Stavíme vlastní NAS: výběr hardwaru a volba operačního systému

Jak tenhle článek číst?

Článek je rozdělen do několika kapitol seriálu. Každá z nich funguje jako samostatný celek, takže si je klidně můžete přečíst zvlášť, přeskočit to, co vás nezajímá, nebo číst postupně. Nečekejte tu jedinou správnou odpověď. Většina věcí, o kterých píšu, závisí na konkrétní situaci, požadavcích a prostředí. Je naprosto v pořádku, pokud se rozhodnete pro úplně jiné řešení než já. Kde to půjde, zmíním i alternativy a rovnou vysvětlím, proč jsem se v daném případě vydal právě touto cestou.

Na začátku mi to celé přišlo jako jednoduchý nápad. Ale když jsem to začal sepisovat, rychle jsem zjistil, že těch věcí není zrovna málo. Dopředu se proto omlouvám, pokud budou některá témata pro začátečníky trochu stručnější, a pokud bude zájem, rád se pak pustím do některých částí podrobněji.

Syntaxe kódu

• >, tato značka v kódu znamená výstup z předchozího příkazu
• #, komentář
• Všechny příkazy jsou spouštěny pod uživatelem root, pro přehlednost jsem proto neuváděl sudo před každým příkazem.

Výchozí stav, nápad a první problémy

NAS, neboli síťové úložiště (Network Attached Storage), je dnes docela běžná věc, ať už doma nebo v práci. Ve zkratce jde o zařízení, které umožní přístup k datům přes síť. Všichni máme hromady fotek, videí, dokumentů a dalších dat, která potřebujeme nějak uložit. V některých případech postačí cloud, ale jsou situace, kdy data do cloudu posílat nechcete nebo nemůžete. Chcete je mít uložená doma, pod kontrolou, rychle dostupná.

Já osobně už jedno NAS doma mám, konkrétně QNAP TS-431P, což je základní domácí úložiště pro čtyři disky. Nicméně mi přestávalo stačit a začal jsem přemýšlet, co místo toho.

Proč vůbec řešit vlastní NAS?

Těch důvodů může být spousta. V mém případě hrály největší roli následující faktory:

• Rychlost,
• širší možnosti využití,
• cena,
• vlastní zajímavý projekt, který mě prostě baví.

Hlavně ta cena stojí za zmínku. Když totiž chcete něco rychlého a flexibilního, připravte si větší rozpočet. I základní čtyřdiskové NASy začínají někde kolem 10 000 Kč bez disků. Když se pak podíváte na modely s lepším výkonem nebo více funkcemi, snadno se dostanete přes 20 000 Kč.

Na druhé straně, pokud si NAS postavíte sami, dostanete se klidně na částku kolem 3 000 až 4 000 Kč, a to s výkonem a možnostmi, které často hravě drží krok i s těmi dražšími řešeními.

Výběr hardwaru

Možná to zní zvláštně, ale výběr hardwaru je zřejmě ta úplně nejsložitější část. Proč? Protože možností, jak se k tomu postavit, je neskutečně moc. Právě proto je dobré si hned na začátku nastavit nějaké mantinely, jinak snadno sklouznete do nekonečného hledání ideálu, který stejně neexistuje.

V mém případě byly hlavními kritérii:

• Spotřeba energie,
• kompaktní rozměry,
• dostatečný výkon,
• možnost rozšíření nebo jednoduché výměny desky,
• cena.

Původní NAS byl čtyřdiskový, takže jsem věděl, že bude potřeba data migrovat a zálohovat. Nové řešení tedy muselo pojmout víc disků. Zároveň jsem ale chtěl původní disky využít. Dnes už není problém koupit velké disky, takže jsem se rozhodl nakonec počítat s pěti.

Data z původního úložiště (4× 3 TB v RAID 5) se dají zazálohovat na jeden 8TB disk, který má i hezkou cenovku. Původní disky už měly podle SMART nalítáno přes 10 let provozu.

Poznámka: SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) je technologie zabudovaná v moderních discích (HDD i SSD), která sleduje jejich stav a spolehlivost. Sledují se různé parametry třeba počet vadných sektorů, teplota, počet zapnutí, chyby při čtení nebo zápisu apod.

