NAS – Advanced für 6+ Festplatten mit Erweiterungsmöglichkeit

Unser Advanced - NAS ist für alle gedacht, denen unser NAS - Basic Vorschlag mit bis zu 4 Festplatten nicht reicht.

Ich selbst war auf der Suche nach einem neuen NAS, dass 6 Festplatten in einem Raid-6 Verbund auf OpenMediaVault-Basis bereitstellt. Nach einigen herumexperimentieren wurde klar, dass dieses Vorhaben nur schlecht mit einem Bay-Trail Prozessor - Intels aktuell kleinster Plattform - zu realisieren ist. Daher basiert unser NAS - Advanced auf der Haswell-Refresh Architektur.

CPU, Mainboard und Arbeitsspeicher


Voraussetzung war ein günstiges Mainboard, welches von sich aus 6 SATA-Ports zur Verfügung stellt. Da heutige Festplatten nicht durch einen SATA-3G Port limitiert werden und ich keinen Intel Fake-Raid einsetzen möchte, sondern einen Software-Raid, fiel meine Wahl auf das ASRock Mod B85M Pro3 im Micro-ATX Layout.

Das Sockel 1150 Mainboard kann zwar alle aktuellen Intel Haswell und Intel Haswell-Refresh Prozessoren aufnehmen, mich hat allerdings nur der (beinahe) kleinste Intel Prozessor für den Sockel 1150 interessiert: der Intel Celeron G1840 (2x 2,8GHz, 53W TDP), den man für knapp 40 Euro als Boxed-Version (also inklusive CPU-Lüfter) bekommt.

Lasst euch von der mit 53W angegebenen TDP nicht abschrecken: Auch dieses NAS ist sehr Energieeffizient. Im Idle verbraucht das System ohne Datenfestplatten nur ca. 15W - 5W mehr als unser Basic-NAS.

Im Vergleich zwischen dem Intel Bay-Trail J1900 und dem Intel Celeron G1840 sieht man, dass der Celeron ca. 30% schneller arbeitet. Wirklich notwendig ist dies nicht, da auch der Bay-Trail Prozessor schon die maximale Bandbreite in einem Gigabit Netzwerk nutzen kann. Der Vorteil der Haswell Architektur liegt vor allen an den zur Verfügung stehenden PCI-E Lanes und den zusätzlichen SATA-Ports.

Der Intel Celeron G1840 reicht also vollkommen aus und ist bei voller Bandbreite (1Gbit ~120MB/s) nur zu 20-30% ausgelastet. Da das Mainboard selbst über 6 SATA Ports verfügt, kann man sich einen zusätzlichen Controller sparen (selbst ein 2x SATA Controller verbraucht ca. 1W Energie). Wem 6 SATA Ports nicht ausreichen, der kann den PCI-E 3.0 x16 Slot (max. 15.754 MB/s Bandbreite) nutzen um einen zusätzlichen Controller - auch ein Hardware-Raid ist denkbar - zu verbauen.

Das ASRock Mod B85M Pro3 ist trotz des geringen Preises von 60 Euro gut ausgestattet. Es kann bis zu 4 DDR3-1333 (oder höher) Arbeitsspeicher aufnehmen. Bitte beachtet, dass der Intel Celeron maximal DDR3-1333 nutzen kann. Beim Einbau von schnelleren Arbeitsspeicher wird dieser automatisch auf DDR3-1333 eingestellt. Für OpenMediaVault werden mindestens 2GB Arbeitsspeicher benötigt, besser sind allerdings mindestens 4GB.

Anschlüsse
- HDMI, DVI, VGA D-SUB
- 4x USB 2.0 (+2 USB 2.0 Header)
- 2x USB 3.0 (+1 USB 3.0 Header)
- 4x SATA 6G (max. ~550MB/s)
- 2x SATA 3G (max. ~275MB/s)
- 1x Gigabit LAN (Realtek RTL8111GR, Wake-On-Lan, Wake-On-Wan, 802.3az EEE, PXE)

Zudem verfügt das Mainboard über einen HD-Audio und einen TPM-Header. Wer sich für die Sicherungsfunktion TPM interessiert, dem sei unser Artikel TPM einrichten und sinnvoll nutzen ans Herz gelegt. In meinem NAS wird TPM allerdings nicht genutzt.

