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Homeserver bauen mit Raspberry, Banana, Odroid, Cubieboard & Co.

06.06.2017 | 08:04 Uhr |

Linux-Einsteiger und schon Platinenbastler? Das klingt nach Turbostart, doch ist die Platinenwelt so spannend, dass sie kein Linux-Nutzer ignorieren kann – zumal die Einrichtung eine eher sanfte Herausforderung darstellt.

Platinenserver und Linux sind ein Traumpaar. Linux hat seine Lieblingsrolle und der Minirechner ein sparsames, robustes System. Paraderollen sind solche als direkter Zuspieler für den TV-Bildschirm über den HDMI-Port sowie als Netzwerkserver für Daten oder Multimedia-Inhalte. Medienstreaming, Cloudserver, Datenserver und Serverdienste aller Art wie Wiki, Kalender, Fotogalerie, Notizverwaltung werden durch Raspberry & Co. frei konfektionierbar. Dieser Artikel gibt einen knappen Überblick zum Platinenmarkt und bringt Einrichtungsgrundlagen.

Zehn Millionen Raspberry Pis: Die Gründe

Allein vom Prototyp Raspberry Pi wurden seit Einführung 2012 zehn Millionen Exemplare verkauft. Die Gründe sind einfach: Was kommerzielle Lösungen (NAS, Set-Top-Box, Barebone) anbieten, ist mit einem Platinenrechner plus Linux locker zu übertreffen. Die wichtigsten Argumente sind neben dem niedrigen Preis ab etwa 40 Euro die absolute Laufruhe und der minimale Stromverbrauch.

Stromverbrauch: Beim Stromverbrauch kommen selbst Quadcore-Platinen kaum über fünf Watt unter Last, im Idle-Zustand typischerweise kaum über ein bis zwei Watt. Für den 24-Stunden-Dauerbetrieb in 365 Tagen ergeben sich bei durchschnittlich drei bis vier Watt Leistungsaufnahme (pro Stunde) vernachlässigbare Jahreskosten von unter zehn Euro. Selbst spezialisierte NAS-Geräte können hier nicht mithalten. Absoluter Sparkönig ist die Raspberry-Variante „Zero“, die im Idle-Betrieb nur 200 Milliwatt (0,2 Watt) beansprucht, als Server allerdings nicht wirklich in Betracht kommt. Beachten Sie, dass solche Angaben nur die Leistungsaufnahme der puren Platine betreffen: Der Verbrauch angeschlossener Festplatten oder USB-Hubs ist hinzuzurechnen.

Leistung: Selbst durchschnittliche Ein-Platinen-Rechner bieten mehr Leistung, Speicher und Anschlussmöglichkeiten als typische NAS-Geräte für den Home-Markt, die oft mit 256 und 512 MB RAM und einer Singlecore-CPU mit einem GHz (und weniger) auskommen. Raspberry & Co. haben meist ein bis zwei GB RAM und einen Dual-oder Quadcore-ARM-Prozessor mit einem bis zwei GHz Taktfrequenz an Bord. Beachten Sie, dass ARM-Prozessoren mit den weit leistungsstärkeren x86-Prozessoren von Intel/AMD nicht direkt vergleichbar sind. Die nebenstehende kleine Tabelle präsentiert Messwerte von CPUs in einigen Beispielgeräten, wobei das stromsparende Netbook mit Atom-CPU das empfohlene Vergleichsgerät darstellt.

Betriebssystem: Da alle Platinenrechner mit ARM-Prozessoren arbeiten, muss das jeweilige Linux aber für die Hardware erst optimiert und neu kompiliert werden. Dafür sorgen die Platinenhersteller in unterschiedlichem Umfang und bieten die Systemimages auf ihrer Website zum Download an. An dieser Stelle folgen nur die populärsten Kandidaten:

Raspberry Pi: www.raspberrypi.org

Odroid-Familie: www.hardkernel.com

Banana Pi: www.lemaker.org

Cubieboard: http://cubieboard.org/

Cubox/Hummingboard: http://solid-run.com

Bundles und Starter Kits: Kostengünstige Kombinationen der Platine inkl. Gehäuse, SD-Karte und Netzteil.
Vergrößern Bundles und Starter Kits: Kostengünstige Kombinationen der Platine inkl. Gehäuse, SD-Karte und Netzteil.
© pollin.de

Lese-Tipp: Einfache Raspberry-Pi-Mini-Projekte

Stimmige Hardwarekomponenten

Als Folge des Erfolgs des Raspberry Pi gibt es seit Jahren harten Wettbewerb: Raspberry, Banana, Odroid, Cubieboard, Hummingboard, Cubox sind nur die bekannteren Produktnamen unter zahlreichen Alternativen. Dabei protzt die eine Platine mit schneller CPU, die nächste mit optimaler Input/-Output-Leistung, die dritte mit einem Kampfpreis, die vierte mit zahlreichen Anschlüssen.

