Home Server (eBook)

1.4    Welche Hardware bietet sich für einen Home Server an?

Jetzt, wo Sie eine Vorstellung davon haben, wo Ihnen ein Home Server im Heimnetzwerk gute Dienste leisten kann, wird es Zeit, einen Blick auf die Hardware des Gerätes zu werfen. Für den Einstieg halte ich zwei verschiedene Geräteklassen für sinnvoll, die ich Ihnen im Folgenden vorstellen möchte: den Raspberry Pi und den Intel NUC.

1.4.1    Der Raspberry Pi

Der Raspberry Pi ist die günstigere Lösung. Dabei handelt es sich um einen sogenannten Einplatinen-Kleinstrechner. Dieser Ausdruck besagt, dass alle wichtigen Komponenten, die ein Computer erfordert, auf einer einzelnen Platine vorhanden sind. Wenn Sie sich bereits mit dem Aufbau normaler Computer auskennen, dann sind Sie sicherlich mit dem sogenannten Mainboard vertraut. Dieses bringt als »Grundplatte« eines Computers bereits eine Menge an Hardware mit, bildet aber noch keinen kompletten Rechner. Im Regelfall müssen Sie einen Prozessor aufstecken sowie Arbeitsspeicher einbauen und gegebenenfalls eine Grafikkarte sowie weitere Hardwarekomponenten hinzufügen. Erst dann haben Sie einen funktionsfähigen Rechner. Bei einem Einplatinenrechner sind alle diese Bauteile bereits auf der Grundplatine vorhanden und im Regelfall sogar fest aufgelötet. Ein solcher Rechner bringt also gleich einen Prozessor samt Grafikkarte sowie Soundkarte und Arbeitsspeicher mit. Auch wichtige Schnittstellen wie etwa USB- und Netzwerkanschlüsse sind vorhanden. Während auf dem Mainboard eines normalen PCs noch sehr viele »externe« Bausteine für diverse Schnittstellen und Funktionen vorhanden sind, werden bei einem Einplatinenrechner sehr viele Funktionalitäten direkt in den Prozessor integriert – man spricht dann von einem System-on-Chip, kurz SoC. Auch wenn es das Wort vermuten lässt, ist ein Einplatinenrechner nicht unbedingt ein sofort arbeitsfähiger Rechner. Zum Betrieb fehlt zum Beispiel oftmals noch ein Speichermedium mit dem Betriebssystem, denn dieses befindet sich häufig nicht direkt auf der Platine. Stattdessen wird meist in einen aufgelöteten Speicherkartenleser eine Speicherkarte eingelegt, die Sie von der Digitalkamera oder dem Smartphone her kennen. Diese dient sozusagen als Festplatte des Rechners. Für den normalen Rechnerbetrieb sind außerdem eine Tastatur, eine Maus und ein Monitor, gegebenenfalls auch Lautsprecher sowie ein Netzteil erforderlich. Das Netzteil ist bei Einplatinen-Kleinstrechnern meistens ein Modell, wie Sie es vom Ladegerät eines Smartphones her kennen, genutzt wird nämlich ein Steckernetzteil mit einem USB-Anschluss. Das ist also eine sehr flexible und günstige Lösung. Mit diesen Komponenten erhalten Sie tatsächlich einen vollwertigen Computer. Mit ihm können Sie Texte schreiben, im Internet surfen, Programme entwickeln und Spiele spielen. Das alles ermöglicht ein Gerät, das – in universellen Einheiten gesprochen (und im Falle des Raspberry Pi) – gerade einmal die Fläche von 0,00788 × 10–6 Fußballfeldern belegt, worauf die Bezeichnung »Kleinstrechner« hinweist. Natürlich kommen auf einem Raspberry Pi mit den Maßen von etwa 9 × 6 Quadratzentimetern, der zu Preisen ab rund 40 Euro gehandelt wird, keine ultimativen Hochleistungskomponenten zum Einsatz. Stattdessen werden Prozessoren verwendet, die etwa die Rechenleistung eines Mittelklasse-Smartphones mitbringen, dafür aber auch sehr stromsparend arbeiten. Einen Hochleistungsrechner erhalten Sie allerdings nicht.

Abbildung 1.1    Nur wenig größer als eine Kreditkarte: der Raspberry Pi (hier gezeigt in der Version 3)

Wer denkt sich so etwas aus, und wozu braucht man denn solche Computer? Der Raspberry Pi wurde hauptsächlich als »Lerncomputer« erfunden. Ältere Semester erinnern sich vielleicht noch an klassische Heimcomputer wie den legendären Commodore 64 (C64). Bei einem solchen Computer war es selbstverständlich, dass er eine fest eingebaute Programmiersprache mitbrachte, die der Anwender sofort benutzen konnte. So war es auch nicht unüblich, dass in damaligen Computerzeitschriften Programmtexte zum Ausprobieren und Abtippen abgedruckt wurden. Der Raspberry Pi sollte hieran wieder anknüpfen und den Ansatz weiterentwickelt in die moderne Zeit übertragen. Mit dem Raspberry Pi erhalten Sie einen kleinen, aber vollwertigen Computer, der zwar nur eine begrenzte Leistung mitbringt, dafür aber sehr günstig ist. Zum Erlernen des Programmierens verfügt dieser kleine Rechner gleich über eine Anzahl an programmierbaren Pins, die sich über ein entsprechendes Programm frei steuern lassen. Dank dieser Pins lässt sich mit dem Raspberry Pi und einigen typischen Elektronikkomponenten wie Motoren, Displays und Leuchtdioden eine unüberschaubare Vielzahl an Bastelprojekten realisieren, von kleinen Lichtorgeln bis hin zu kompletten Robotern. Als Betriebssystem kommt dabei normalerweise ein Linux-System zum Einsatz. Dies bringt gleich noch einen weiteren Effekt mit sich, denn der Raspberry Pi ermöglicht so auch das Erlernen dieses sehr mächtigen Betriebssystems.

