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NAS-Datenspeicher für das Heimnetz


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LinuxWelt - epaper ⋅ Ausgabe 2/2022 vom 28.01.2022

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Bildquelle: LinuxWelt, Ausgabe 2/2022

Laufwerke für ein NAS: Ein Netzwerkspeicher läuft zwar auch mit Standardfestplatten, spezielle NAS-Festplatten sind jedoch bei Dauerbetrieb langlebiger und dafür etwas teurer.

Speicherplatz kann man nie genug haben. Aufwendig konfigurierte Betriebssysteme und umfangreiche Sammlungen privater Dateien verlangen nach ausreichend Platz für Backups. Dazu kommt die wachsende Anzahl vernetzter Geräte wie Smart-TVs, Tablets, Smartphones und Mediaplayer, die untereinander Daten austauschen können. Einem Netzwerkspeicher wächst damit neue Bedeutung zu, etwa beim Medienstreaming. Was man genau benötigt, hängt vom Einsatzzweck ab. Wenn es nur um die gelegentliche Datensicherung geht, reicht eine USB-Festplatte aus. Sollen aber Daten von mehreren PCs oder Notebooks über das Netzwerk gesichert werden, Medien auf PCs und Tablets abgespielt werden, dann greift man besser zu einem NAS (Network Attached Storage).

In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf den Selbstbau eines NAS. Dafür kann man ein ausgedientes Notebook oder einen PC verwenden, solange das Gerät zuverlässig läuft. Ein ...

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... Raspberry Pi ist ebenfalls geeignet. Serversysteme für ein NAS sind schnell installiert, die Konfiguration erfolgt über eine einfach bedienbare Weboberfläche.

Geeignete Hardware für ein NAS

Auch ältere PCs und Notebooks sind oft schon wenigstens mit SATA-II-Schnittstellen (3 GBit/s) oder sogar mit SATA III (6 GBit/s) ausgestattet. Das reicht für einen privaten Datenspeicher aus, weil Festplatten ohnehin keine höhere Übertragungsrate bieten. SSDs wird man alleine schon aus Kostengründen zurzeit in einem NAS eher nicht verbauen. Dateien werden zwar schneller geschrieben und gelesen, was sich aber nur mit sehr schnellen Netzwerkadaptern und/ oder beim Zugriff mehrerer Benutzer gleichzeitig spürbar auswirkt.

Festplatten: Für ein NAS eignet sich jede Festplatte. Empfehlenswert sind jedoch NAS-Festplatten, die für den Dauerbetrieb ausgelegt sind und meist etwas teurer als Standardfestplatten sind. Geeignete Modelle gibt es von Seagate, Western Digital und Toshiba, beispielsweise die Seagate Iron Wolf NAS-HDD mit acht TB für etwa 210 Euro oder die Western Digital WD Red mit acht TB für ungefähr 260 Euro. Wenn mehrere Festplatten im Gerät stecken, sollte man auf eine ausreichende Kühlung achten.

Für mehr Geschwindigkeit kann man zwei gleich große Festplatten in einem Raid- 0-Verbund (Stripe) zusammenfassen. Das verringert jedoch die Dateisicherheit, weil beim Ausfall einer Festplatte alle Daten verloren gehen. Sicherer ist die redundante Speicherung in einem Raid-1-Verbund (Mirror), bei dem auf beiden Festplatten die gleichen Daten liegen. Fällt eine aus, lässt sich die Kopie auf der anderen Festplatte immer noch lesen. Mit vier Festplatten kann man einen Raid-5-Verbund erstellen. Durch Striping erhöht sich die Geschwindigkeit und zusätzlich gespeicherte Paritätsdaten sorgen für mehr Datensicherheit. Festplatten lassen sich auch am USB-Anschluss nutzen, der wenigstens USB 3.2 Gen 1×1 (vorherige Bezeichnung: USB 3.0) unterstützen sollte. Wenn möglich, greift man zu 2,5-Zoll-Geräten, die leiser sind und keine externe Stromversorgung benötigen. CPU und RAM: Wie stark die Prozessorlast bei einem Netzwerkspeicher ist, hängt vom Netzwerk- und SATA-Adapter ab. In der Regel ist diese nur gering, weshalb eine ältere Dualcore-CPU oder der ARM-Prozessor eines Raspberry Pi ausreichen. RAM wird in der Regel ebenfalls kaum benötigt. Zwei oder vier GB reichen für einfache NAS-Systeme aus. Mehr CPU-Leistung oder RAM ist nur erforderlich, wenn das NAS nicht nur als Netzwerkspeicher, sondern auch für andere Aufgaben dienen soll.