Hier sollten Sie sich nicht durch ein einzelnes Attribut blenden lassen, sondern immer alle wesentlichen Kriterien und den Einsatzzweck im Auge behalten, zumal auch höherpreisige Platinen manches falsch machen.

Für den typischen Einsatz in der Rolle als Datenserver ist der Prozessor relativ unkritisch (Speicher übrigens ebenso). Für das schnelle Ausliefern von Daten stehen I/O-Komponenten im Vordergrund, die optimal zusammenspielen sollten. In dieser Hinsicht bietet der Raspberry Pi 3 eine zwar nicht sonderlich schnelle, aber ausgewogene Kombination von USB 2.0 und Fast Ethernet oder etwa der Odroid XU4 die schnelle Kombination von USB 3.0 und Gigabit-Ethernet. Dies ist aber längst nicht überall der Fall: So können etwa SATA-oder USB-3.0-Ports ihre Leistung nicht voll ausspielen, wenn nur Fast Ethernet zur Verfügung steht (Amdale Board, ältere Cubieboards). Gleiches gilt vice versa für Gigabit-Ethernet, wenn die Daten durch USB 2.0 gebremst werden (Odroid C1+, Odroid C2, Wandboard Solo, Wandboard Dual).

Die Anzahl der USB-Ports ist irrelevant, wenn Sie die Platine per SSH übers Netz verwalten und die USB-Anschlüsse für Festplatten nutzen. Das gilt umso mehr, als die Platinen allenfalls eine Festplatte selbst mit Strom versorgen können, für weitere brauchen Sie in jedem Fall einen USB-Hub.

Wer das Optimum sucht, sollte sich immer die Mühe machen, einen Blick in das Produktdatenblatt der betreffenden Hardware zu werfen sowie Nutzerbewertungen durchzulesen. Viele Onlineversandhändler bieten dies direkt auf der Produktseite an. Der genauere Blick offenbart mitunter Mängel bei Konzeption oder Verarbeitung. Mancher LAN-oder WLAN-Adapter bleibt gedrosselt, SATA I ist nicht gleich SATA II.

Manche Details sind selbst auf dem Datenblatt nicht zu ermitteln: Bei Platinen mit SATA-Anschluss bleibt oft im Nebel, ob der SATA-Controller multiportfähig ist. Falls nicht, erhalten Sie nur mit einer angeschlossenen Festplatte die optimale SATA-Leistung, nicht hingegen beim Anschluss einer Diskstation mit mehreren Platten.

Komplexe, sehr detaillierte, aber auch mit mit zahlreichen Lücken gespickte Tabellen aller bekannten Ein-Platinen-Rechner finden Sie auf der englischsprachigen Wikipedia unter https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_single-board_computers . Als schnelle Übersicht für eine Kaufentscheidung sind die Tabellen dieser Wikipedia-Seite zu kompliziert, jedoch sind sie hilfreich, eine getroffene Vorentscheidung etwa durch die Kontrolle der verfügbaren Anschlussports zu verfestigen oder wieder zu verwerfen.

Die Wikipedia-Seite liefert Detailinfos zu allen populären und exotischen Ein-Platinen-Rechnern.
Vergrößern Die Wikipedia-Seite liefert Detailinfos zu allen populären und exotischen Ein-Platinen-Rechnern.

Weitere Kriterien: Nachhaltigkeit und Support

An einer technisch überzeugenden Platine mit einem robusten Serversystem kann man jahrelang Freude haben –und das praktisch wartungsfrei. Trotzdem ist die Hardware nicht das einzige Kriterium.

Nachhaltigkeit: Raspberry & Co. brauchen bekanntlich nur ein passendes System auf der SD-Karte, um sofort einsatzbereit zu sein. Dies eröffnet natürlich die Option, auf derselben Hardware unterschiedliche Systeme zu nutzen – was aber nur typische Bastler interessieren dürfte. Wichtiger ist die Sicherheit, eine defekte Platine im Handumdrehen durch eine neue ersetzen zu können, indem Sie dort einfach wieder das bewährte System einstecken. Das kann aber nur funktionieren, wenn die Hersteller auf Abwärtskompatibilität achten. Hier hat der Raspberry Pi seine unbestrittenen Vorteile. Ein Negativbeispiel ist der Wildwuchs der Odroid-Platinen vom Hersteller Hardkernel, der seit 2012 insgesamt zehn Platinen auf den Markt geworfen hat, die größtenteils untereinander inkompatibel sind. Um Missverständnisse zu vermeiden: Hardwaretechnisch sind die Odroid-Varianten unbedingt Empfehlung wert, aber beim irgendwann fälligen Ersatz der Platine wird man das Betriebssystem komplett neu einrichten müssen. Der Hersteller hat inzwischen selbst aufgeräumt und die Palette auf die Modelle C1+ und XU4 reduziert.

