Dein Low-Budget-NAS: So wird der Raspberry PI 4 B mit externen Festplatten zur Datenzentrale!

In Zeiten ständig wachsender Datenmengen – von Fotos und Videos über Dokumente bis hin zu Backups – wird ein zentraler Speicherort immer wichtiger. Kommerzielle Network Attached Storage (NAS)-Systeme sind oft teuer, überdimensioniert für den Heimgebrauch oder bieten Funktionen, die man nie wirklich nutzt. Was wäre, wenn du deine eigene, leistungsstarke und dennoch kostengünstige Datenzentrale bauen könntest, die genau auf deine Bedürfnisse zugeschnitten ist? Mit einem Raspberry Pi 4 B und ein paar externen Festplatten ist das nicht nur möglich, sondern erstaunlich einfach und effektiv. Tauche ein in die Welt der DIY-NAS-Lösungen und erfahre, wie du dein digitales Leben organisierst und sichert!

Warum ein Raspberry Pi 4 B als NAS-Server?

Der Raspberry Pi hat sich längst von einem reinen Bastlerboard zu einem ernstzunehmenden Mini-Computer entwickelt. Insbesondere der Raspberry Pi 4 B bietet dank seiner starken Hardware die idealen Voraussetzungen für ein Heim-NAS:

• Leistungsstark: Mit einem Quad-Core-Prozessor und bis zu 8 GB RAM bewältigt er locker die Aufgaben eines Heim-NAS, einschließlich Datenübertragung, Streaming und sogar das Hosten kleinerer Dienste.
• USB 3.0: Zwei schnelle USB 3.0-Ports ermöglichen eine schnelle Datenübertragung zu und von externen Festplatten, was für ein NAS essenziell ist.
• Gigabit-Ethernet: Eine kabelgebundene 1-Gbit/s-Netzwerkverbindung sorgt für maximale Übertragungsgeschwindigkeiten in deinem Heimnetzwerk.
• Geringer Stromverbrauch: Der Pi ist extrem energieeffizient und läuft 24/7, ohne dass die Stromrechnung explodiert.
• Kompakt und leise: Er benötigt kaum Platz und arbeitet geräuschlos, ideal für den Einsatz im Wohnzimmer oder Büro.
• Kostengünstig: Im Vergleich zu fertigen NAS-Systemen ist die Anschaffung eines Raspberry Pi 4 B und externer Festplatten deutlich günstiger.

Was du für dein Low-Budget-NAS benötigst

Bevor wir loslegen, stelle sicher, dass du alle notwendigen Komponenten beisammenhast:

• Raspberry Pi 4 B: Wir empfehlen die Version mit mindestens 4 GB RAM, idealerweise 8 GB, um für zukünftige Erweiterungen gewappnet zu sein.
• Offizielles Raspberry Pi USB-C Netzteil: Mit 5V und 3A ist es entscheidend für eine stabile Stromversorgung, besonders wenn USB-Geräte angeschlossen werden. Spare hier nicht!
• MicroSD-Karte: Mindestens 32 GB Class 10 (A1-zertifiziert) für das Betriebssystem. Besser sind 64 GB oder 128 GB, um Reserve für Logs und eventuelle Docker-Container zu haben.
• Externe USB-Festplatten: Dies ist das Herzstück deines Speichers. Wähle idealerweise externe 3,5-Zoll-Festplatten mit eigener Stromversorgung. Wenn du 2,5-Zoll-Laufwerke ohne eigene Stromversorgung nutzen möchtest, solltest du einen aktiven USB 3.0 Hub (mit eigenem Netzteil) verwenden, um den Raspberry Pi nicht zu überlasten. Achte auf die Kapazität, die du benötigst. CMR-Festplatten (Conventional Magnetic Recording) sind in der Regel besser für NAS-Anwendungen geeignet als SMR (Shingled Magnetic Recording) wegen ihrer besseren Leistung bei zufälligen Schreibzugriffen.
• Gehäuse für den Raspberry Pi: Ein Gehäuse mit guter Kühlung (aktiv oder passiv) ist wichtig, da der Pi 4 unter Last warm werden kann.
• Ethernet-Kabel: Für eine stabile und schnelle Netzwerkverbindung.
• Optional: USB-Stick oder eine zweite MicroSD-Karte für Backups der Konfiguration, HDMI-Kabel und Monitor für die Ersteinrichtung (obwohl SSH bevorzugt wird).