Hinweis: Achtet beim Kauf darauf, dass das Mainboard wirklich 6 SATA-Ports besitzt, es gibt eine leicht abgewandelte Version mit nur 4 SATA Ports! Dem Mainboard liegen nur 2 SATA Kabel bei. Wenn ihr mehr als 2 Festplatten anschließen möchtet, müsst ihr noch weitere SATA Kabel zukaufen.

Der Intel Celeron G1840 unterstützt Dual-Channel Arbeitsspeicher. Ich setze allerdings nur ein 4GB DDR3-1600 Modul im Single-Channel Modus ein, die Bandbreite des Arbeitsspeichers beträgt hier noch vollkommend ausreichende 10.905 MB/s. Ich empfehle hier z.B. den Kingston KVR16N11S8/4 4GB DDR3-1600 CL11 für 39 Euro, der mit 1.5V Spannung auskommt.

Systemfestplatte - SSD oder SLC-Stick empfehlenswert


Um möglichst keinen der 6 SATA-Ports mit einer System-SSD zu belegen, greife ich auf einen USB-Stick mit SLC-Speicherzellen (wichtig!) wie den WINKOM-USB 3.0 Memory-Stick 16 GB oder den Mach Xtreme MX-ES series MXUB3SES als Systemdatenträger zurück. Dazu bietet sich der SODIAL(R) 8 Zoll USB 3.0 20-Pin (knapp 4 Euro) an, damit man den USB-Stick in das Gehäuse verfrachten kann.

Leider sind USB-Sticks mit SLC-Speicherzellen recht selten und teuer. Warum dies so ist und wo der Unterschied zu einem normalen MLC-USB-Stick ist, könnt ihr hier nachlesen: USB mit SLC-Speicherzellen als Systemfestplatte - Ein SSD Ersatz ?.

Als Alternative - wenn ihr z.B. nicht alle 6 SATA-Ports für Datenfestplatten benötigt - empfehle ich eine kleine SSD wie die Intel SSDSA2CT040G310 (40GB).

Das richtige Gehäuse


Hier kommt quasi jedes Micro-ATX kompatible Gehäuse in Frage. Ich benutze mein bereits vorhandenes Fractal Design Gehäuse, welches es bereits in einer leicht überarbeiteten Version gibt: Fractal Design Define R5. Mit 115 Euro ist das Gehäuse aber recht teuer. Mich hat das Gehäuse durch seine Möglichkeit überzeugt 8 Festplatten (3,5 Zoll) unterzubringen, die von 2 140mm Lüftern optimal gekühlt werden.


Zudem verfügt das Gehäuse über eine eingebaute Lüftersteuerung (5/7/12V) an die maximal 3 Lüfter angeschlossen werden können. Die beiden beiliegenden 140mm Lüfter sind wirklich sehr leise.

Wem das Fractal Design Define R5 zu teuer ist, dem empfehle ich den Xigmatek Asgard Midi-Tower, dem mit nur 37 Euro wirklich eine günstige Lösung ist und 7 3,5 Zoll Festplatten aufnehmen kann.

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Netzteil


Bei einem NAS für 6 oder mehr Festplatten empfehle ich ein richtiges ATX-Netzteil und keine Pico-PSU, wie wir sie in unserem NAS - Basic Vorschlag empfehlen. Der Grund ist, dass normale ATX-Netzteile erst ab einem bestimmten Leistungsbereich (meistens größer 35W) wirklich effizient arbeiten. Bei der Verwendung von 6 Festplatten wird unser System knapp 50W mit aktiven Festplatten verbrauchen.

Wir benutzen seit längerem Netzteile von Be quiet. Für dieses NAS empfehle ich das Be quiet! BN140 System Power 7. Das kleine 300W-Netzteil ist vollkommend ausreichend. Die Effizienz wird mit guten 87% angegeben, alle gängigen Schutzschaltungen wie Überhitzungsschutz, Überstromschutz, Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz sowie ein Kurzschlussschutz sind vorhanden. 36 Euro kostet das Be quiet! BN140 System Power 7 - 300W aktuell.