Open Media Vault (1): Installation auf dem PC

Open Media Vault (www.openmediavault.org) ist eine NAS-Lösung, die auf Debian basiert. Das System bietet Dienste für den Dateitransfer über SMB/CIFS (Samba-Server), FTP und NFS. Zusätzliche Erweiterungen stehen für SFTP und DLNA (Medienstreaming) bereit. Die Verwaltung erfolgt über eine komfortable Weboberfläche, die Benutzerkonten mit unterschiedlichen Berechtigungen vorsieht. Benutzer können jeweils ein eigenes Home-Verzeichnis erhalten und/oder auf einen gemeinsamen Speicherbereich zugreifen.

Installation: Open Media Vault bietet unter https://sourceforge.net/projects/openmedia vault/files ISO-Dateien zum Download an. Laden Sie die Datei „openmediavault_5.6.13-amd64.iso“ (640 MB) oder neuer herunter. Für die Installation können Sie daraus eine DVD brennen oder das Installationssystem beispielsweise mit Etcher (www.balena.io/ etcher) auf einen USB-Stick übertragen. Die nachfolgende Einrichtung mit diesem Installer sollte dann wiederum auf eine kleine Festplatte/SSD, eine SD-Karte oder einen USB-Stick erfolgen. Denn Open Media Vault beansprucht stets den gesamten Speicherplatz auf dem Systemlaufwerk für sich. Ein USB-Stick mit einer Kapazität ab acht GB reicht aus. Halten Sie eine oder mehrere Festplatten im PC bereit, die Open Media Vault als Datenspeicher verwenden kann. Booten Sie den Rechner vom Installationsmedium. Die Installation kann im Bios/Legacy- oder Uefi-Modus erfolgen. Secure Boot darf aktiviert bleiben, da das System einen von Debian signierten Kernel verwendet. Die Parallelinstallation neben einem anderen Linux ist möglich, aber nur auf einer eigenen Festplatte oder einem USB-Stick. Wer Open Media Vault nur ausprobieren möchte, verwendet dafür besser einen virtuellen PC in Virtualbox (www.virtualbox.org).

OPEN MEDIA VAULT FÜR DEN RASPBERRY PI

Auf dem Raspberry Pi ist die Installation von Open Media Vault etwas umständlich.

Zuerst muss man über den Pi Imager das System Raspberry-Pi-OS Lite „Buster“ installieren (www.raspberrypi.com/software, siehe Artikel ab Seite 82). Es muss die Lite-Variante sein, ein System mit Desktopumgebung lässt sich nicht verwenden. Nach Einrichtung und Konfiguration des Systems ermitteln Sie mit „ip a“ die IP-Adresse des Raspberry. Im Terminal verwenden Sie dann diesen Befehl:

Damit wird die nötige Software installiert und das System startet danach automatisch neu. Auf einem anderen PC rufen Sie dann die Weboberfläche von Open Media Vault auf. Die weitere Konfiguration läuft so ab, wie im Haupttext für den PC beschrieben. Die Erweiterung „openmediavault-flashmemory“ wird beim Raspberry Pi zur Schonung der SD-Karte automatisch installiert.

Die Installation über einen Assistenten ist in wenigen Schritten erledigt. Nach der Sprachauswahl legen Sie den Rechnernamen fest und vergeben ein Passwort für das Administratorkonto „root“. Anschließend legen Sie die Zielfestplatte für das Open- Media-Vault-System fest. Kontrollieren Sie die Auswahl genau, damit Sie nicht versehentlich das falsche Laufwerk löschen. Nachdem alle Dateien kopiert sind, entfernen Sie das Installationsmedium und booten den PC vom Open-Media-Vault-Laufwerk. Sie können sich im Terminal als Benutzer root mit dem zuvor vergebenen Passwort anmelden. Wie bei Debian üblich, sollten Sie das System mit

auf den neusten Stand bringen. Über den Befehl

ermitteln Sie die IP-Adresse des Systems. Diese benötigen Sie, um auf einem anderen Rechner die Weboberfläche im Browser aufzurufen. In der Regel funktioniert auch „ [Rechnername]“, wobei Sie den Platzhalter durch den bei der Installation festgelegten Namen des Rechners ersetzen. Der Fernzugriff über SSH ist für den Benutzer „root“ standardmäßig aktiviert.

