Die häufigsten Fragen zu Homeservern

Inhaltsverzeichnis

Die häufigsten Fragen, die in den letzten Monaten beim 3003-Team ankamen, drehten sich um das Thema Homeserver. In diesem Video beantworten wir elf davon.

(Das Video basiert auf diesem Artikel von Christof Windeck und Peter Siering.)

Transkript des Videos

(Hinweis: Dieses Transkript ist für Menschen gedacht, die das Video oben nicht schauen können oder wollen. Der Text gibt nicht alle Informationen der Bildspur wieder.)

Guckt mal hier, das ist mein Homeserver. Das ist aber auch ein Homeserver. Und das auch. Und hier, und sogar der kleine Raspi hier. Und ja, wir haben euch gehört: Ihr habt viele Fragen zu Homeservern. In diesem Video klären wir jetzt mal die häufigsten Fragen, angefangen mit ganz basic Sachen, also wozu braucht man überhaupt einen Homeserver? Welche Hardware ist am besten geeignet? Was muss man ausgeben? Welche Platten nimmt man? Bis hin zu Details wie: Brauche ich ECC-RAM? Was sind Fehler, die man machen kann und vermeiden sollte? Also, lasst uns direkt einsteigen. Bei den Antworten haben mich übrigens die beiden c’t-Homeserver-Experten Peter Siering und Christof Windeck unterstützt. Bleibt dran.

Liebe Hackerinnen, liebe Internetsurfer, herzlich willkommen hier bei…

Frage 1: Was genau ist mit "Heimserver" oder "Homeserver" überhaupt gemeint?

Ja, sehr gute Frage, weil das keine scharf umrissene Gerätekategorie ist. Wenn wir hier das Wort benutzen, meinen wir damit einen sparsamen und typischerweise auch leisen und, im besten Fall, auch noch kompakten Server für die private Nutzung. Viele Leute verwenden dafür ein fertig gekauftes NAS (Netzwerkspeicher) mit vorinstalliertem Betriebssystem, von Synology, von Qnap, oder neuerdings auch von Ugreen. Andere setzen stattdessen auf einen Raspberry Pi oder einen anderen Einplatinencomputer, einen kleinen Server als Fertiggerät, gebrauchte Thin-Clients oder einfach einen alten Desktop-PC. Typischerweise läuft auf Heimservern Linux-basierte Software. (Und ja, man kann sich auch mit Windows nen Homeserver bauen, aber man kann sich auch mit der Faust immer auf den Kopf hauen. Aber man kann auch auf nem Nagelbett schlafen. Aber man kann auch Toastbrot statt Tomaten auf Pizza machen.)

Im Ernst: Es gab ab 2007 tatsächlich mal ein Produkt namens "Microsoft Home Server", das wurde aber dann ein paar Jahre später wieder eingestellt. Vermutlich aus gutem Grund.

Frage 2: Was ist der Unterschied zwischen NAS und Homeserver? Was kann ein Homeserver besser?

Man kann sich theoretisch einen Homeserver vorstellen, der kein NAS ist, also auf dem nur irgendwelche Serverprogramme laufen, der keinen Speicherplatz im Netzwerk zur Verfügung stellt. Aber meistens kombiniert man das.

Also, ein NAS ist ein super Heimserver! Die Geräte sind bei Synology und Qnap über mehrere Generationen gereift, und die lassen sich vergleichsweise leicht in Betrieb nehmen. Ihre vorinstallierte Firmware auf Linux-Basis bedienen Sie via Web-Oberfläche, Plug-ins aus einem Appstore erweitern den Funktionsumfang. Fertig-NAS erhalten automatisch Updates. Weil die Geräte in größeren Stückzahlen mit einheitlicher Firmware produziert werden, arbeiten sie recht zuverlässig und für viele Probleme finden sich rasch Lösungen.
NAS kühlen die Festplatten gut; das bekommt man bei einem PC-Selbstbau nicht so leicht hin. Einbau und Austausch von 3,5-Zoll-Festplatten gelingen bei NAS sehr einfach, Schnellwechselrahmen für PC-Gehäuse sind hingegen teuer.

