Raspberry Pi als NAS

📌 Hinweis zur Dokumentation

Diese Dokumentation dient ausschließlich zu Bildungszwecken. Alle gezeigten IP-Adressen, Netzwerkkonfigurationen und LWI-Einträge sind rein fiktiv und wurden nur zur Veranschaulichung verwendet. Sie spiegeln keine realen Systeme oder Netzwerke wider.

⚠️ Wichtiger Hinweis:

Diese Inhalte sollen helfen, die theoretischen Konzepte von DHCP, DNS, Proxmox und anderen Netzwerk-Technologien besser zu verstehen.

1 Was ist ein NAS?

Ein Network Attached Storage (NAS) ist ein Speichergerät, das über ein Netzwerk verbunden ist und Daten für verschiedene Zwecke speichert und bereitstellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen externen Festplatten bietet ein NAS die Möglichkeit, von mehreren Geräten gleichzeitig darauf zuzugreifen. Es kann als zentraler Speicherort für Dateien, Backups, Multimedia-Inhalte und sogar als Server für verschiedene Anwendungen dienen.

Abbildung 1: Bild eines NAS-Storage Geräts

NAS-Geräte sind oft mit mehreren mechanischen Festplatten ausgestattet, die in einem RAID-Verbund arbeiten können, um Daten redundant zu speichern und Ausfallsicherheit zu gewährleisten. Durch die Verwendung von RAID-Technologie können NAS-Systeme auch die Leistung verbessern und die Datenintegrität sicherstellen.

Darüber hinaus bieten moderne NAS-Geräte eine Vielzahl von Funktionen wie automatische Datensicherung, Fernzugriff über das Internet, Multimedia-Streaming, virtuelle Maschinen und vieles mehr.

1.2 Besorgen, was man für dieses Projekt benötigt

Ein Raspberry Pi als Network Attached Storage (NAS) zu konfigurieren bietet einige Vorteile, auch wenn es nicht die gleiche Leistung und Flexibilität wie dedizierte NAS-Geräte von Marken wie QNAP oder Synology bietet. Diese Vorteile wären:

• Kostengünstige Alternative
• Energieeffizient
• Es ist ein DIY-Projekt (Do-It-Yourself)
• Lernmöglichkeiten: Das Konfigurieren eines NAS auf einem Raspberry Pi bietet eine grossartige Lernmöglichkeit über Linux und die Netzwerkadministration.

1.3 Raspberry Pi vorbereiten

Stelle zuerst sicher, dass auf dem Raspberry Pi das Betriebssystem Raspberry Pi OS Lite installiert ist, weil diese Version für den Raspberry Pi keine Desktopoberfläche hat und besser für Servers geeignet ist. Da die Installation über Terminal erfolgt, braucht man für dieses Projekt dementsprechend keine graphische Benutzeroberfläche.

1.4 Netzwerkeinstellungen im Terminal konfigurieren

Bevor man OpenMediaVault auf dem Raspberry Pi installiert, muss man zuerst eine Netzwerkverbindung konfigurieren.

Dazu wird als erstes das Terminal auf dem Raspberry Pi geöffnet. Anschliessend kann man die Netzwerkkonfiguration mit dem Befehl «hostname -I» überprüfen. Als Ergebnis stand bei mir keine IP-Adresse drauf.

Um eine IPv4 statisch zu konfigurieren, bearbeite die Konfigurationsdatei für die entsprechende Netzwerkschnittstelle. Öffne die Datei «sudo nano /etc/dhcpd.conf» mit dem Nano-texteditor im Terminal. Anschliessend werden diese Konfigurationen in der Datei entsprechend gesetzt:

interface eth0
static ip_address=192.168.8.11/24
static routers=192.168.8.1
static domain_name_servers=192.168.8.2
        

Bedeutung der Befehle:

Am Schluss speichert man die Datei mit «Ctrl + X» und dann «Y» für Ja und schliesslich «Enter». Starte dann entsprechend die Netzwerkschnittstelle neu mit dem Befehl «sudo systemctl restart networking». Danach kann man die IP-Adresse auf dem Raspberry Pi im Terminal mit dem Befehl «hostname -I» (oder «ifconfig») herausfinden.