Das Netzteil besitzt 4x SATA-Power, für 6 Festplatten sind also 2x Wentronic Internes Stromadapterkabel (SATA Kupplung auf 2x SATA Stecker) für je 2,59 Euro erforderlich.

Festplatten


Das wichtigste in einem NAS sind natürlich die Festplatten. Bei mir kommen 6 Festplatten vom Typ Western Digital Red mit je 6TB zum Einsatz, diese Festplatten eignen sich durch eine auf NAS-Systeme optimierte Firmware besonders gut für unser System. So unterstützen die WD Red Festplatten z.B. TLER (Time-Limited-Error-Recovery). Diese Funktion sorgt durch eine Kommunikation mit dem Raid-Controller für eine höhere Stabilität.

Western Digital gibt 3 Jahre Garantie auf die NAS-Serie. Der Preis liegt aktuell bei rund 42 Euro pro TB Kapazität.

Zusammenbau


Egal für welches Gehäuse ihr euch entscheidet - der Zusammenbau ist denkbar einfach. Der Prozessor wird in den Sockel des Mainboards gesetzt, der beiliegende CPU-Lüfter muss danach nur aufgesteckt werden und rastet in den 4 Löchern des Mainboards ein. Wärmeleitpaste muss nicht installiert werden, da der Intel CPU-Lüfter bereits ein Wärmeleitpad besitzt.

Selbst wenig versierte Anwender sollten die Komponenten in unter einer Stunde zusammenbauen können. Besondere Bios-Einstellungen müssen nicht vorgenommen werden, das System ist nach dem Zusammenbau direkt einsatzbereit.

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Vergleich der NAS-Betriebssysteme


Ihr könnt auf diesem NAS ein Betriebssystem euer Wahl installieren. Auch Windows 8.1 oder Windows 10 (Preview Version) sind möglich, da Microsoft ab Windows 8 mit den Windows Storage Spaces einen eigenen Software-Raid ermöglicht. Windows Home Server ist aktuell nur noch schwer oder gebraucht zu bekommen, ist aber auch eine gute Möglichkeit.










OpenMediaVaultFreeNAS
Basis OSDebian 7 (Wheezy)FreeBSD 9.3
Raid-LevelJBOD, 0, 1, 5, 6, 100, 1, Raid-Z (5), Raid-Z2 (6), Z3
DateisystemeExt3, Ext4, XFS, JFSZFS, UFS
Arbeitsspeichermin. 2GBmin. 8GB
BedienungWeboberfläche, KonsoleWeboberfläche, Konsole
SchwierigkeitEinfachFortgeschritten
AnleitungJa, vollständigJa, vollständig

Ich verwende in meinem NAS - Advanced Vorschlag das Betriebssystem OpenMediaVault welches auf ein aktuelles Debian Linux setzt. Dadurch ist es fast unbegrenzt erweiterbar und die Bedienung ist über eine Weboberfläche sehr einfach.

Eine vollständige Schritt-für-Schritt Anleitung zur Installation von OpenMediaVault findet ihr auch bei uns.

Stromverbrauch und Wake-On-Lan


Ein wichtiger Punkt bei einem NAS oder Home-Server ist der Stromverbrauch. Daher sind alle von uns ausgewählten Komponenten sehr sparsam:







SituationVerbrauchBemerkung
Standby, WakeOnLan aktiv1,6W(Suspend-to-Ram)
Im Betrieb (ohne Festplatte)15W
Im Betrieb (mit 6 ruhenden WD Red 6TB Festplatten)37W
Im Betrieb (mit 6 aktiven WD Red 6TB Festplatten)54,5W

Wir benutzen in diesem Vorschlag das Wake-On-Lan Feature des Mainboards. OpenMediaVault verfügt über ein Plugin mit dem Namen „AutoShutDown“. Dieses Script prüft anhand von speziellen Kriterien ob das NAS automatisch in den Standby-Modus wechseln soll. Ihr könnt z.B. euer Netzwerk alle 5 Minuten nach Clients wie PCs, Notebooks oder Mediaplayer scannen lassen. Ist kein Client mehr aktiv, so wechselt das NAS in den Standby.