Aber, NASse haben natürlich auch Nachteile, wichtigster Grund bei mir: Mit meist permanent laufenden Lüftern sind die mir einfach zu laut. Und: NAS bekommen nach Ablauf der Supportfrist keine Sicherheitsupdates mehr und auf den meisten lässt sich kein anderes Betriebssystem installieren, zumindest nicht so einfach. NAS für unter 500 Euro (ohne Festplatten) haben zudem bisher höchstens vier CPU-Kerne und maximal 32 GByte RAM.

Zurzeit (Mitte 2024) verspricht ein Heimserver mit PC-Hardware Vorteile, wenn man mehr und stärkere CPU-Kerne oder mehr RAM wünscht. Doch bei einem selbst gebauten Heimserver hat man keine Gewährleistung und Garantie für das gesamte System, muss das Betriebssystem selbst installieren, sicher konfigurieren und warten.

Frage 3: Wozu braucht man überhaupt einen Heimserver?

Auch darauf gibt es natürlich etliche Antworten. Bei mir war das so, dass ich mit Pi-Hole auf einem Raspi angefangen habe, das ist eine Malware- und Werbeblocker auf Netzwerkebene – fand ich megacool, dass ich jetzt auf dem Smart-TV keine Werbung mehr hatte. Ja, und dann kam Plex dazu, quasi mein eigenes Netflix mit 'ner tollen Oberfläche, da gibt es alternativ auch Jellyfin als Open-Source-Variante. Was auch viele Leute mit einem Homeserver machen: Nextcloud installieren, das ist dann der eigene Cloudservice, also wie Dropbox – nur halt für Leute, die ihre Daten keinen externen Unternehmen anvertrauen wollen. Oder halt Ebook-Bibliothek, Fotoverwaltung, eigener Mail-Server, Smart-Home-Zentrale et cetera.

Was man auch nicht vergessen darf: Für viele von uns ist das halt auch einfach ein Hobby, weil das halt auch Spaß macht, da rumzubasteln auf so einem Server. Deshalb nennen manche Leute das ganze auch Homelab. Und das, was man dabei so lernt, das ist halt auch ein nützlicher Skill, weil halt auch "echte" große Server nicht viel anders funktionieren. Ich will damit nicht sagen, dass man mit ein bisschen Homeserver-Erfahrung irgendwie direkt ein Rechenzentrum administrieren kann, aber nützlich sind die Sachen halt trotzdem.

Wofür benutzt ihr euren Homeserver? Das ist wirklich interessant für uns für zukünftige Videos: Was macht ihr genau damit. Gerne in die Kommentaren schreiben und natürlich abonnieren und Glocke klicken, danke!

Frage 4: Welches Betriebssystem empfehlt ihr für Homeserver?

Ja, ganz schwierige Frage, auch dazu haben wir hier ja schon ein eigenes Video gemacht.
Grundsätzlich eignet sich dafür fast jede Linux-Distribution, möglichst mit langer Supportfrist (LTS: Long-Time Support, oft fünf Jahre). Aber es gibt auch speziell für (Heim-)Server ausgelegte (Linux-)Betriebssysteme, darunter Proxmox als Basis für Virtualisierung, Unraid und Open Media Vault (OMV) mit NAS-Funktionen. Proxmox und OMV sind kostenlos, Unraid kostet Geld.

Frage 5: Wieso reitet ihr immer auf der Leistungsaufnahme im Leerlauf herum?

Heimserver verbringen den bei Weitem überwiegenden Teil ihrer Betriebszeit mit Nichtstun. Selbst wenn Sie täglich beispielsweise 50 Gigabyte an Daten von und zum Heimserver kopieren würden, dauert das bei 1-Gbit/s-Ethernet jeweils weniger als sieben Minuten. Die meisten Heimserver "arbeiten" täglich weniger als 1 Stunde, die restlichen 95 Prozent ihrer Laufzeit dämmern sie vor sich hin. Daher dominiert die Leistungsaufnahme im Leerlauf den durchschnittlichen Energiebedarf pro Jahr.

Frage 6: Wie finde ich Serverhardware, die im Leerlauf sparsam ist?

