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Mikrocomputer

Raspberry Pi als NAS einsetzen - so geht's

25.02.2014 | 09:46 Uhr |

Das Bastelwunder Raspberry Pi leistet erstaunliche Dinge: Mit ein paar Bauteilen und etwas Know-How verwandeln Sie die kleine Platine in einen NAS. Wir zeigen hier die Planung und die Konfigurationsschritte.

An NAS-Netzwerkspeichern (Network Attached Storage), die mit Linux reibungslos zusammenarbeiten, herrscht kein Mangel. Und die im Handel angebotenen Lösungen stellen eine Menge zusätzlicher Funktionen zur Verfügung. Ob diese auch alle benötigt werden, steht auf einem ganz anderen Blatt. Wer in einer Schublade eine USB-Festplatte herumliegen hat und gerne bastelt, stellt sich ein individuelles NAS für knapp 60 Euro zusammen. Möglich wird dies durch den inzwischen millionenfach verkauften Einplatinen-Computer Raspberry Pi.

Schlankes System mit Einschränkungen

Vorab: In Sachen Übertragungsgeschwindigkeit kann das System mit den Profilösungen aus dem Fachhandel nicht ganz mithalten. Dies liegt weniger an der Ausstattung an Arbeitsspeicher oder der Prozessorgeschwindigkeit, sondern vielmehr an der Beschränkung der aufgelöteten Ethernet- Buchse. Während NAS-Boxen im Handel mit Gigabit-Schnittstellen protzen, ist auf der Platine ein 100-MBit-Anschluss integriert. Andererseits werden Sie kein System finden, das Ihren Geldbeutel beim Stromverbrauch ähnlich schont. Der Rechner verbraucht rund 3,5 Watt, dazu kommt dann noch der Verbrauch einer angeschlossenen externen Festplatte. Selbst bei großzügiger Kalkulation verbrauchen Sie nur ein Viertel des Stroms, den ein kommerzielles NAS benötigt.

Wenn die Installation des Betriebssystems funktioniert hat und die Aktivierung des SSH-Zugangs erfolgt ist, melden Sie sich einfach am System an.
Vergrößern Wenn die Installation des Betriebssystems funktioniert hat und die Aktivierung des SSH-Zugangs erfolgt ist, melden Sie sich einfach am System an.

Die Einkaufsliste

Was brauchen Sie, um loszulegen? Zunächst einmal das Board. Das Raspberry Pi in der Revision B kostet im Handel rund 40 Euro (39,95 € etwa bei www.conrad.de ). Es verfügt über 512 MB an RAM, besitzt eine Ethernet- Schnittstelle und zwei USB-Ports. Wenn Sie der Platine etwas Gutes tun und vor dem Einstauben schützen wollen, kaufen Sie zusätzlich noch ein passendes Kunststoffgehäuse. Technisch notwendig ist das allerdings nicht. Solche durchsichtigen Boxen gibt es für 10 bis 25 Euro (die schicke Raspbox bei www.yoctopuce.com für 12 Euro plus relativ hohe Versandkosten). Strom bezieht der Raspberry über den Mikro-USB-Anschluss. Dort müssen fünf Volt anliegen. Besitzen Sie ein Handy-Ladegerät mit der notwendigen Leistung, das Sie nicht benötigen, können Sie dieses verwenden. Andernfalls müssen Sie ein solches Ladegerät beim Einkauf berücksichtigen.
 
Unbedingt nötig ist ferner eine SDKarte, auf der Sie das Betriebssystem unterbringen. Vier GB genügen hier. Generell könnten Sie den Taschencomputer vollständig über einen Remote-Zugang konfigurieren und pflegen. Wem das nicht liegt, benötigt eine externe Tastatur, die sich per USB anschließen lässt, außerdem einen Monitor, der mittels eines HDMI-Kabels mit dem Computer verbunden werden kann. Schließlich ist für die Nutzung als NAS natürlich externer Datenspeicher erforderlich, also eine USB-Festplatte oder ein groß dimensionierter USB-Stick.

Raspberry Pi macht aus jedem Fernseher ein Smart-TV

Aktualisieren Sie nach der Installation zunächst einmal die Paketquellen, damit das Raspberry-Sytem die neuesten Versionen der Software erhält.
Vergrößern Aktualisieren Sie nach der Installation zunächst einmal die Paketquellen, damit das Raspberry-Sytem die neuesten Versionen der Software erhält.

