Unraid – die OMV und Freenas Alternative für Heimserver

Unraid ist das perfekte System für anspruchsvolle NAS-Systeme und mehr als eine Alternative zu Qnap und Synology.

Seit 3 Jahren habe ich einen HP Proliant Microserver Gen8 in meinem Netzwerk. Damals hatte ich mich für eine VMware ESXi Virtualisierung als Grundlage für meinen Home-Server entschieden und damit ein altes QNAP-NAS abgelöst, das wegen des schwachbrüstigen Prozessors einfach zu langsam war.

ESXi Server als Homeserver
Der ESXi Server war doch etwas übertrieben

Die Aufgabe für den Microserver war es, als Fileserver im Netzwerk zu dienen, aber auch als zentraler Backup-Server, Plex-Medienzentrale und Ziel für unsere Außenkameras zu arbeiten. Dafür kam Open Media Vault zum Einsatz. Auf einer weiteren virtuellen Maschine lief ein Ubuntu-Linux für unsere Smarthome-Steuerung mit Symcon, sowie der Verbindung zu unserer LCN-Installation.

HP Proliant Microserver Gen8
HP Proliant Microserver

Noch eine VM übernahm einige Hilfsjobs, wobei hier auch ein Ubuntu am Start war.

Insgesamt lief diese Konfiguration recht gut, war aber mit recht viel Aufwand für Updates etc. verbunden. Zudem war es ein zusätzlicher Aufwand, die virtuellen Maschinen im ESXi zu sichern, da man sich für einen solchen Heimserver natürlich keine Veeam-Lizenz anschafft. Mein Server lief zwar über die Jahre recht problemlos, aber technisch war das ganze ein Overkill.

Unraid – die wohl beste NAS-Alternative

Über eine Diskussion auf der nachbelichtet Facebook-Seite bin ich (wieder einmal) auf Unraid gestoßen. Zwar habe ich mir vor 3-4 Jahren schon mal kurz mit Unraid beschäftigt, war damals aber noch nicht so ganz überzeugt, da das Produkt noch sehr neu war.

Da ich derzeit etwas Komplexität aus unserer Technik daheim nehmen möchte, kam mir ein Test gerade recht.

Unraid selbst gibt es in 3 Varianten, die im Funktionsumfang grundsätzlich gleich sind, sich aber in der Anzahl der maximal möglichen Festplatten unterscheiden. Im Gegensatz zu OMV oder FreeNas ist Unraid auch nicht kostenlos. Eine Lizenz für bis zu 6 Festplatten kostet aber einmalig nur $59 und ist damit doch sehr erschwinglich. Ein kleiner Nachteil dürfe für manchen interessenten sein, dass Unraid bislang nur mit einer englischsprachigen Benutzeroberfläche angeboten wird.

Ich habe die Plus-Version für bis zu 12 Festplatten im Einsatz, die $89 kostet. Angesichts der Kosten für Festplatten und sonstige Hardware ein vernachlässigbarer Betrag.

Unraid Preise
Unraid Lizenzen

Mit einer kostenlosen Testversion für 30 Tage, kann man sich von den Fähigkeiten der Software überzeugen.

Unraid Dashboard
Unraid Dashboard

Installiert wird Unraid immer auf einen USB-Stick, von dem der Server booten muss und nimmt dort nur gut 200 MB Speicherplatz ein. Ein Stick mit 1 GB genügt. Maximal darf er 32 GB groß sein. Es muss auch kein besonders schneller Stick sein da in Betrieb praktisch kaum darauf zugegriffen wird, weil Unraid in den RAM geladen wird und von dort aus arbeitet.

Im Gegenteil: ein USB 2.0 Stick von einem Markenhersteller ist sogar zu bevorzugen. An die UUID des USB-Sticks ist dann auch die Lizenz gebunden. Sollte der Stick einmal kaputtgehen, kann man die Lizenz auch auf einen anderen Stick umschreiben lassen.