Open Media Vault (2): Erste Schritte

Bei der Weboberfläche von Open Media Vault melden Sie sich mit dem Benutzernamen „admin“ und dem Passwort „openmediavault“ an, als Sprache wählen Sie „Deutsch“. Gehen Sie auf „System –› Allgemeine Einstellungen –› Web Administrator Passwort“. Legen Sie ein eigenes Passwort für die Anmeldung fest und klicken Sie auf „Speichern“.

Datenspeicher einrichten: Für einen Raid-Verbund gehen Sie auf „Datenspeicher –› RAID Verwaltung“ und klicken auf „Erstellen“. Hinter „Name“ legen Sie eine aussagekräftige Bezeichnung fest und hinter „Level“ wählen Sie den Raid-Typ, beispielsweise „Mirror“ (zwei Festplatten) oder „RAID 5“ (drei Festplatten). Darunter setzen Sie Häkchen vor die Laufwerke, die den Verbund bilden sollen, klicken auf „Erstellen“ und bestätigen mit „Ja“. Danach klicken Sie auf „Anwenden“ und „Ja“, um die Änderung durchzuführen. Ist der Raid-Verbund erstellt, führt der Weg zu „Datenspeicher –› Dateisysteme“. Hier klickt man auf „Erstellen“, wählt den Raid-Verbund hinter „Gerät“ aus und vergibt eine Bezeichnung für den Datenträger. Hinter „Dateisystem“ wählt man den Eintrag „Ext4“. Mit Klicks auf „Einbinden“, „Anwenden“ und „Ja“ starten Sie die Aktion. Wer keinen Raid-Verbund erstellen möchte, geht gleich auf „Datenspeicher –› Dateisysteme“, gibt nach einem Klick auf „Erstellen“ das gewünschte Laufwerk an und bindet es dann ein.

Freigaben einrichten: Gehen Sie auf „Dienste –› SMB/CIFS“, klicken Sie auf den Schalter hinter „Aktivieren“, dann auf „Speichern“ und „Anwenden“. Bestätigen Sie mit „Ja“. Dann geht es auf der Registerkarte „Freigaben“ weiter. Nach einem Klick auf „Hinzufügen“ klickt man hinter „Freigegebene Ordner“ auf das „+“-Zeichen. Hier wählt man das Gerät aus, auf dem die Freigabe erstellt werden soll, und gibt einen Namen für die Freigabe ein, der automatisch in das Feld hinter „Pfad“ übernommen wird. Ist der Ordner noch nicht vorhanden, wird er von Open Media Vault erstellt. Nach „Speichern“ und noch einmal „Speichern“ sowie danach auf „Anwenden“ wird der freigegebene Ordner erzeugt. Freigaben für FTP oder NFS lassen sich unter „Dienste“ analog erstellen.

Open Media Vault (3): Benutzer und Zugriffsrechte

Wenn das NAS mehrere Benutzer mit je eigenem Home-Verzeichnis verwenden sollen, gehen Sie auf „Zugriffskontrolle –› Benutzer –› Einstellungen“ und klicken auf „Aktivieren“. Hinter „Speicherort“ klicken Sie auf das „+“-Zeichen, geben hinter „Name“ beispielsweise „home“ ein und wählen hinter „Gerät“ das Laufwerk. Als „Pfad“ wird dann automatisch „home/“ eingetragen. Speichern Sie die Änderungen. Danach legen Sie über „Zugriffskontrolle –› Benutzer –› Hinzufügen“ die gewünschten Benutzer an. Soll ein Benutzer auch über SSH ein Terminal öffnen dürfen, setzen Sie auf der Registerkarte „Gruppen“ ein Häkchen vor „ssh“. Damit ein Benutzer über SMB/CIFS auf sein Home-Verzeichnis zugreifen kann, muss bei „Dienste –› SMB/ CIFS“ der Schalter hinter „Aktiviere Heimatverzeichnisse für Benutzer“ aktiviert sein. Über „Zugriffskontrolle –› Freigegebene Ordner“ lässt sich nach einem Klick auf „Privilegien“ der Zugriff auf eine Freigabe einschränken. Sie können bei einem Benutzer beispielsweise „Nur lesen“ aktivieren, um den Schreibzugriff zu verbieten. Die Einschränkung gilt nur für Dienste wie SMB/ CIFS oder FTP, nicht jedoch für den Shell- Zugang über SSH.