Takže nové řešení počítá s pěti disky. Ten pátý bude mít zvláštní roli: bude na něm záložní pool, na který budu pravidelně zálohovat všechna data. Dokud budou původní disky držet, bude vše fungovat paralelně a až původní disky začnou mít problémy, data budou bezpečně jinde. Pak jen původní disky vyměním za nové. Navíc kdyby bylo potřeba, mohu celý zálohovací disk jednoduše vytáhnout a odnést.

Základní deska

Možná vás hned napadne jednodeskový počítač jako Raspberry Pi 5 a podobně, ale podle mě mají jednu zásadní nevýhodu – jakmile vám přestanou stačit, není jednoduché je nahradit něčím výkonnějším. Problém je hlavně v tom, že jakákoliv jiná deska bude mít jiný formát, jiné rozmístění portů a rozměry.

V tu chvíli už nejde jen o výměnu desky, ale znamená to i předělání celé skříně, kabeláže a chlazení. Proto bych doporučil držet se standardních formátů základních desek, které vám umožní pozdější upgrade bez složitého redesignu.

Další věc je cena. Raspberry Pi 5 s 16 GB RAM se dnes prodává za víc než 3 200 Kč a za tu cenu už můžete sehnat jinou sestavu, která bude pro NAS vhodnější a výkonnější.

Nakonec jsem se rozhodl pro čínskou desku PcZinophyte 6-Bay NAS

• 6× SATA portů ideální pro moje potřeby s pěti disky plus jeden do budoucna navíc
• 1× PCIe slot možnost do budoucna přidat třeba NVMe adaptér nebo něco jiného
• 2× M.2 SATA sloty ideální na systémové SSD disky, bez potřeby zabírat SATA porty
• 4× 2,5Gbit LAN porty
• Procesor Intel N150 (x86) nenápadný, ale úsporný čtyřjádrový čip (TDP jen 6 W)

Tato deska včetně 16 GB RAM vychází přibližně stejně jako Raspberry Pi 5 se stejnou kapacitou paměti. Je třeba ale vzít v úvaho vše, co navíc nabízí: počet portů, výkon, architekturu x86 a možnosti rozšíření.

Jednou z dalších výhod je i formát Mini-ITX. Díky tomu je výměna za jinou desku (např. výkonnější nebo novější) v budoucnu daleko jednodušší. Nechtěl jsem jít do menších desek typu Nano-ITX nebo Pico-ITX, protože u NAS pro pět disků už moc nedává smysl snažit se za každou cenu zmenšovat základní desku. Pokud byste ale stavěli NAS třeba jen pro dva disky, tam už byste se po menším formátu poohlédnout mohli.

Autor: Hsintien, Wikipedie

Zároveň jsem se z prostorových důvodů snažil, aby celá skříň byla co nejkompaktnější. Proto jsem místo klasického ATX zdroje zvolil zmenšenou variantu napájenou z externího 12V adaptéru (90W), který mi zbyl z původního NASu.

Samozřejmě existují i menší interní ATX zdroje, ale jejich cena je většinou poměrně vysoká. Výhodou je i tišší provoz, protože externí adaptér většinou nemá aktivní chlazení.

Tento napájecí zdroj má sice jen jeden SATA power konektor, ale to není žádný problém, dá se to snadno vyřešit pomocí správného rozdvojovacího nebo vícenásobného napájecího kabelu (bohužel zase Čína, holt nikde jinde jsem to nesehnal).

Protože základní deska obsahuje dva M.2 SATA sloty, rozhodl jsem se pro instalaci systému využít právě ty. Oddělit operační systém od samotného storage poolu navíc přináší spoustu výhod ať už z hlediska výkonu, tak i flexibility celého řešení.

Výhody samostatného systémového úložiště:

• Větší flexibilita při úpravách a redesignu úložiště – systém běží na jiných discích, takže můžeme měnit, mazat nebo přestavovat datové pooly bez toho, aby to ohrozilo chod samotného NASu.
• Nižší spotřeba a delší životnost disků – systémové operace (jako monitoring, služby, logování) zbytečně neprobouzejí datové disky ze standby režimu. To má pozitivní dopad nejen na spotřebu,ale i na životnost samotných disků.
• Lepší zvládání krizových situací – pokud nastane problém s úložištěm, systém zůstává funkční. Díky tomu lze potíže řešit i na dálku, bez nutnosti fyzického zásahu.