Das sollten Sie bereits wissen

In diesem Artikel geht es in erster Linie um die grundlegende Konfiguration der Hardware und des Betriebssystems, damit aus dem Kleinstcomputer ein NAS wird. Sie sollten bereits Erfahrungen mit der Einrichtung von Nutzern und Nutzergruppen unter Linux gesammelt haben, damit später auch nur die berechtigten Personen auch Daten auf dem System ansehen können. Damit das funktioniert, muss das Paket „acl“ auf dem System installiert werden. Die Benutzung des Befehls adduser und die Vorlagendatei „adduser.conf“ spielen ebenfalls eine Rolle.

Die Erstkonfiguration

Damit Sie Ihr NAS in Betrieb nehmen können, braucht der Computer ein Betriebssystem. Inzwischen gibt es eine Reihe von Linux-Derivaten, die Sie verwenden können. Besuchen Sie dazu die Seite www.raspberrypi.org/downloads . In diesem Beispiel wird die spezielle Debian-Version für den Kleinst-Computer verwendet. Laden Sie sich die ISO-Datei (Raspbian Wheezy) auf Ihren Rechner. Während das ZIP-Archiv heruntergeladen wird, müssen Sie erst einmal herausfinden, unter welchem internen Namen Ihr Linux eine eingelegte SD-Karte anspricht. Dazu benötigen Sie ein Terminal. Dort geben Sie ein:

sudo ls /dev/sd*

Nach der Eingabe des Systemkennworts erhalten Sie von Ihrem Computer eine Reihe von Kürzeln angeboten. Legen Sie jetzt die Speicherkarte ein, warten Sie einen Moment, und führen Sie das Kommando erneut aus. Die Liste der Einträge sollte jetzt länger sein. Wahrscheinlich werden Sie dort jetzt einen zusätzlichen Wert „/dev/sdb1“ bemerken.

Um das OS auf die SD-Karte kopieren zu können, darf der Datenträger nicht eingehängt sein. Im Terminal geben Sie daher

sudo umount /dev/sdb1

ein. Passen Sie „sdb1“ an das bei Ihnen verwendete Laufwerkskennung-Kürzel an. Nachdem der Download abgeschlossen ist, klicken Sie im Dateimanager doppelt auf das ZIP-Archiv. Im Archivmanager markieren Sie die IMGDatei und klicken auf „Entpacken“. Danach wählen Sie einen Ordner aus, in den Sie die Datei kopieren wollen.

Jetzt kopieren Sie das Image auf die SD-Karte, damit das Raspberry Pi damit gestartet werden kann. Dieser Vorgang kann etwas dauern, immerhin müssen einige Gigabyte auf die Karte geschaufelt werden. Dabei erhalten Sie keine Anzeige über den Fortschritt – also einfach abwarten, bis Sie wieder auf der Kommandozeile landen.

Das Kopieren übernimmt das Kommando „dd“. Sie brauchen für die Arbeit root Rechte. Vor allen Dingen müssen Sie sorgfältig arbeiten, damit Sie nicht aus Versehen einen anderen Datenträger überschreiben und damit Ihr System beschädigen. Im Terminal geben Sie dann sudo dd if=Speicherort.img of=/dev/Kürzel_SD_Karte ein, also in einem konkreten Beispiel:

sudo dd if=/home/sla/2013-09-25-wheezy-raspbian.img of=/dev/sdb1

Wenn das Betriebssystem auf die SDKarte kopiert wurde, können Sie sich an die Starvorbereitungen machen. Legen Sie die SD-Karte in den Raspberry Pi ein, verbinden Sie die Tastatur mit dem USB-Port, den Monitor über HDMI und das Netzwerkkabel mit Ihrem Router. Schalten Sie den Monitor ein. Verbinden Sie erst jetzt den Mikro-USB-Port mit einer Stromquelle, um den Computer zu starten.

Hardware-Hacks mit dem Raspberry Pi

Mit Fdisk sehen Sie sich die Partitionen auf den externen Datenträgern an und legen neue Partitionen an, um mit einem völlig frischen System zu beginnen.
Vergrößern Mit Fdisk sehen Sie sich die Partitionen auf den externen Datenträgern an und legen neue Partitionen an, um mit einem völlig frischen System zu beginnen.

System starten und Zugang einrichten

Damit sollte das System starten und eine Reihe von Meldungen auf dem Bildschirm ausgeben. Am Ende gelangen Sie in den Dialog für die Konfiguration des Systems („raspi-config“). Aktivieren Sie dort zum einen die Option „Expand filesystem“. Damit wird die Root-Partition auf die maximale Größe geändert. Unter „Advanced“ aktivieren Sie den Zugang per SSH. Das hat den großen Vorteil, dass Sie nicht ständig einen Monitor an der Box anschließen müssen, sondern sich über das eigene interne Netzwerk mit dem Rechner verbinden können. Der Verzicht auf einen Monitor kommt auch der Energiebilanz des Systems zugute.