Die richtige Software-Basis: Raspberry Pi OS Lite und OpenMediaVault

Die Software ist der Schlüssel zu einem funktionierenden und benutzerfreundlichen NAS. Wir setzen auf eine bewährte Kombination:

1. Betriebssystem: Raspberry Pi OS Lite (64-bit)
   Dies ist eine minimale Debian-basierte Distribution ohne grafische Benutzeroberfläche. Sie ist schlank, schnell und spart Ressourcen, die dein NAS für wichtigere Aufgaben benötigt. Die 64-Bit-Version ist wichtig, um den gesamten RAM deines Pi 4 (insbesondere bei 8 GB) voll auszuschöpfen und zukünftige Softwarekompatibilität zu gewährleisten.
2. NAS-Software: OpenMediaVault (OMV)
   OpenMediaVault ist eine leistungsstarke und benutzerfreundliche Open-Source-NAS-Software, die speziell für Debian-basierte Systeme entwickelt wurde. Sie bietet eine intuitive Weboberfläche, über die du alle Aspekte deines NAS konfigurieren kannst: Freigaben (SMB/CIFS, NFS, FTP), Benutzerverwaltung, RAID-Management (Software-RAID), Docker-Integration und vieles mehr. Es ist die perfekte Wahl für unser Projekt, da es Stabilität, Funktionsumfang und eine große Community vereint.

Schritt-für-Schritt zur Datenzentrale

1. Vorbereitung des Raspberry Pi

1. Raspberry Pi OS Lite installieren: Lade den Raspberry Pi Imager herunter. Wähle „Raspberry Pi OS (other)” -> „Raspberry Pi OS Lite (64-bit)”. Wähle deine MicroSD-Karte als Ziel und klicke auf „Schreiben”.
2. SSH aktivieren und WLAN konfigurieren (optional): Bevor du die SD-Karte auswirfst, kannst du im Raspberry Pi Imager unter „Settings” (Zahnrad-Symbol) direkt SSH aktivieren (Benutzername/Passwort festlegen) und WLAN-Zugangsdaten hinterlegen. Das erspart dir den Monitoranschluss.
3. Erster Boot & Updates: Stecke die MicroSD-Karte in den Pi, schließe das Netzwerkkabel an und stecke das Netzteil ein. Warte ein paar Minuten, bis der Pi gebootet hat. Finde die IP-Adresse deines Pi (z.B. über deinen Router) und stelle eine SSH-Verbindung her (z.B. mit PuTTY unter Windows oder dem Terminal unter Linux/macOS: ssh benutzername@IP-Adresse).
4. System aktualisieren: Führe ein Update des Systems durch:

   sudo apt update && sudo apt upgrade -y

   Dies stellt sicher, dass alle Pakete auf dem neuesten Stand sind.

2. OpenMediaVault installieren

Die Installation von OMV ist dank eines Skripts recht einfach:

1. Installationsskript herunterladen und ausführen:

   wget -O - https://raw.githubusercontent.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript/master/install | sudo bash

   Dieser Vorgang kann je nach Internetverbindung und Pi-Modell eine Weile dauern (15-30 Minuten). Sei geduldig!

2. Neustart: Nach der Installation wird der Pi neu gestartet.
3. Zugriff auf die Weboberfläche: Nach dem Neustart kannst du im Webbrowser deines Computers die IP-Adresse deines Raspberry Pi eingeben (z.B. http://192.168.1.100). Du solltest die Anmeldeseite von OpenMediaVault sehen. Der Standard-Benutzername ist admin und das Standard-Passwort ist openmediavault. Ändere das Passwort sofort nach der ersten Anmeldung!