Schnell bildeten sich große Gruppen mit begeisterten Fans des kleinen Computers, die eine gigantische Anzahl an Projekten realisierten. Dabei blieb der Einsatz des Raspberry Pi nicht nur auf das Erlernen des Programmierens beschränkt. Dank der bereits genannten Schnittstellen ist der Pi (wie man ihn auch kurz nennt) auch ideal geeignet, um eigene Digital-Elektronik-Schaltungen zu entwickeln und zu benutzen. Viele Projekte setzen ihn auch einfach als normalen Computer ein und entwickeln Anwendungen, die den Konsum vom Medien ermöglichen. So wurden auch schon längst vollwertige Mediacenter realisiert. Damit kann man Musik hören, Fotos betrachten und Filme anschauen. Es gibt auch Anwendungen, die sich speziell auf die hochwertige Musikwiedergabe verstehen. Aufgrund der eher verhaltenen Klangqualität der internen Audiohardware werden hierfür jedoch üblicherweise weitere Komponenten benötigt – die sich aber sehr einfach anschließen und verwenden lassen. Natürlich ist stets auch der Einsatz als ganz normaler Arbeitsrechner möglich.

Bei einigen dieser Aufgaben wurde ziemlich schnell die zunächst recht begrenzte Rechenleistung hinderlich. Auch zeigten sich Nachteile der ursprünglich auf Kostenersparnis getrimmten Bauweise des Kleinstrechners. So kam es zügig dazu, dass neben dem Raspberry Pi von diversen Mitstreitern Konkurrenzprodukte entwickelt wurden, die sich in Ausstattung und Rechengeschwindigkeit unterscheiden. Es begann quasi eine Form von Wettrüsten, an dem sich auch die Raspberry Pi Foundation beteiligte, die für die Entwicklung des Raspberry Pi zuständig ist. Der Endnutzer konnte sich hierüber freuen, denn während die Alternativprodukte niemals eine existenzbedrohende Gefahr für den Raspberry Pi darstellten, wurde doch auch dieser Rechner im Laufe der Zeit immer leistungsfähiger. Dabei gelang es der Raspberry Pi Foundation sogar, den Verkaufspreis über die Jahre (es gibt den Raspberry Pi nun schon seit mehr als acht Jahren) fast konstant zu halten. Heutzutage gibt es neben dem Raspberry Pi also eine Vielzahl weiterer Einplatinen-Kleinstrechner von verschiedensten Herstellern in ganz unterschiedlichen Preislagen. Auch wenn sich mit vielen dieser Geräte problemlos ein sehr guter Home Server aufbauen lässt, so möchte ich Ihnen dennoch den »klassischen« Raspberry Pi empfehlen. Der Grund liegt vor allem darin, dass er ein etabliertes Produkt ist, das über die Jahre gereift ist und eine sehr große Fangemeinde hat. Im Internet finden Sie für sehr viele Probleme schnell eine Lösung, und auch das Angebot an Zusatzgeräten ist bei keinem anderen Gerät so groß wie beim Raspberry Pi. Vor allem ist aber die Software beim Raspberry Pi sehr stabil und zuverlässig und wird kontinuierlich weiterentwickelt – hier sieht es bei den Konkurrenzprodukten hin und wieder deutlich schlechter aus.

Aber wieso sollte man überhaupt auf die Idee kommen, einen Einplatinen-Kleinstrechner, der eigentlich für Lern- und Bastelzwecke gedacht ist, als Home Server zu verwenden?

Nun, so ein Computer ist hierfür deshalb so interessant, weil er zunächst sehr günstig in der Anschaffung ist und einen extrem niedrigen Stromverbrauch hat, wodurch auch die Betriebskosten sehr niedrig bleiben. Dafür bringt er aber eine beachtliche Rechenleistung mit, die für sehr viele Serveraufgaben mehr als ausreicht.

Allerdings ist es mit den knapp 40 Euro für die eigentliche Rechnerplatine nicht getan. Hinzu kommen noch Kosten für ein Gehäuse, ein Netzteil und eine Speicherkarte, so dass mit einem Gesamtpreis von rund 85 Euro zu rechnen ist. Dafür bekommt man aber keinen anderen »richtigen« Computer. Damit ist diese Lösung schon einmal interessant für diejenigen, die einen Home Server erst einmal ausprobieren und kennenlernen wollen – Einsteiger und Einsteigerinnen also.

Der Stromverbrauch eines Raspberry Pi ist sehr niedrig. Im Leerlauf hat er beispielsweise eine Leistungsaufnahme von rund 3,5 Watt, und selbst bei Volllast steigt sie nur auf ungefähr den doppelten Wert an. Damit betragen die Stromkosten bei ständigem Dauerbetrieb rund 10 Euro – und zwar pro Jahr. Es gilt dabei folgende Rechnung: 1 Watt Dauerleistung führt zu einem Stromverbrauch von 8,76 kWh pro Jahr. Das sind bei einem Preis von 0,30 Euro/kWh genau 2,62 Euro. Sie sehen, dies ist sehr wenig; ein Raspberry Pi kann also durchaus ständig aktiv sein, was ihn für den Serverbetrieb sehr interessant macht. Selbstredend erhöhen...