Besuchen Sie die Konfigurationsoberfläche Ihres Routers (zum Beispiel der Fritzbox), und schauen Sie in den DHCP-Einstellungen nach, welche Clients angemeldet sind. Sie sollten dort den Raspberry PI mit einer IPAdresse finden. Wenn Sie sich Arbeit sparen wollen, konfigurieren Sie den DHCP-Server des Routers so, dass der Raspberry immer die gleiche IP-Adresse zugewiesen bekommt. Jetzt können Sie versuchen, sich erstmals mit dem System zu verbinden. Starten Sie ein Terminal und geben Sie dort ein:

ssh -l pi IP-Adresse

Damit melden Sie den Nutzer pi am System ein. Sie müssen explizit mit „Yes“ antworten, um die Verbindung fortzusetzen. Als Passwort nutzen Sie das voreingestellte „raspberry“. Danach werden Sie vom Prompt des Systems begrüßt.
 
Zur Einrichtung des Systems als NAS benötigen Sie einige Programme. Aktualisieren Sie am besten zunächst die Paketquellen und das System. Wie unter Ubuntu nutzen Sie die folgenden beiden Kommandos auf dem entfernten System:

sudo apt-get update sudo apt-get upgrade
Damit die externe USB-Platte bei künftigen Systemstarts automatisch eingebunden werden, muss sie in die Datei „fstab“ eingetragen werden.
Vergrößern Damit die externe USB-Platte bei künftigen Systemstarts automatisch eingebunden werden, muss sie in die Datei „fstab“ eingetragen werden.

Externe Datenträger anschließen und vorbereiten

Ist das System auf dem neuesten Stand, können Sie an die Einrichtung der externen Festplatte gehen. Geben Sie zunächst das Kommando ls /dev/ ein. Schließen Sie nun die externe Platte an, und verbinden Sie diese mit der Stromversorgung. Führen Sie dann das Kommando erneut aus: Damit ermitteln Sie, über welchen Namen das System die Platte anspricht. Dies dürfte in den meisten Fällen „/dev/sda“ sein.

Geben Sie sudo fdisk /dev/sda ein. Mit Taste P sehen Sie sich an, welche Partitionen auf der Platte vorhanden sind. Am besten, Sie formatieren die externe Platte vollständig neu. Drücken Sie zunächst Taste D, um eine vorhandene Partition zu löschen, danach Taste N, um eine neue Partition anzulegen. Anschließend belassen Sie es am besten mit den Vorgabewerten, bestätigen also immer nur mit der Enter-Taste. Dieser Partition spendieren Sie anschließend ein Dateisystem. Dazu genügt der Befehl

sudo mkfs.ext4 /dev/sda1

Jetzt müssen Sie nur noch dafür sorgen, dass die Platte automatisch nach dem Systemstart eingebunden wird. Im Falle einer USB-Platte müssen Sie dazu die sogenannte UUID herausfinden. Geben Sie den Befehl

sudo blkid

ein, und achten Sie bei der Rückgabe auf die Rückmeldung Ihrer Platte. Kopieren Sie dann die Zeichenfolge in Klammern. Nun öffnen Sie im Editor Nano die Datei „fstab“ (File System Table):

sudo nano /etc/fstab

In die Datei schreiben Sie dann als neuen Eintrag (Beispiel):

#WD-Platte UUID=72f940b3-f4c6-4301 /share ext4 defaults 0 0

Speichern Sie die Datei, und starten Sie das System neu.

Raspberry Pi: Der Computer im Eigenbau

Avahi und Netatalk: Richtig konfiguriert erscheint der Raspberry Pi im Finder aller Macs im gleichen Netzwerk als externe Platte.
Vergrößern Avahi und Netatalk: Richtig konfiguriert erscheint der Raspberry Pi im Finder aller Macs im gleichen Netzwerk als externe Platte.

Freigaben für Windows- und Apple-Rechner

Sobald das automatische Mounten der externen Platte gelingt, haben Sie die meiste Arbeit bereits hinter sich. Nun geht es um das Einrichten der Freigaben: Wenn Sie per Windows-Rechner auf freigegebene Verzeichnisse zugreifen wollen, müssen Sie einen Samba-Server aufsetzen und einrichten. Lesen Sie dazu den Artikel „Netzwerken mit Samba“ in diesem Heft, ab Seite 36. Um über ein Apple-Netzwerk auf freigegebene Verzeichnisse zugreifen zu können, installieren Sie die beiden Programmpakete „netatalk“ und „avahi-daemon“:

sudo apt-get install avahi-daemon sudo apt-get install netatalk

Nach erfolgreicher Installation öffnen Sie mit dem Editor Nano die Konfigurationsdatei „afpd.conf“ für den Apple-Dienst:

sudo nano /etc/netatalk/afpd.conf

Tragen Sie dort die nachfolgende Zeile ein – die Position spielt keine Rolle, zumal in der Datei vermutlich keine weiteren Einträge vorhanden sind.