Za mě tohle rozhodnutí výrazně zvyšuje robustnost a pohodlí při správě NASu. Vzhledem k tomu, že M.2 SATA SSD dnes nejsou nijak drahé, je to jedno z těch rozhodnutí, které dávají dlouhodobě smysl.

Navíc opět z důvodu spotřeby jsem volil Low-Powered variantu: Patriot P310 M.2 2280.

Operační systém

Díky tomu, že celá sestava běží na architektuře x86, otevírá se široká škála možností od specializovaných systémů přímo pro NAS, až po plnohodnotné desktopové OS, jako Windows 11.

Chtěl bych alespoň zmínit možnost volby Windows 11. Nejen proto, že je poměrně netradiční, ale hlavně proto, že pro některé uživatele to vůbec nemusí být špatná volba.

Ve Windows totiž zvládnete poměrně snadno:

• Vytvořit storage pool pomocí softwarového RAID,
• nastavit síťová sdílení bez zdlouhavého ladění,
• pro někoho může být klíčová i integrace s Active Directory,
• podpora některých softwarových řešení nebo třeba možnosti napojení na Microsoft služby,
• pokud už jste ve Windows „doma“, bude pro vás správa celého zařízení mnohem přirozenější.

Jsem si jistý, že nadšenci do Windows by těch výhod dokázali vyjmenovat ještě víc.

Já osobně se už víc než 22 let pohybuji hlavně ve světě Linuxu a BSD, takže moje volba přirozeně směřovala právě tímto směrem. Prošel jsem si několik různých řešení, některá jsem rovnou nainstaloval a vyzkoušel, jiná jsem aspoň důkladně prošel skrze dokumentaci.

Níže uvádím výběr TOP 10 systémů, které jsem zvažoval:

Tady vás asi trochu zklamu, žádné konkrétní doporučení tentokrát nemám. Důvod je jednoduchý: výběr systému extrémně závisí na vašich potřebách a na prostředí, do kterého chcete NAS integrovat.

Za zmínku rozhodne stojí první DSM od Synology, překvapilo mě, že něco takového vůbec existuje. Nicméně jsem jej nakonec nevyzkoušel.

U některých systémů jsem měl problém s tím, jak úzce jsou zaměřené, což samozřejmě nemusí být na škodu. Naopak, pro mnoho uživatelů to může být ideální cesta, protože „hotové“ systémy často vyřeší většinu problémů rovnou, bez nutnosti hlubší konfigurace.

Jenomže já jsem chtěl řešení, které mě nebude moc omezovat a zároveň je dobře prověřené. Taky jsem potřeboval vyřešit migraci dat z původního QNAP RAID.

Vybral jsem si nakonec Ubuntu Server LTS. Proč zrovna Ubuntu Server?

• Dlouhodobá podpora (LTS) – stabilita a bezpečnost na 5 let.
• Široká podpora aplikací i různých dodavatelů – takže pokud potřebujete něco specifického, dost pravděpodobně to existuje a běží to.
• Možnost online přechodu mezi hlavními verzemi – pro mě osobně zásadní výhoda, obzvlášť, když má systém běžet dlouhodobě.
• Flexibilita – Ubuntu Server vám umožní NAS provozovat, ale zároveň jej snadno přetvořit třeba na domácí server, hostitele pro VM nebo cokoliv jiného, co život linuxáka přinese.

Instalace Ubuntu Serveru je navíc poměrně jednoduchá. Díky použití standardních komponent se nijak zvlášť neliší od instalace na klasický počítač – žádné složité triky, jen pár obrazovek a systém běží. Plus pro moje potřeby do budoucnosti mi to dává velkou volnost.

Příště vytvoříme skříň

V příštím díle se podíváme na to, jak si vytvořit vlastní skříň a jak migrujeme původní data z QNAP RAID na nový.

(Autorem obrázků je Róbert Vojčík, není-li uvedeno jinak.)