Abbildung 2: IP-Adresse des Raspberry Pis herausfinden mit “hostname -I” Befehl

1.5 OpenMediaVault auf dem Raspberry Pi installieren

Öffne den Terminal auf dem Raspberry Pi und führe den folgenden Befehl aus:

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

1.6 Öffnen von OpenMediaVault auf einem anderen Gerät

Nachdem die Installation abgeschlossen wurde, öffne den Webbrowser auf einem anderen Computer und gib dann die IP-Adresse vom Raspberry auf der Suchleiste ein. Also die Webadresse sollte ungefähr «http://192.168.8.11» lauten.

ACHTUNG: Ein Laptop oder ein PC sollte mit demselben Netzwerk wie im Raspberry Pi sein.

Danach sollte ein Login-Fenster auf der OpenMediaVault Seite erscheinen.

Melde dich dann mit den Standard-Anmeldeinformationen an (Benutzer: «admin» und Passwort: «openmediavault».)

Abbildung 3: OpenMediaVault Website

Sobald ich mich mit dem Standard-Benutzername und Passwort anmeldete, sah ich ein Dashboard, welches aber leer war. Dies liegt daran, weil ich noch nichts eingerichtet hatte. Das wird der nächste Schritt in dieser Doku.

Abbildung 4: OpenMediaVault leere Dashboard Seite

2 OpenMediaVault konfigurieren

2.1 USB-Speichermedium vorbereiten

Ein wichtiger Punkt beim Konfigurieren eines Raspberry Pi NAS ist es, vorher noch ein Speichermedium zu formatieren und dann diesen zu verwenden.

Bevor ich mit meinem Raspberry Pi NAS Projekt weiter machen konnte, formatierte ich zuerst einen USB-Stick auf das exFAT Format. Der Grund, warum ich exFAT als Dateiformat wählte, war die Kompatibilität des exFAT-Dateisystem mit vielen Betriebssystemen. Dieses Dateisystem eignet sich gut für den Datenaustausch zwischen verschiedenen Plattformen. Nachdem der USB-Stick erfolgreich formatiert war, konnte ich den USB-Stick mit dem Raspberry Pi verbinden und die nächsten Schritte des Projekts vorangehen....

Abbildung 5: USB-Stick für NAS Auf “exFAT” formatieren

2.2 USB-Stick im NAS integrieren

Nachdem ich meinen USB-Stick formatierte, steckte ich den Stick in den Raspberry Pi ein. Der Raspberry Pi erkannte den USB-Stick. Das wusste ich, weil ich dann bei OpenMediaVault auf «Datenspeicher und dann «Laufwerke».

Abbildung 6: Erkannte Laufwerke auf dem Raspberrys Pi

Vorher hatte ich den USB-Stick auf «exFAT» formatiert, damit der Stick Plattformübergreifend besser mit dem Raspberry Pi funktioniert. Doch ab diesem Punkt muss der USB-Stick erneut gelöscht werden und auf EXT4 formatiert werden (EXT4 ist das Dateisystem in Linux).

Abbildung 7: USB-Stick wird gelöscht

Bei der erneuten Formatierung des USB-Sticks wähle dann «Schnell», damit der Formatierungsvorgang schneller verläuft.

Abbildung 8: USB-Stick schnell formatieren

Nachher geht man wieder auf «Datenspeicher» und dann zu «Dateisysteme» und von dort aus wird der USB-Stick entsprechend auf EXT4 formatiert.

Abbildung 9: Auswahl von EXT4, um den USB-Stick erneut zu formatieren

Nachdem «EXT4» ausgewählt wurde, wird der entsprechende USB-Stick damit ausgewählt und dann anschliessend formatiert.

Abbildung 10: USB-Stick wird ausgewählt als EXT4 formatiert zu werden

Abbildung 11: USB-Stick wird als EXT4 formatiert

Nachdem die Formatierung zu «EXT4» abgeschlossen wurde, kommt schon der nächste Schritt, wo man die Warnschwelle für die Nutzung des Speichermediums (Also der USB-Stick) auswählen möchte. Diese sind in Prozente unterteilt. Diese Prozente bedeuten, wie viel Speicherplatz auf dem Speichermedium frei bleiben soll, bevor eine Warnung ausgegeben wird. Indem man die Warnschwelle in Prozent festlegt, kann man frühzeitig informiert werden, wenn der Speicherplatz knapp wird und Massnahmen ergriffen werden müssen, um Engpässe zu vermeiden. In diesem Fall (Für dieses Projekt), wird die Warnschwelle deaktiviert. Somit wird die Meldung deaktiviert.