3. Externe Festplatten vorbereiten und einbinden

Nun ist es Zeit, deine Festplatten anzuschließen und für OMV vorzubereiten.

1. Festplatten anschließen: Schalte den Raspberry Pi aus (sudo shutdown -h now), schließe alle externen Festplatten an die USB 3.0-Ports an (die blauen Ports) und schalte sie ein (falls sie einen eigenen Netzschalter haben). Starte den Pi neu.
2. Dateisysteme erstellen (falls nötig): Navigiere in der OMV-Weboberfläche zu „Speicher” -> „Dateisysteme”. Hier siehst du deine angeschlossenen Festplatten. Wenn sie noch nicht formatiert sind oder du ein anderes Dateisystem verwenden möchtest, wähle die Festplatte aus und klicke auf „Erstellen”. Für ein NAS empfehlen sich Dateisysteme wie ext4 (Linux-Standard) oder NTFS (wenn du die Platte auch direkt unter Windows nutzen möchtest, aber ext4 ist stabiler und performanter unter Linux).
3. Einbinden der Dateisysteme: Nachdem ein Dateisystem erstellt (oder ein bereits vorhandenes erkannt) wurde, musst du es einbinden. Wähle das Dateisystem aus und klicke auf „Einhängen”.

4. Freigaben einrichten (SMB/CIFS)

Um von deinen Computern auf die Daten zugreifen zu können, erstellst du Freigaben:

1. Benutzer anlegen: Gehe zu „Benutzer” -> „Benutzer” und klicke auf „Hinzufügen”, um neue Benutzer für dein NAS zu erstellen. Gib starke Passwörter!
2. Freigegebene Ordner erstellen: Gehe zu „Speicher” -> „Freigegebene Ordner”. Klicke auf „Hinzufügen” und gib dem Ordner einen Namen (z.B. „Daten”, „Fotos”). Wähle das Dateisystem aus, auf dem sich der Ordner befinden soll, und gib den Pfad an (oder erstelle einen neuen Ordner).
3. SMB/CIFS konfigurieren: Gehe zu „Dienste” -> „SMB/CIFS”. Aktiviere den Dienst. Dann gehe auf „Freigaben”, klicke auf „Hinzufügen” und wähle den zuvor erstellten freigegebenen Ordner aus. Weise die entsprechenden Berechtigungen für die Benutzer oder Gruppen zu.

Jetzt solltest du in deinem Netzwerk auf die Freigaben zugreifen können (z.B. unter Windows über \IP-Adresse-deines-Pi oder \Hostname-deines-Pi).

Optimierungen und Best Practices

Einige Tipps, um das Beste aus deinem Pi-NAS herauszuholen und es stabil zu betreiben:

• Kühlung: Der Raspberry Pi 4 B kann unter Last heiß werden. Ein gutes Gehäuse mit Kühlkörpern und/oder einem kleinen Lüfter ist empfehlenswert, um Stabilität und Langlebigkeit zu gewährleisten. Überprüfe die Temperatur regelmäßig in OMV.
• USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung): Ein Stromausfall kann Daten korrumpieren. Eine kleine USV für den Pi und die Festplatten schützt vor plötzlichen Abschaltungen.
• Backups: Ein NAS ist ein zentraler Speicher, aber kein Backup! Führe regelmäßige Backups der wichtigen Daten von deinem NAS auf eine separate externe Festplatte, in die Cloud oder ein anderes Gerät durch. OMV bietet hierfür verschiedene Backup-Plugins.
• RAID-Optionen:
  • JBOD (Just a Bunch Of Disks): Mehrere Festplatten werden einfach aneinandergereiht, um einen großen Speicherplatz zu schaffen. Keine Redundanz.
  • RAID 0 (Striping): Daten werden über mehrere Festplatten verteilt, was die Geschwindigkeit erhöht. Aber: Fällt eine Platte aus, sind alle Daten verloren. Keine Redundanz!
  • RAID 1 (Mirroring): Daten werden auf zwei Festplatten gespiegelt. Fällt eine Platte aus, sind die Daten auf der anderen noch vorhanden. Bietet Redundanz, halbiert aber die nutzbare Speicherkapazität. Dies ist eine gute Option für dein Pi-NAS, da der Rechenaufwand gering ist.
  • RAID 5/6: Verteilt Daten und Parität über mehrere Festplatten. Bietet Redundanz und ist effizienter als RAID 1, erfordert aber mehr Rechenleistung. Für einen Raspberry Pi ist RAID 5/6 aufgrund der CPU-Begrenzung nicht optimal und kann zu Performance-Problemen führen, insbesondere bei Schreiboperationen. Halte dich an RAID 1, wenn du Redundanz benötigst.