Hilfe und Informationen: Je mehr Personen eine Hardware nutzen, desto üppiger fließen die Informationen. Hinsichtlich Dokumentation, Community, Supportforen kann keine Konkurrenzplatine annähernd mit dem Raspberry Pi mithalten. Die mittlerweile zehn Millionen verkauften Raspberrys sind eine wichtige Rückversicherung bei Hardware-oder Softwareproblemen. Die offizielle, englischsprachige Website www.raspberrypi.org der Raspberry Foundation ist übersichtlich strukturiert und führt bei Bedarf auch weiter zum deutschsprachigen Forum (mit allerdings deutlich reduziertem Umfang).

Englischsprachige Wikis und Userforen bescheidenerer Größe finden Sie auch bei anderen Herstellern, bei Hardkernel zudem das monatliche und kostenlose „Odroid-Magazine“ als PDF ( http://magazine.odroid.com ).

Odroid-Wildwuchs: Die Hardkernel-Platinen sind untereinander nur teilweise kompatibel.
Vergrößern Odroid-Wildwuchs: Die Hardkernel-Platinen sind untereinander nur teilweise kompatibel.

Empfohlene Platinen für Serverrollen

Was muss man für einen robusten Daten-, Streaming oder Intranet-Webserver ausgeben? Nach unserer Einschätzung sind Platinen bis 100 Euro eine gute Wahl. Noch teurere Produkte sind oft nicht besser und bringen kaum noch Vorteile für diese Rollen.

Bis 50 Euro: Der Odroid C2 ist preislich mit etwa 50 Euro eine interessante Alternative zum Raspberry 3 (deutscher Vertrieb www.pollin.de ). Mit der zwei GHz schnellen Quadcore-CPU, zwei GB RAM und Gigabit-LAN taugt die Platine sogar für einfache Desktopzwecke, wird dabei aber nicht ohne aktiven Lüfter auskommen (der Einbau ist vorgesehen). Für den Serverbetrieb ist die Hardwarekombination nicht ganz ideal: Odroid C2 bringt Gigabit-Ethernet mit, kann aber Datenträger nur mit USB 2.0 versorgen. Der Raspberry Pi 3 ist etwas preiswerter und hat WLAN an Bord, hat aber sonst technisch in allen Belangen (CPU, RAM, Ethernet) das Nachsehen.

Bis 100 Euro: Wer bereit ist, für eine Platine mit Gehäuse etwa 100 Euro auszugeben, ist mit Odroid XU4 gut bedient (deutscher Vertrieb www.pollin.de ). Die Hardware bietet zwei GB RAM und arbeitet mit acht Kernen – vier schnelle ARM-Cortex-Kerne A15 (2 GHz), vier weitere stromsparende Cortex-A7-Kerne (1,4 GHz). Die Kombination von Gigabit-Ethernet und USB 3.0 sorgt für optimalen Datendurchsatz – etwa 800 MBit/s Durchsatz sind im Alltagsbetrieb realistisch. Odroid XU4 hat WLAN an Bord und nutzt einen kleinen CPU-Lüfter. Letzteres könnte Nutzer abschrecken, die von einem Platinenrechner lautlosen Betrieb erwarten.

Cubieboard 4 mit Achtkern-CPU, Gigabit-LAN, WLAN, USB 3.0 und Gehäuse.
Vergrößern Cubieboard 4 mit Achtkern-CPU, Gigabit-LAN, WLAN, USB 3.0 und Gehäuse.
© pollin.de

In derselben Preisklasse für etwa 100 Euro mit Gehäuse bietet der Banana Pi M3 vergleichbare Leistungsdaten (deutscher Vertrieb , ). Die Platine bringt ebenfalls Gigabit-Ethernet sowie WLAN mit. Anders als Odroid XU4 hat die Banana-Platine nur USB 2.0, dafür aber einen schnellen SATA-Anschluss.