Windows, Linux oder Mac Clients oder Mediaplayer z.B. mit Kodi (XBMC) können das NAS dann bei Gebrauch selbst aus dem Standy aufwecken. Dies passiert alles vollautomatisch! Ihr werdet gar nicht merken, dass euer NAS im Standby war. Mit dieser Methode lässt sich eine große Menge an Energie einsparen.

Die vollständige Konfiguration zu Wake-On-Lan und AutoShutDown findet ihr auch in der Installationsanleitung von OpenMediaVault.

Interner Raid-Benchmark


Wir haben dieses NAS mit 6 Festplatten vom Typ Western Digital Red 6TB bestückt und in einem Raid6 betrieben. Die interne Geschwindigkeit wurde dann mit dem Linux Benchmark hdparm durchgeführt:

Häufige Fragen rund um OpenMediaVault


Da wir eigentlich alles wichtige bereits in unserer Installationsanleitung von OpenMediaVault beantwortet haben, fasse ich mich hier kurz.

Frage: Ist der Raid später erweiterbar ?
Antwort: Ja (Raid 0,5,6)

Frage: Kann man den Raid bei einem Festplattenausfall wiederherstellen ?
Antwort: Ja, defekte Festplatte austauschen und die Wiederherstellungsfunktion in OMV benutzen.

Frage: Kann man den Systemdatenträger austauschen ohne Daten auf dem Raid zu verlieren ?
Antwort: Ja, der Raid ist unabhängig vom Systemdatenträger.

Frage: Kann man die Hardware (CPU, Mainboard, Arbeitsspeicher) austauschen, ohne Daten auf dem Raid zu verlieren ?
Antwort: Ja, der Raid ist unabhängig von der verwendeten Hardware.

Frage: Ich habe Probleme mit der Installation von OMV (Grub-Bootloader)!
Antwort: Der OMV Systemdatenträger muss als erstes Laufwerk angeschlossen sein (/sda). Alle Datenfestplatten sollten während der Installation abgeklemmt werden.

Zusammenstellung


Hier haben wir alle Komponenten noch einmal zusammen aufgelistet.




















KomponenteNamePreis
ProzessorIntel Celeron G1840 (2x 2.8GHz)40 Euro
Prozessor (alternativ)Intel Core i3-4150 (2x 3.5GHz, HT, AES)117 Euro
MainboardASRock Mod B85M Pro360 Euro
ArbeitsspeicherKingston KVR16N11S8/4 4GB DDR3-1600 CL11 1.5V39 Euro
System-StickMach Xtreme MX-ES series MXUB3SES44 Euro
System-Stick (alternativ)WINKOM-USB 3.0 Memory-Stick 16 GB40 Euro
System-SSD (alternativ)Intel SSDSA2CT040G310 (40GB)40 Euro
NetzteilBe quiet! BN140 System Power 736 Euro
GehäuseFractal Design Define R5115 Euro
Gehäuse (alternativ)Xigmatek Asgard Midi-Tower37 Euro

Zubehör (optional)SODIAL(R) 8 Zoll USB 3.0 20-Pin4 Euro
Zubehör (ab 5 Festplatten)SATA Kupplung auf 2x SATA Stecker3 Euro

DatenfestplattenWestern Digital Red, Preis je TB Kapazität42 Euro

SummeGünstigste Zusammenstellung ohne Datenfestplatten251 Euro

Fazit


Unser NAS - Advanced bekommt man ohne Datenfestplatten bereits ab 250 Euro - Preislich identisch mit unserem Basic NAS. Wo liegen die Unterschiede ? Unser Basic NAS verbraucht ca. 5W weniger Energie. Dafür kann es nur 4 Festplatten anbinden und verfügt nicht über einen PCI-E 3.0 x16 Slot. Der Prozessor in diesem Vorschlag ist zudem rund 30% schneller und damit sicherlich zukunftssicherer - zumal sich der Prozessor hier austauschen lässt und nicht wie beim Basic NAS fest verlötet ist.

Beide Vorschläge basieren auf aktueller Hardware die wenig Energie verbraucht. Wer etwas mehr Flexibilität und Leistung sowie die Möglichkeit 6 Datenfestplatten zu verbauen möchte, der greift zum NAS - Advanced. Alle anderen sind auch mit dem Basic NAS sehr gut beraten.