  OMV ermöglicht die einfache Einrichtung von Software-RAID (via mdadm).

• Wake-on-LAN (WOL): Der Raspberry Pi unterstützt kein echtes WOL. Er ist dafür gedacht, 24/7 zu laufen. Sein geringer Stromverbrauch macht dies unproblematisch.
• Sicherheit:
  • Starke Passwörter: Für den Pi-Benutzer, OMV-Admin und alle Benutzerkonten.
  • Regelmäßige Updates: Halte das System (sudo apt update && sudo apt upgrade -y) und OMV (über die Weboberfläche) aktuell.
  • Kein Port Forwarding: Öffne keine Ports direkt zum NAS im Router, es sei denn, du weißt genau, was du tust und nutzt z.B. ein VPN für den externen Zugriff. Dies ist ein großes Sicherheitsrisiko!
  • Firewall: Die im System integrierte Firewall (ufw) kann bei Bedarf aktiviert und konfiguriert werden, um den Zugriff weiter einzuschränken.
• UASP-Unterstützung: Stelle sicher, dass deine USB-zu-SATA-Adapter oder externe Festplattengehäuse UASP (USB Attached SCSI Protocol) unterstützen. Dies verbessert die USB 3.0-Leistung erheblich.

Erweiterte Möglichkeiten und Fazit

Dein Raspberry Pi NAS ist nicht nur ein reiner Dateiserver. Mit OpenMediaVault hast du eine flexible Basis für viele weitere Anwendungen:

• Docker-Integration: OMV bietet ein Docker-Plugin, mit dem du unzählige Dienste in isolierten Containern laufen lassen kannst, z.B. Plex Media Server für Film- und Serien-Streaming, Nextcloud als private Cloud-Lösung, AdGuard Home für Netzwerk-Werbeblocker oder Home Assistant für Smart Home-Automatisierung.
• FTP-Server: Für Dateiaustausch über das Internet (mit Vorsicht bei der Konfiguration).
• SSH/SFTP: Für sicheren Dateitransfer und Remote-Verwaltung.
• DLNA-Server: Um Medien auf Smart-TVs oder anderen DLNA-kompatiblen Geräten abzuspielen.

Natürlich gibt es auch Grenzen. Ein Raspberry Pi NAS wird niemals die Rohleistung eines High-End-NAS mit dedizierter Hardware-RAID-Karte und mehreren 10-Gigabit-Ethernet-Ports erreichen. Für den Heimgebrauch und die meisten Kleinbüro-Anforderungen ist die Leistung des Raspberry Pi 4 B jedoch mehr als ausreichend. Du bekommst eine vollwertige Datenzentrale, die flexibel, energieeffizient und vor allem günstig ist.

Der Bau deines eigenen Raspberry Pi NAS ist ein lohnendes Projekt, das nicht nur technisches Wissen vermittelt, sondern auch eine maßgeschneiderte Lösung für deine Speicherbedürfnisse bietet. Du hast die volle Kontrolle über deine Daten, ohne dich an teure Cloud-Dienste binden zu müssen oder dich um die Datenschutzrichtlinien Dritter zu kümmern. Also worauf wartest du noch? Dein Low-Budget-NAS wartet darauf, gebaut zu werden und deine digitale Welt zu organisieren!