Detaillierte Rechte auf der Ebene des Dateisystems lassen sich nach einem Klick auf „ACL“ für die jeweilige Freigabe und alle Ordner darin vergeben. Was Sie hier festlegen, gilt für alle Dienste inklusive SSH.

Open Media Vault (4): Erweiterungen

Unter „System –› Erweiterungen“ sehen Sie die standardmäßig installierten Erweiterungen. Mit dabei ist beispielsweise das Modul „openmediavault-diskstats“. Ist es installiert, lassen sich unter „Diagnose –› Systeminformationen –› Leistungsdaten“ zusätzliche Informationen und Diagramme zu den Festplattenaktivitäten abrufen. Weitere interessante Erweiterungen lassen sich nachinstallieren. Dazu verwenden Sie in einem Terminal mit root-Recht diese Befehlszeile:

Danach kann man bei der Installation auf einem USB-Stick die nützliche Erweiterung „openmediavault-flashmemory“ aktivieren. Damit lassen sich die Schreibzugriffe auf Flashspeicher reduzieren, was deren Lebenserwartung deutlich erhöht. Unter „Datenspeicher –› Flash-Speicher“ finden Sie eine Anleitung für die Änderungen, die Sie zusätzlich durchführen müssen.

Wer Musik, Videos oder Bilder im Netzwerk verfügbar machen will, aktiviert die Erweiterung „openmediavault-minidlna“. Unter „Dienste –› DLNA“ lässt sich die Funktion aktivieren und Sie konfigurieren unter „Freigaben“ Ordner, in denen die Medieninhalte liegen. Die meisten Smart- TVs finden DLNA-Server im Netzwerk automatisch, allerdings kann nicht jedes Gerät auch alle Formate abspielen. Zuverlässiger funktioniert das beispielsweise mit Kodi (https://kodi.tv), das allerdings nicht auf DLNA angewiesen ist, sondern auch direkt auf SMB/CIFS- oder NFS-Freigaben zugreifen kann.

SCHNELLE NETZWERKADAPTER FÜR EIN NAS

Die meisten PCs und Notebooks sind mit einem Gigabit-Ethernet-Adapter ausgestattet. Die Übertragungsrate liegt in der Praxis bei maximal etwa 110 MB pro Sekunde, also etwas unter dem, was eine aktuelle Festplatte liefern kann (etwa 120 bis 170 MB/s). Ein Raid-0-Verbund oder eine SSD, die zwischen 240 und 500 MB/s bieten, lohnen sich daher nicht.

Noch mehr Tempo bieten Ethernet-Adapter mit 2,5, 5 oder 10 Gigabit, die auf Übertragungsraten von etwa 275, 550 und 1100 MB/s kommen. Dafür ist aber zusätzlich ein Netzwerkswitch erforderlich, der den jeweiligen Standard unterstützt. Greifen mehrere PCs mit Ein-Gigabit-Adaptern gleichzeitig auf den Switch zu, teilen diese sich die Verbindung zum Server und profitieren damit trotzdem vom schnelleren Netzwerk. In der nächsten Ausbaustufe kann man weitere PCs und Notebooks mit schnelleren Ethernet-Adaptern ausstatten, wofür man aber einen Switch mit der nötigen Portanzahl benötigt. Damit lässt sich dann die Datenübertragung zwischen den Rechnern und jedes einzelnen Rechners zum NAS beschleunigen.

Easy NAS (1): Installation auf dem PC

Easy NAS (https://easynas.org) ist – wie es der Name korrekt andeutet – ein relativ einfaches NAS-System auf der Basis von Open Suse Leap. Unterstützte Netzwerkprotokolle sind beispielsweise SMB/CIFS (Samba), NFS, FTP und SSH. Als Streamingerweiterungen stehen DLNA (Minidlna) und der Plex-Mediaserver zur Verfügung (www.plex.tv, kostenloses Konto/Anmeldung erforderlich).