Unraid – Hardware-Voraussetzungen

Im Gegensatz zu den bekannten Open-Source NAS-Lösungen, die auch auf Raspberry-Pis laufen, benötigt Unraid einen 64-bit Intel-Prozessor mit mindestens 1 GHz. Dabei lief Unraid mit diversen Docker-Containern (später dazu mehr) auf dem Intel Celeron G1610T des Microservers absolut zufriedenstellend und der Durchsatz im Gigabit-Netzwerk beim Speichern von Dateien, erreichte sehr gute 108 MB/s.

Da ich kürzlich einen neuen PC aufgesetzt habe, war ein Intel Xeon E-1230 V2 übrig, der zufälligerweise mit dem Microserver kompatibel ist. Damit ist der Server mit Unraid ein absolutes Biest.

HP-Microserver Gen8 Mainboard (links) wartet auf den INTEL Xeon E3-1230 V2 Prozessor
HP-Microserver Gen8 Mainboard (links) wartet auf den INTEL Xeon E3-1230 V2 Prozessor

Weiterhin werden mindestens zwei Festplatten benötigt. Eine davon agiert immer als Parity-Platte und steht nicht als Speicherziel zur Verfügung. Die Paritäts-Platte muss auch immer die größte Festplatte im Verbund sein. Hat man eine Parity-HDD mit 4 TB, kann jede weitere Platte auch nur maximal 4 TB groß sein. Kleinere Platten lassen sich problemlos mischen.

Außerdem empfiehlt sich ein Cache-Laufwerk in Form einer SSD, auch dazu etwas weiter unten mehr.

Unraid Array und Parität vs. RAID5

Unraid setzt nicht auf klassische RAID-Strukturen. Bei einem RAID werden die Dateien auf mehrere Platten verteilt. Bei einem RAID5 kann der Ausfall eines Laufwerks verkraftet werden, bei einem RAID6 zwei Laufwerke.

Fallen bei einem RAID5 zwei Laufwerke aus, können auch verbleibende Daten nicht mehr hergestellt werden. Sieht man sich ein Laufwerk davon an, werden keine Daten vorhanden sein, die einen Sinn ergeben.

HP Proliant Microserver Gen8
HP Proliant Microserver Gen8

Das kleinste Laufwerk bestimmt auch die maximale Größe des gesamten RAID-Arrays und es können nicht einfach weitere Laufwerke hinzugefügt werden, um den Speicherplatz zu erweitern.

Unraid arbeitet hier anders. Ursprünglich war Unraid einmal dazu gedacht, um z. B. Fotografen viel Platz für Fotos zu bieten, den man auch einfach und kostengünstig erweitern kann.

Ein Unraid Array kann mehrere Laufwerke zusammenfassen. Es können auch zwei Paritäts-Festplatten eingerichtet werden, die dann den Ausfall von zwei Laufwerken abfedern können. Speichert man eine Datei auf ein Unraid Array, wird diese nur auf eine Platte und die Paritäts-Platte geschrieben. So enthält jede einzelne Platte lesbare Daten, die man auf einem anderen (Linux-)Rechner ansehen kann.

Unraid Array Verwaltung
Unraid Array Verwaltung

Der Nachteil der Methode ist, dass dabei nur die Schreibgeschwindigkeit der einen Festplatte zur Verfügung steht, während bei einem RAID parallel auf mehrere Platten geschrieben wird, was (sofern es der RAID-Controller mitmacht) deutlich schneller sein kann.

Unraid gleicht das mit der Cache-SSD aus. Daten werden dann zunächst auf das schnelle Cache-Laufwerk geschrieben und später vom Mover-Dienst auf die anderen Festplatten übertragen. Dadurch wird das Unraid System sehr performant. Gleichzeitig kann man alle intakten Festplatten aus dem Array im Havarie-Fall auf einem anderen Rechner auslesen und gegebenenfalls sichern. Auch die Cache-SSD lässt sich mit einer zweiten SSD absichern.