Bis 150 Euro: Die Firma Solidrun (deutscher Vertrieb www.tecsetter.de ) hat mit Hummingboard i2eX und Cubox i4 zwei Minirechner im Angebot, welche die psychologische 100-Euro-Grenze deutlich überschreiten (140 und 150 Euro), dennoch leistungstechnisch nicht an Odroid XU4 und Banana Pi M3 heranreichen. Zudem ist das Gigabit-LAN bei beiden Geräten auf 470 MBit/s gedrosselt, was den idealen Durchsatz bei der Nutzung des SATA-Ports verhindert. In dieser Preisklasse kann am ehesten das Cubieboard 4 (150 Euro) überzeugen – mit deutlich leistungsstärkerer Achtkern-CPU und echtem Gigabit-LAN (deutscher Vertrieb www.pollin.de ). Statt SATA ist hier USB 3.0 an Bord.

Lese-Tipp: Raspberry Pi - Neues Compute Module und Pi 3 Model A

Die Bedienung des Platinenrechners

Wie schon angesprochen beziehen Sie das Betriebssystem für die Platine immer als Download von der Hersteller-Website. Wie Sie das System unter Linux, Windows oder Mac-OS X auf eine SD-Karte schreiben, erklärt der nachfolgende Artikel. Anders als bei typischen Linux-Desktop-Systemen entfällt hier der Zwischenschritt der Installation über das Livesystem: Platinenimages sind keine Livesysteme, sondern bereits das endgültige Betriebssystem.

Einmal auf Karte geschrieben und dann die Karte in den Slot der Platine eingelegt, sollte der Minirechner sofort funktionieren.

Wie Sie mit dem Rechner kommunizieren, ist im Prinzip Geschmacksache:

• Die direkte Bedienung über angeschlossene Ein-und Ausgabegeräte wie Tastatur, Maus und Monitor/TV ist eher untypisch. Dies ist über USB-Ports und HDMI zwar möglich, aber in der Regel unnötig und unpraktisch. Eine Ausnahme: Der Platinenrechner dient über HDMI als direkter Zuspieler am TV-Gerät – hier kann es sinnvoll sein, den Minirechner dauerhaft über Maus und Tastatur zu benutzen.

• Jedes Serversystem hat einen bereits aktivierten Open-SSH-Server an Bord. Damit lässt sich die Platine vom ersten Start an über jeden Netzwerkrechner auf der Kommandozeile bedienen, denn der notwendige SSH-Client ist auf jedem Linux-und Mac-OS-System Standard. Unter Windows hilft das Tool Putty. Diese Methode der Serververwaltung ist schnörkellos und effizient, setzt aber fundamentale Kenntnisse am Linux-Terminal voraus.

• Einige Serversysteme bringen einen eingebauten Webserver mit, der eine klickfreundliche Fernbedienung des Platinenrechners über einen beliebigen Browser im Netzwerk erlaubt. Dies kann Einsteigern entgegenkommen, bietet aber auch Fortgeschrittenen zusätzlichen Komfort, die nebenbei auch das SSH-Terminal benutzen.

Serversystem mit Weboberfläche: Das NAS-System OMV ist über den Browser zu administrieren.
Vergrößern Serversystem mit Weboberfläche: Das NAS-System OMV ist über den Browser zu administrieren.

Ein Beispiel für ein Datenserversystem ist das NAS-System Open Media Vault (OMV), das die meisten Platinenhersteller in ihrem Systemrepertoire anbieten (siehe Abbildung auf dieser Seite). Ein Beispiel für einen Medienserver ist das Mediencenter Kodi, das es in mehreren Distributionen gibt (Libre Elec, Open Elec, OSM, Xbian).

Mindestens eine dieser Kodi-Distributionen wird für jede populäre Platine angeboten. Anders als bei OMV ist bei Kodi-Distributionen eine Ersteinrichtung über direkt angeschlossene Peripherie (Maus, Tastatur, Monitor) erforderlich.

ARM-und x86-Prozessoren im Sysbench-Vergleich

Gerät

Architektur

Prozessor

Sysbench*

PC

x86

Intel i7-2600 Quad (3,4 GHz)

2,46

Notebook

x86

AMD Phenom Dual (3 ,0 GHz)

10,34

Odroid XU4

ARM

Cortex A7/A15 Octo (1,4/2,0 GHz)

24,24

Odroid U3

ARM

Cortex A9 Quad (1,7 GHz)

33,33

Netbook

x86

Intel Atom N270 (1,6 GHz)

45,26

Raspberry Pi 3

ARM

Cortex A53 Quad (1,2 GHz)

46,43

Cubox i4 Pro

ARM

Cortex i.MX6 Quad (1 GHz)

60,01

Raspberry Pi 2

ARM

Cortex A7 Quad (0,9 GHz)

77,23

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