Im Downloadbereich wird eine ISO-Datei (360 MB) angeboten, aus der man eine DVD brennt oder mit Etcher (www.balena.io/ etcher) einen Installationsstick erzeugt. Das System benötigt (wie Open Media Vault) als Ziellaufwerk einen kompletten Datenträger – am besten einen USB-Stick oder eine SD-Karte. Eine oder mehrere weitere Festplatten müssen als Datenspeicher für Easy NAS vorhanden sein.

Das Installationsmedium lässt sich im Bios/ Legacy- oder im Uefi-Modus booten. Im Bootmenü wählt man „Install EasyNAS“. Das Setuptool fragt nur nach dem Ziellaufwerk, das neu formatiert wird. Weitere Eingaben sind nicht erforderlich. Nach Abschluss der Installation und dem Neustart erscheint ein Terminal mit einem kleinen Menü. Durch Eingabe von „1“ gefolgt von der Eingabetaste ändert man das Admin- Passwort. Das Terminal zeigt auch IP-Adresse und Port an, über die man die Konfigurationsoberfläche im Browser aufruft, beispielsweise „https://192.168.1.53:1443“. Der Browser wird beim Aufruf eine Fehlermeldung anzeigen, da es sich um ein selbst signiertes Zertifikat handelt. In Firefox akzeptiert man das Zertifikat über Klicks auf „Erweitert“ und „Risiko akzeptieren und fortfahren“. Danach melden Sie sich mit dem Benutzernamen „admin“ und dem zuvor festgelegt Passwort an.

Wenn Updates verfügbar sind, zeigt die Webseite oben im Fenster „New updates available click here to update“. Kommen Sie der Aufforderung nach und klicken Sie dann auf „Update all“. Bei unserem Test erfolgte dadurch ein Update auf Version 1.0.1.2, die einige zusätzliche Funktionen bietet.

Easy NAS (2): Basiskonfiguration

Unter „Storage –› Disk Manager“ lassen sich die vorhandenen Laufwerke ermitteln. Danach geht man auf „Storage –› File System Manager“ und klickt auf „[Create File System]“. Hinter „Name:“ tippen Sie beispielsweise „FS01“ ein. Hinter „Raid Profile:“ wählen Sie den gewünschten Raid-Typ und darunter die zugehörigen Laufwerke. Bei nur einer Festplatte entscheiden Sie sich für „JBOD“ (Just a Bunch of Disks). Hinter „Compression“ wählen Sie „None“ oder auch „Faster“, falls die Daten auf der Festplatte platzsparend komprimiert werden sollen. Eine weitere Option ist „Better“ für eine stärkere Komprimierung, die das System aber deutlich verlangsamen kann. Nach einem Klick auf „Save“ wird das Dateisystem BTRFS erstellt. Eine andere Option bietet Easy NAS nicht. Wenn Sie Komprimierung aktiviert haben, kann der Vorgang einige Zeit dauern.

Der nächste Schritt führt auf „Storage –› Volume Manager“. Nach einem Klick auf „[Create Volume]“ geben Sie hinter „Volume Name:“ eine Bezeichnung ein, beispielsweise „VOL01“. Hinter „File System:“ wählen Sie das zuvor erstellte „FS01“. Geben Sie bei „Group Permission“ das Recht „Read&Write“ an und bei „Others Permissions“ stellen Sie „read“ ein. Damit erhalten alle Nutzer aus der Gruppe „users“ Schreibzugriff, alle andere Gruppen nur Lesezugriff. Klicken Sie auf „Save“, um die Änderungen zu speichern.

Benutzer anlegen: Über „System –› Users Manager“ erstellen Sie neue Benutzerkonten, die standardmäßig zur Gruppe „users“ gehören. Weitere Gruppen lassen sich bei Bedarf über „System –› Groups Manager“ erstellen und für die Rechtezuweisung bei Freigaben nutzen.