Hat man eine Konfiguration mit z. B.

  • 1 Parity-Festplatte mit 6 TB
  • 2 HDD mit jeweils 4 TB
  • 1 HDD mit 2 TB

ergibt sich für das gesamte Array eine nutzbare Kapazität von 10 TB (4 + 4 + 2). Die Parity-Platte dient der Sicherheit und nicht als Speicherziel. Möchte man später die 2 TB Platte durch eine größere ersetzen, kann diese maximal 6 TB groß sein – so groß wie die Paritäts-Platte (oder weniger).

Damit ergäbe sich eine Kapazität von 4 + 4 + 6 = 14 TB. Die maximale Gesamtgröße von 18 TB besteht in diesem Beispiel aus 4 Platten je 6 TB.

Für die Erweiterung stoppt man einfach das Array, tauscht die Platte aus und startet es wieder. Die Parität wird danach neu aufgebaut (was mehrere Stunden dauern kann), trotzdem lässt sich das System gleich wieder nutzen, da die Parität vorübergehend emuliert wird.

Ein weiterer Vorteil von Unraid ist, dass nicht alle Platten gleichzeitig laufen müssen. Da immer nur auf eine Platte + Parity geschrieben (und auch gelesen) wird, können die anderen Laufwerk im Standby-Betrieb bleiben und sparen somit Strom.

Zudem kann man damit das System mit Platten beliebig erweitern, sofern diese nicht größer als die Parity-Platte sind, die Unraid-Lizenz es zulässt und genügend Anschlüsse vorhanden sind. Es lassen sich aber auch externe USB 3.0 Festplatten oder Festplattengehäuse einbinden, sodass die Erweiterungsmöglichkeiten fast unendlich sind. Auch ältere kleinere Festplatten lassen sich so wieder einer sinnvollen Aufgabe zuführen.

Ein Wort zum Thema NAS und Datensicherheit

Gerne werden Dinge wie NAS, RAID und Backup in einen Topf geworfen. Nur weil redundante Festplatten in einem NAS oder Fileserver arbeiten und – je nach Konfiguration – den Ausfall von ein oder zwei Platten erlauben, hat man noch keine Datensicherung. Das RAID oder auch Unraid Array ist eine Verfügbarkeits-Lösung. Auch wenn eine Platte ausfällt, kann weiter darauf zugegriffen werden.

Stirbt der Server durch Überspannung, Blitzschlag, Hardware-Defekt, Fehlbedienung, brennt das Haus ab oder nistet sich Ransome-Ware wie Emotet ein, sind die Daten trotzdem weg. Auch ein Fileserver muss regelmäßig gesichert werden, wobei eine Backup-Generation immer außer Haus oder online (z. B. Backblaze B2) ausgelagert werden muss

Netzwerk-Shares und Laufwerke

Über die User- und Share-Verwaltung kann man sofort Netzlaufwerke mit entsprechenden Berechtigungen einrichten. Es stehen SMB (Windows), AFP (Mac) und NFS zur Verfügung. Hier lässt sich auch einstellen, ob das Cache-Laufwerk für den Share genutzt werden soll, ob und wie Unraid die Daten über die Platten verteilen soll. Berechtigungen lassen sich von bereits vorhandenen Shares übernehmen.

Was fehlt, ist eine Quota-Einstellung, also ein Limit dafür, wie viel Speicherplatz ein Share belegen darf. Man kann zwar einstellen, dass nur eine bestimmte Platte benutzt werden darf, es gibt aber kein einstellbares Limit dafür. Für einen Homeserver ist das vollkommen okay. Braucht man hier mehr Einstellungsmöglichkeiten, kann man z. B. Open Media Vault als Docker installieren. Apropos Docker:

Docker und virtuelle Maschinen in Unraid

Nun ist ein solches System, als reiner File-Server ziemlich unterfordert und verbraucht trotzdem rund um die Uhr Energie. Unraid unterstützt aber von Anfang an Docker und virtuelle Maschinen.