Die kurze Antwort: Guckt c’t 3003, lest c’t! Die lange Antwort ist kompliziert, weil die Leistungsaufnahme eines Computers im Leerlauf von vielen Faktoren abhängt und Angaben dazu nur in wenigen Datenblättern stehen.

Es kommt vor allem auf die Kombination aus Mainboard und Netzteil an. Moderne Prozessoren können im Leerlauf in tiefe Schlafzustände umschalten, aus denen sie innerhalb von Sekundenbruchteilen wieder aufwachen. Dieser Sparschlaf gelingt aber nur, wenn das BIOS des Mainboards alles optimal konfiguriert – und genau das vernachlässigen viele Board-Hersteller. Daher fressen viele Mainboards deutlich mehr Leistung als nötig. Außerdem sollte das Mainboard keine unnötigen Zusatzchips mitbringen, etwa PCIe-PCI-Bridges oder USB-Hubs.
Das Netzteil wiederum muss Spannung auch bei sehr schwacher Last effizient wandeln. Das steht nicht in seinem Datenblatt, weil die 80-Plus-Zertifizierung oft erst oberhalb von 60 Watt greift. Im Leerlauf kommen sparsame Desktop-PC-Boards jedoch mit 10 bis 15 Watt aus. Bei dieser Schwachlast schaffen viele PC-Netzteile leider nur 60 bis 70 Prozent Wirkungsgrad und verschleudern folglich mehr als 4 Watt.

Frage 7: Welchen Prozessor braucht ein Heimserver?

Das hängt völlig davon ab, was Sie damit machen möchten. Sehr viele Menschen sind mit NAS zufrieden und die einfachsten Geräte für zwei Platten haben Systems-on-a-Chip (SoCs) mit vier älteren ARM-Kernen (Cortex-A55). Diese Chips rechnen ähnlich schnell wie 15 Jahre alte PC-Prozessoren, aber das reicht bei einem Fileserver mit RAID 1 ohne Verschlüsselung für vollen Durchsatz über Gigabit Ethernet, also rund 100 MByte/s. Auf einem solchen Gerät kann man auch ein paar weniger leistungshungrige Dienste per Plug-ins laufen lassen.

In den meisten NAS mit x86-Prozessoren unter 700 Euro stecken die eigentlich für billige Notebooks entwickelten SoC-CPUs von Intel aus den Baureihen Celeron N, Celeron J, Pentium Silver und Alder Lake-N (etwa N100, N97). Einige wenige NAS setzen ähnliche Embedded-Prozessoren von AMD ein, etwa Ryzen Embedded V1000. Alle diese Chips leisten sehr viel weniger als etwa ein aktueller Core i5-14400 oder der rund vier Jahre alte Sechskerner Ryzen 5 4600G, der unter 100 Euro kostet. Trotzdem können NAS mit 10-Watt-Prozessoren mehrere Dienste, VMs und Container gleichzeitig ausführen und auch verschlüsselte Daten mit voller Gigabit-Ethernet-Geschwindigkeit auf ihre Platten schreiben. Sie eignen sich auch für Fileserver mit 2,5 oder 10 Gbit/s, solange nicht viele Nutzer gleichzeitig zugreifen.

Will man mehrere VMs auf einen Server packen, wünscht man sich oft pro VM einen separaten CPU-Kern oder wenigstens einen Thread (logischen CPU-Kern). Wenn die einzelnen VMs jeweils nicht viel Arbeit verrichten, kann man auch mehr draufpacken. Die Leistung der einzelnen Kerne ist dabei nicht so wichtig, zumindest bei einigermaßen aktuellen Prozessoren sind sie schnell genug.

Frage 8: Wie viel RAM braucht ein Heimserver und wie schnell sollte es sein?