Abbildung 12: Warnschwelle für den USB-Stick deaktivieren

Damit wars das schon mit dem vorbereiten eines Speichermediums für OpenMediaVault.

2.3 Laufwerkordner erstellen

Um die verschiedenen Laufwerkordner zu erstellen, gehe dazu unter «Datenspeicher» → «Freigegebene Ordner». Drücke dann auf das «+» Symbol, um dann einen Laufwerkordner zu erstellen.

Dabei werden diese Parameter beachtet:

• Administrator: read/write, Users: read/write, Others: read-only

Für öffentliche Ordner:

• Administrator: read/write, Users: read/write, Others: no access

Für Personalisierte Ordner:

Danach auf “Speichern” drücken, um die Konfiguration zu speichern.

Sobald dies erledigt wurde, ist auch der Laufwerkordner schon erstellt.

Abbildung 13: Mehrere Laufwerkordner erstellt

2.4 SMB/CIFS aktivieren und Ordner freischalten

Damit man von einem Windows-Gerät im Explorer auf die Dateien zugreifen kann, müssen Änderungen zum SMB/CIFS Dienste vorgenommen werden.

Somit wären die Einstellungen für den SMB/CIFS Dienst konfiguriert, aber es fehlen noch die Ordner. Diese müssen noch unter den SMB/CIFS Dienste vorgenommen werden.

Abbildung 14: Änderungen im SMB/CIFS Dienst vornehmen

Abbildung 15: Freigaben im SMB/CIFS Tab erstellen

Somit müssen nur noch folgende Parameter übernommen werden:

Abbildung 16: Konfiguration einer geteilten Ordnerfreigabe

2.5 Benutzerverwaltung

In diesem Schritt der Dokumentation wird die Benutzerkonfiguration konfiguriert, damit Benutzer und Gruppen im Netzwerk Zugriff zu den Freigaben auf dem NAS haben.

Abbildung 17: Benutzerverwaltung auf dem NAS

Mein Admin heisst «christophhaas» (Den Admin hätte man frei benennen können) und dieser Benutzer darf weder verändert noch gelöscht werden, weil man sonst keinen Zugriff mehr auf das OMV mehr hätte.

Damit man einen Benutzer hinzufügen kann, wird zuerst über die Navigationsleiste auf das «+» Symbol drücken und dann einen neuen Benutzer erstellen.

Abbildung 18: Button, um Benutzer zu erstellen

Danach werden folgende Parameter bearbeitet:

Abbildung 19: Konfiguration eines Druckers machen

Danach die Informationen speichern mit dem Knopf «Speichern».

2.6 Zugriffsrechte für Benutzer

Die Zugriffsrechte erlauben es dem Benutzer, dass sie für einen bestimmten Ordner schreiben, lesen oder Dinge ausführen können. Dies wird auf einem NAS in der Regel manuell konfiguriert.

Um die Zugriffsrechte eines Benutzers zu bearbeiten, wählt man einen Benutzer aus der Liste (Siehe Bild) und drück auf das Ordner Symbol mit einem Schlüssel.

Abbildung 20: Benutzer auswählen und Benutzerrechte bearbeiten

Danach kann man für den gewählten Benutzer die Zugriffsrechte auf die entsprechenden Ordnerfreigaben festlegen.

Abbildung 21: Read/Write Rechte an einen Benutzer verteilen

Danach nur noch auf «Speichern» drücken und danach hätte der Benutzer die entsprechenden Berechtigungen zu einem Ordner.

2.7 Ordner entfernen

Um einen Ordner zu entfernen, muss man unter «Dienste» → «SMB/CIFS» → «Freigaben» gehen. Von dort aus wählt man ein Verzeichnis aus, den man entfernen möchte.

Abbildung 22: Verzeichnis zum Löschen angewählt

Um den das Verzeichnis endgültig zu löschen, muss man auf «Ja» drücken und dann wird der Ordner gelöscht, für immer.