Dazu gib es einen eigenen “App-Store” mit zig fertigen Docker-Lösungen, die auf Knopfdruck installiert und in Betrieb genommen werden können. Zudem lassen sich virtuelle Maschinen einrichten – von Linux bis Windows.

Unzählige fertige Docker Container und Plugins in den Community Applications
Unzählige fertige Docker Container und Plugins in den Community Applications

Ich habe schon jetzt ein duzend Docker-Container in Betrieb, darunter:

  • Plex
  • Emby (testweise)
  • Home Assistant
  • Symcon
  • Node-Red
  • Duplicati (Backup)
  • Motioneye (Kameraüberwachung)
  • InfluxDB
  • Grafana
  • Telegraf
  • NGINX-Proxy-Server
  • und mehr

Alles mit sehr geringer Systemauslastung und extrem wartungsfreundlich. Unraid benachrichtigt über verfügbare Updates, die auch wieder mit nur einem Klick durchgeführt werden können.

Meine Docker in Unraid
Meine Docker in Unraid

Braucht man eine vollständige Virtualisierung z. B. um ein Windows auf dem Unraid Server laufen zu lassen, kann man auch dieses sehr komfortabel einrichten – inklusive CPU-Pinning.

Schutz vor Stromausfall

Meine USV von Cyberpower schützt den Server vor dem unkontrollierten Stopp bei Stromausfall. Microserver, PoE Netzwerk-Switch und Fritz!Box brauchen zusammen etwa 70 Watt. Wenn der Server stark ausgelastet ist, sind es 100 Watt. Die Cyberpower USV kann den Betrieb damit etwa 40 Minuten aufrechterhalten. Unraid erkennt gängige USVs am USB-Anschluss sofort, zeigt Auslasung, Akkuladezustand und voraussichtliche Laufzeit an. Im Falle eines Stromausfalls lässt sich konfigurieren, ab wie viel Restlaufzeit Unraid das System kontrolliert herunterfahren und abschalten soll. Perfekt!

Natürlich lassen sich Benachrichtigungen per Mail, aber auch Telegram einrichten, die über verschiedene Betriebszustände, Probleme, Warnungen oder mögliche Updates informieren.

Fazit

Unraid hat mich sehr schnell überzeugt. Meinen bisherigen Server habe ich auch auf Unraid umgestellt. Der größte Aufwand dabei war, die bisherigen Daten vollständig zu sichern, um sie dann wieder auf die neuen Unraid-Shares aufzuspielen.

Hilfreich dabei sind natürlich wie immer Robocopy unter Windows und rsync unter Linux. Der bisherige Funktionsumfang war, dank perfekter Docker-Integration und Auswahl an einem Abend wiederhergestellt.

Durch die sehr gute Docker-Unterstützung hat der Unraid-Server nun auch weitere Aufgaben bekommen, wie die InfluxDB, Telegraf und Grafana zur Auswertung der Sensoren in unserem Smarthome und des Unraid Servers selbst. Dazu bekommt man sehr schöne und bereits vorkonfigurierte Dashboards wie dieses:

Servermonitoring mit Influx DB, Telegraf und Grafana
Servermonitoring mit Influx DB, Telegraf und Grafana

Gerade der die sehr flexible und einfache Erweiterungsmöglichkeit mit unterschiedlichen Festplatten und der Einsatz einfacher PC-Hardware ohne teure RAID-Controller machen Unraid meiner Ansicht nach zur derzeit besten Wahl für einen potenten Homeserver. Hier können auch Lösungen von QNAP und Synology nicht mithalten.

Mehr Infos: https://unraid.net/

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Letzte Aktualisierung am 26.09.2020 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API

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Habe Debian auf meinem NAS. Läuft gut und kostet nichts und kann eigentlich alles was ich brauche.