Erweiterungen einrichten: Gehen Sie auf „System –› Addons“. Nach einem Klick auf „File Sharing“ installieren Sie die gewünschten Dienste, beispielsweise „easynas-fssamba“ und „easynas-fs-ssh“. Streamingerweiterungen sind unter „Multi Media“ zu finden. Aktivieren Sie die Dienste danach unter „File Sharing“ beziehungsweise „Multi Media“. Unter „Shares“ oder „Shared Volumes“ lässt sich jeweils konfigurieren, was freigeben werden soll. Zur Auswahl stehen allerdings nur ganze Volumes, einzelne Pfade darin lassen sich nicht angeben. Über „System –› Addons –› Language“ installieren Sie bei Bedarf die deutsche Sprachunterstützung. Diese ist bisher allerdings unvollständig. Über das Flaggensymbol oben rechts lässt sich die Sprache umschalten. Streaming: Beim Plex-Add-on sind Besonderheiten zu beachten. Die Konfiguration ist nicht in Easy NAS integriert und die Aktivierung über „Multi Media –› Plex“ funktioniert nicht. Stattdessen muss man die auf der Seite angezeigt URL für die Konfiguration aufrufen. Plex sollte man nur auf einigermaßen leistungsfähigen Rechnern installieren, weil beim Analysieren umfangreicher Medienbibliotheken die CPU-Belastung steigt. Plex transcodiert Medien außerdem bei Bedarf für den jeweiligen Mediaplayer, was ebenfalls Rechenleistung beansprucht. Das DLNA-Add-on ist weniger anspruchsvoll als Plex, jedoch nicht mit jedem Smart-TV kompatibel.

True NAS: Installieren und nutzen

True NAS (www.truenas.com) – vorher bekannt unter dem Namen Free NAS – basiert auf BSD und ist ein umfangreiches System mit zahlreiche Funktionen. Neben Dateifreigaben können unter True NAS etliche Dienste laufen, die sich über Plug-ins einbinden lassen, beispielsweise Nextcloud, Plex Media Server oder Piwigo Gallery. Zudem lassen sich virtuelle Maschinen erstellen, in denen man Windows oder Linux starten kann. Für private Nutzer ist das System eigentlich überdimensioniert, aber es ist trotzdem relativ einfach zu konfigurieren.

Die Voraussetzungen für True NAS sind eine Dualcore-CPU und acht GB Speicher. Weniger geht zwar auch, wird aber nicht empfohlen. Ebenfalls empfohlen sind mindestens zwei Festplatten im Raid-1-Verbund (Mirror). Das Ziellaufwerk für die Systeminstallation sollte eine Festplatte oder SSD mit etwa 32 GB Speicherplatz sein, von USB-Laufwerken raten die Entwickler ab.

Zum Download steht unter https://www.truenas.com/download-truenas-core eine ISO-Datei bereit, aus der man mit Etcher einen USB-Stick für die Installation erzeugt. Die Installation kann im Bios/Legacy- oder Uefi-Modus erfolgen, Secure Boot muss deaktiviert sein. Der Installationsassistent fragt nur wenige Informationen ab, darunter das root-Passwort und das Ziellaufwerk. Ist das System fertig eingerichtet, ruft man im Browser auf einem anderen PC die im Terminal angezeigte IP-Adresse auf und meldet sich als Benutzer „root“ mit dem zuvor festgelegten Passwort an.

Konfiguration: In der Weboberfläche geht man auf „Storage –› Pools“, klickt auf „Add“ sowie „Create Pool“ und gibt dann einen Namen ein, beispielsweise „Pool1“. Nach einem Klick auf „Suggest Layout“ schlägt True NAS eine sinnvolle Konfiguration vor. Bei zwei Festplatten ist das „Mirror“. Nach einem Klick auf „Create“ und einer Bestätigung wird der Speicherpool erstellt.

Unter „Sharing –› Windows Shares (SMB)“ erstellt man anschließend eine Freigabe für den erstellten Pool. Zugriffsberechtigte Benutzer dafür lassen sich über „Accounts –› User“ erstellen. zusätzliche Dienste, beispielsweise für das Streaming, wählt man unter „Plugins“. Die Installation erfolgt in einem „Jail“, der vom Rest des Systems abgeschottet ist und eine eigene IP-Adresse erhält, die beim jeweiligen Plug-in angezeigt wird.