Abbildung 23: Bestätigung zum Löschen des Ordners

3 Testlauf mit Client und Raspberry Pi

3.1 NAS-Laufwerk auf dem Client hinzufügen

Um den NAS auf dem Client hinzuzufügen, muss auf dem Client zuerst der Datei-Explorer geöffnet werden. Danach führt man einen Rechtsklick auf dem Tab «Netzwerk» aus und verbindet sich mit einem Netzwerklaufwerk (In diesem Fall der NAS).

Abbildung 24: Mit einem “Netzwerklaufwerk verbinden” in Windows 11

Dazu wird die IP-Adresse des Raspberry Pi’s eingegeben. Anschliessend drückt man auf den Knopf «Durchsuchen» und dann sollte dort der Raspberry Pi auffindbar sein.

Abbildung 25: Hinzufügen eines Netzwerklaufwerks in Windows 11

Alternativ könnte man auch über die Verzeichnisleiste gehen und die IP-Adresse des Raspberry Pis dort oben eingeben und man würde die einzelnen Verzeichnisse sehen.

Abbildung : Alle Verzeichnisse des Raspberry Pi NAS

Abbildung 27: Hinzufügen eines RasPi-NAS in Windows 11

Abbildung 28: Alle Verzeichnisse sichtbar vom RasPi-NAS

Somit kann man jetzt mit einem Client das NAS zugreifen.

4 DNS einbinden (optional mit einem Windows Server)

4.1 DNS-Namen vergeben und aufs NAS zugreifen

Der Zweck des DNS ist es, dass man mit einer Adresse eine Website aufrufen kann. Damit man dies vorbereiten kann, muss man zum Windows-Server die DNS-Konfigurationen öffnen.

Abbildung 29: DNS-Verwaltungstool auf dem Windows-Server

Von dort aus führt man einen Rechtsklick aus, um einen neuen Host (A oder AAAA) zu erstellen. In diesem Fall benannte ich die Adresse des Raspberry Pis (Um auf den NAS zu kommen) einfach «RaspberryPi-NAS.Test2.local». Dazu muss noch die IP-Adresse des Raspberry Pi selber angegeben werden, damit dies auch richtig funktioniert.

Abbildung 30: Konfiguration des DNS für den Raspberry Pi mit Domainname und entsprechende IP-Adresse

Danach speichere ich diese Einstellung ab und begebe mich dann zu Microsoft Edge (Also im Webbrowser).

Abbildung 31: Domainname des NAS auf der Suchleiste in einem Webbrowser eingeben.

Abbildung 32: Bei OpenMediaVault (NAS-Verwaltungstool) gelandet

Ich testete die Theorie, ob das Aufrufen mit der DNS-Adresse funktioniert. In der Tat, es funktionierte wunderbar.

5 Resultat und Fazit

5.1 Resultat

Das Resultat dieses Projekts war es, dass aus diesen Schritten ein eigener NAS gemacht werden kann. Die Konfiguration eines Raspberry Pi als NAS (Network Attached Storage) eröffnet die Möglichkeit, eine kostengünstige und dennoch leistungsstarke Lösung für Datenspeicherung in einem Netzwerk zu bieten. Zusätzlich auch noch die Konfiguration des DNS für den NAS und den Drucker eingerichtet, damit es einfacher für Benutzer im Netzwerk zugänglich macht.

Dieses Projekt beinhaltet mehrere Schritte, doch es würde sich lohnen.

5.2 Fazit

Die Konfiguration eines Raspberry Pi als DIY-NAS-Projekt hatte mir dabei geholfen besser zu verstehen, wie ein NAS funktioniert, wie es verwaltet wird und wie das den Arbeitsworkflow verbessern kann. Es bot sich eine spannende Möglichkeit an, eine kostengünstige Variante eines NAS zu machen.

Durch die Umwandlung des Raspberry Pi in ein NAS habe ich nicht nur gelernt, wie man einen NAS konfiguriert, sondern auch wertvolle Einblicke in Netzwerktechnologien und die Datenspeicherung gewonnen. Ich lernte mehr über verschiedene Dateisysteme (Wie EXT4, exFAT). Zusätzlich hatte ich auch noch gelernt, wie man den DNS richtig in einem Netzwerk verwendet und somit einen Namen, statt eine IP-Adresse zu verwenden gelernt.