWh auf ca. 5,30€/Monat oder 64€/Jahr. Man wird also auch bei den Stromkosten nicht arm. Besonders wenn der Homeserver z.B. ein Dropbox Abo für 10€ im Monat ersetzt.


Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 1, Einleitung, Hardware und Kosten
Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 2, Systeminstallation
Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 3, Grundkonfiguration
Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 4, Dateifreigaben im Heimnetz
Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 5, Nextcloud
Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 6, Media Streaming mit Plex
Homeserver/NAS mit Ubuntu 18.04: Teil 7, Backups mit Duplicati und Rsnapshot


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Aktualisiert am 20. November 2018 um 0:46 . Preise können sich geändert haben. Alle Angaben ohne Gewähr.

27 Kommentare

  1. Sehr cool, dass es einen aktueller Artikel gibt. Bin immer noch auf der Suche nach einem Home-Server. Bin sehr gespannt.
    Vielen Dank für deine Bemühungen

  2. 2 x 3,5 Red WD HDD passen nicht nebeneinander ins Gehäuse unten. Und wenn man die 3,5 und die 2,5 nur einbaut, passen die Stromanschlüsse vom Netzteil nicht, da die Festplatten zu flach auf dem Gehäuse liegen.

    Hast du die neuen Komponenten schon mal verbaut bzw. so einen Server gebaut?

    Gibt es irgendwelche Tipps wie man 2 x 3,5 und 1 x 2,5 HDD optimal in das Gehäuse bekommt?

    Vielen Dank

    • Oh Mist. Ich habe das Gehäuse Sharkoon CA-I Mini-Tower verlinkt. Richtig wäre das CA-M Mini Tower, dieses bietet Platz für zwei nebeneinanderliegende 3,5″ Datenträger. Leider sind beide Gehäuse fast identisch, nur die I-Version ist noch kompakter. Sorry.
      Ich habe die beiden Festplatten am Gehäuseboden verschraubt und die SSD mit Klebeband befestigt. Das geht problemlos, da die SSD ja keine beweglichen Teile hat.
      Abgewinkelte SATA- oder Stromstecker passen eventuell nicht, da die Datenträger auf dem Boden liegen. Flache Stecker sollten aber kein Problem sein.

  3. Oh, mal sehen ob ich das Gehäuse noch zurück kann.

    Die Netzkabel des beQuiet Netzteiles passen auch nicht wirklich, da die Stromstecker zu dick sind.
    Wie hast du das gelöst?

    • Das kannst du mit einem Molex-SATA Adapter lösen. Die gibt es für ein paar Euro bei Amazon oder Ebay. Damit kannst du aus einem der dicken alten Molexstecker einen oder zwei flache SATA-Stromstecker machen. Sowas:
      Moles Sata Adapter

  4. Cool. Vielen Dank. Habe schon lange keine Hardware mehr zusammengebaut.
    Neues Gehäuse ist gekauft und das Alte wird zurückgeschickt.
    Vielen Dank für die großartige Anleitung

  5. Moin,

    sag mal welche Terminal Software verwendest du? Wenn es vielleicht iTerm ist, welchs Theme?

    Sieht nämlich ganz gut aus in deinen Screenshots.

    Danke und ein schönes Wochenende.

  6. Nach langem Überlegen, ob ein NAS oder ein eigener Server die bessere Wahl ist, habe ich seit Mitte 2016 eine im weiten Teilen ähnliche Konfiguration im Betrieb. Ausschlaggebend war letztlich, dass ich nicht von Herstellern abhängig sein, wollte wenn es um Updates geht. Ich denke da hat sicher jeder schon mir irgend einem Gerät schlechte Erfahrungen gemacht… Nützliche Hinweise für den Anfang lieferte seinerzeit die Ausgabe 8/2016 der Zeitschrift c’t. Ich habe dann lange am System optimiert um den Stromverbrauch im Leerlauf auf deutlich unter 10 W zu senken, bin von OwnCloud auf Nextcloud (Cloudspeicher, Kontakte und Kalender) umgestiegen und habe nach vielen Stunden basteln und probieren einen Mailserver auf der Basis von postfix/dovecot aufgesetzt. Dabei ging es mir mangels fester IP nicht um einen MX-Eintrag, wie dies häufig in Anleitungen beschrieben wird. Ziel war es, die Mails zentral auf einem (eigenen) Server liegen zu haben, um einerseits mit verschiedenen Geräten darauf zugreifen zu können und andererseits ein Backup zu haben. Der Mailserver macht nichts anderes, als die Mails von verschiedenen Accounts abzuholen und den Nutzern bereitzustellen. Beim Senden dann gleiches Spiel umgekehrt. Das wäre doch auch eine hervorragende Erweiterung für ihr Projekt …

  7. Hallo, vielen Dank für den tollen Artikel! Ich habe dieses genaue System aufgebaut. Ich habe ein ganz kurze Frage. Wie hast du die Lüfter des Gehäuses kontrolliert? Ich habe zu den CPU pin verbunden und die BIOS Einstellung zu Automatisch verändert. Aber wenn ich ein schweres Load anwenden, gibt es kein Änderung in der Lüfter Geschwindigkeit.