- -tcp -noddp -uamlist uams_dhx.so,uams_dhx2_passwd.so-nosavepassword

Speichern Sie die Datei. Öffnen Sie jetzt die Konfigurationsdatei für die einzelnen Freigaben, die auf den Apple-Rechnern zu sehen sein sollen:

sudo nano /etc/netatalk/AppleVolumes.default

Tragen Sie dort vor der Zeile „End of File“ folgendes ein (Beispiel):

 #Public folder /share/Public Public options:upriv perm:0776 

Damit haben Sie die Freigabe „Public“ angelegt. Das Protokoll kennt noch eine Reihe von weiteren Optionen. Die Einzelheiten sind recht vollständig etwa unter http://wiki.ubuntuusers.de/netatalk erklärt.
 
Noch komfortabler wird das Ganze im Zusammenspiel mit dem Avahi- Daemon. Er publiziert eine Freigabe in einem Apple-Netz, so dass Mac-Computer schneller darauf zugreifen können. Dafür ist ein kleiner Eingriff in die Konfigurationsdatei „afpd.service“ des Dienstes erforderlich:

sudo nano /etc/avahi/services/afpd.service

In die XML-Datei tragen Sie Folgendes ein:

<?xml version="1.0" standalone='no'?><!--*-nxml-*--> <!DOCTYPE service-group SYSTEM "avahi-service.dtd"> <service-group> <name replace-wildcards="yes">%h</name> <service> <type>_afpovertcp._tcp</type> <port>548</port> </service> </service-group>

Nach dem Speichern starten Sie den Dateidienst und Avahi neu:

sudo service avahi-daemon restart sudo service netatalk restart

Wenige Augenblicke später sollten alle Macs im Finder unter „Freigaben“ den Raspberry sehen können. Die Kombination von Netatalk und Avahi erlaubt es auch, die am Raspberry Pi angeschlossenen Platten als Ziel für das Backup mit Time Machine zu nutzen.

Erweitern durch zusätzliche Komponenten

Bislang gibt es keine auf dem Raspberry lauffähige Variante von Free NAS oder NAS4Free . Probleme bereitet unter anderem das ZFS-Dateisystem, das im auf BSD basierenden Betriebssystem für Speicherboxen enthalten ist und nicht auf Debian und damit dem hier vorgestellten Derivat läuft.

Deswegen müssen viele der weiteren Möglichkeiten, die fertige NAS-Systeme bereithalten, mit Hilfe von einzelnen Komponenten nachgerüstet werden.

Die gezeigte Konfiguration eignet sich etwa auch als Medienserver. Dazu müssen Sie etwa das Paket „minidlna“ auf dem System installieren und einrichten. Danach streamt der kleine Computer bei Bedarf Musik oder Videos direkt auch andere Geräte im Netz. Auch die Verwendung als Drucker-Server ist nach einer Installation von Cups möglich.

Schnellere Installation für Windows-Nutzer

Wer noch ein zusätzliches Windows im Einsatz hat, kann seine SD-Karte schneller zum Startmedium für seinen Raspberry Pi machen. Besuchen Sie die Seite des Projekts, und laden Sie sich dort die Noobs-Edition auf Ihren Rechner.

Diese Out-of-the-Box-Version braucht nur auf die Karte kopiert zu werden und enthält eine Auswahl von Distributionen und Programmen, die auf dem Winzig-Rechner laufen können. Dementsprechend geduldig müssen Sie allerdings während der Übertragung sein. Denn immerhin müssen hier mehr als drei Gigabyte auf die Speicherkarte kopiert werden.

Unter www.sdcard.org/downloads/formatter_4/ besorgen Sie sich inzwischen das Formatierungswerkzeug für SD-Karten. Sie installieren es unter Windows wie gewohnt. Danach können Sie jederzeit mit wenigen Mausklicks eine SD-Karte formatieren. Ist dieser Schritt erfolgt, entpacken Sie das ZIP-Archiv von Noobs und kopieren den Inhalt auf die SD-Karte. Wenn Sie das Raspberry Pi damit booten, können Sie zwischen den angebotenen Distributionen jene auswählen, welche Sie installieren wollen. Ist dieser Schritt erfolgt, verhält sich der Mini-Computer genauso wie im Haupttext des Artikels beschrieben.

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