    • Die CPU ist ja passiv gekühlt, mit großem Kühlkörper. Dieser nimmt ja mehr Wärme auf als ein normaler CPU-Kühler. Evtl. dauert es einfach bis sich die Temperatur genug erhöht hat. Ich habe nur einen Gehäuselüfter verbaut, ich glaube dieser ist gar nicht geregelt und dreht immer mit der gleichen Geschwindigkeit. Das funktioniert prima. Es soll ja nur verhindert werden dass sich die Hitze im Gehäuse staut.

  8. Ich werde mit Freude auch an dieses Experiment wagen 😉 Du beschreibst unteranderem die Nextcloud Einbindung. Ist es möglich, parallel zur Nextcloud auch noch einen Webserver laufen zu lassen, auf welchem man eine Webseite publizieren kann?

    • Du kannst mit dem Apache Webserver beliebig viele Webseiten oder unterschiedliche Projekte ausliefern. Entweder mit einer anderen Domain, dann musst Du eine weitere Virtual-Host-Konfiguration erstellen, oder als Unterordner der vorhandenen DynDNS-Domain, dann kannst du die hier verwendete Konfiguration erweitern.

  9. Super Artikel!

    Ich bin auch gerade im Aufbau eines Servers und überlege, Docker mal zu testen.
    Ich zögere wegen den vielen positiven Berichten und dem Problem, mir andererseits noch einen weiteren Layer (Wartung, Aktualisierung, Komplexität) ans Bein zu binden..

    Wie siehst Du das?

    • Hallo Robert,

      ich persönlich nutze Docker im beruflichen Umfeld täglich und bin schlichtweg begeistert. Vor allem wenn es darum geht, entsprechende Middleware o.Ä. unter Versionskontrolle zu haben. Gründe gegen Docker gibt es zahlreiche, aber in diesem Umfeld sehe ich keinerlei Argumente die persönlich für mich dagegensprechen. Docker sowie ggf. Docker-Compose zu managen hält sich gegenüber den anderen Vorteilen deutlich im Grenzen aufwandstechnisch.

  10. Hallo,
    mit welchem Typ/Hersteller vom RAM-Speicher betreibt ihr das Board ASRock J5005-ITX? Ich habe 2x Corsair CMSO4GX4M1A2133C15 Value Select 4GB (1x4GB) DDR4 2133Mhz CL15 Schwarz verbaut gehabt, damit bleibt das Board dunkel, kein Bild, nichts! 🙁
    Funktioniert der oben unter Hardware angegebene Speicher ” Crucial CT2K4G4SFS824A 8GB”?

    • Eigentlich sollte der RAM den du gekauft hast kompatibel sein. Hast du mal versucht nur einen der beiden Riegel zu verbauen? Evtl. ist nur einer defekt, wenn es denn am RAM liegt.

      • In der ASRock J5005-ITX RAM-Liste ist dieser Speicher Corsair CMSO4GX4M1A2133C15 mit der Version ver.1551 angegeben. Die nachfolgenden RAM-Versionen bei Amazon beinhalten die Version ver. 1803 (oben rechts am Speicherriegel) und diese Version scheint nicht mehr zu funktionieren.
        Ich bin leider nicht der einzigste, der mit diesem Speicher Probleme hat.
        Bestellt ist nun der Crucial 2x CT2K4G4SFS824A, mal schauen ob es dann funktioniert.

  11. Hi zusammen,

    super Artikel, für einen Hardware-Laien wie mich genau richtig gemacht, besten Dank hierfür!
    Eine Anmerkung/Frage meinerseits habe ich allerdings: Ich hätte mir gerne 16GB RAM in den Server eingebaut. Im Artikel wird beschrieben, dass die Riegel zusammen maximal 8GB haben dürfen. Schaut man in der offiziellen ASRock Spezifikation[0] nach, spricht laut dieser nichts gegen mehr als 8GB wenn man ein 64Bit OS hat.
    Verstehe ich hier etwas falsch?

    [0] https://www.asrock.com/mb/Intel/J5005-ITX/index.de.asp#Specification

    • Das Board kann leider wirklich nur 8GB. Bei einem 32Bit Betriebssystem können nur 4GB genutzt werden, bei einem 64Bit Betriebssystem besteht dieses Limit nicht. An der 8GB Grenze ändert das aber auch nichts.


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