Auch hier kommt es darauf an, was der Heimserver tun soll. Für einen Fileserver genügen schon 2 GByte. Weniger als 8 GByte wird man jedoch kaum einbauen, weil ein DDR4-Speicherriegel mit dieser Kapazität bloß 25 Euro kostet. Wer hingegen ein Dutzend VMs mit je 4 GByte betreiben möchte, braucht eben mindestens 48 GByte.
Die RAM-Geschwindigkeit ist für typische Aufgaben eines Heimservers unerheblich, Hauptsache es ist genug vorhanden. Es spielt auch keine Rolle, ob man einen oder zwei RAM-Kanäle bestückt – außer in Sonderfällen, die die Rechen- oder 3D-Performance eines in der CPU integrierten Grafikprozessors nutzen. Kaufen Sie bloß keinen Übertakterspeicher, der seine beworbene Taktfrequenz nur mit XMP- oder EXPO-Profilen und erhöhter Betriebsspannung schafft – das klappt nicht immer stabil und treibt die Leistungsaufnahme hoch. Overclocker-DIMMs haben oft Zierbleche, nehmen sie also besser welche ohne. Die bekommen Sie bis zu den Standardgeschwindigkeitsklassen DDR4-3200 oder DDR5-4800 problemlos.

Frage 9: Bringt es Vorteile, Speichermodule mit dem Fehlerschutz Error Correction Code (ECC) einzubauen?

Theoretisch schon, praktisch ist es nicht klar und ziemlich aufwendig. Zur Theorie: ECC erzeugt beim Schreiben redundante Informationen, anhand derer sich beim Auslesen die bei Weitem häufigsten RAM-Fehler korrigieren lassen, nämlich sämtliche Einzelbitfehler. Zweibitfehler werden erkannt, aber nicht alle auch korrigiert.

Bei Profi-Servern ist ECC-RAM eine typische Funktion; der Fernwartungschip solcher Geräte protokolliert dabei auch RAM-Fehler, weil diese oft auf Defekte eines DIMMs hinweisen. ECC-RAM ist jedoch nur nutzbar, wenn drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind: Das System braucht nicht nur die etwas teureren ECC-Speichermodule, sondern der Prozessor muss auch einen ECC-tauglichen Speicher-Controller haben und auf einem Mainboard sitzen, das zusätzliche Leitungen für ECC im Speicherbus hat und dessen BIOS ECC einschaltet.
Intel und AMD ermöglichen ECC-RAM nur bei ausgewählten CPU-Versionen, Intel überdies nur in Kombination mit bestimmten Chipsätzen. ECC-taugliche Hardware ist oft teurer als normale PC-Technik und viele Serverboards schlucken im Leerlauf auch mehr Strom.

Nach unserer Einschätzung ist ECC-RAM für Heimserver verzichtbar. Auch bezahlbare NAS ohne ECC-RAM laufen jahrelang fehlerfrei. Das verbreitete Missverständnis, man solle das Dateisystem ZFS möglichst nur auf Computern mit ECC-RAM nutzen, wurde schon vor Jahren widerlegt.

Frage 10: Kann ich gewöhnliche Desktop-PC-Festplatten in einen Heimserver stecken? Oder sollen es welche speziell für NAS sein?

Weder noch: Wir raten mittlerweile dazu, für Server ausgelegte Festplatten zu kaufen, wenn diese jeweils mehr als 10 TByte speichern sollen. Denn die speziellen NAS-Platten sind oft teurer, aber mechanisch baugleich. Und die ehemals für Privatleute sinnvollen NAS-Platten mit niedrigeren Drehzahlen, die dadurch leiser uns sparsamer liefen, gibt es jenseits von 12 TByte kaum noch. Die modernen, heliumgefüllten Serverplatten sind im Leerlauf recht sparsam und leise, rattern bei Zugriffen aber deutlich hörbar – das lässt sich kaum vermeiden, denn sie sollen auch fest verschraubt sein.

Für Desktop-PCs ausgelegte Platten sind nicht für Dauerbetrieb gedacht und die Hersteller nennen dafür geringe Obergrenzen für die pro Jahr übertragenen Datenmengen im Rahmen der Garantiezeit, beispielsweise nur 55 TByte. Bei Serverplatten beträgt dieses "Workload Limited" oft das Zehnfache.
Wenn Sie ein RAID einrichten wollen, kaufen Sie besser Festplatten mit "Conventional Magnetic Recording" (CMR), also der sozusagen klassischen Aufzeichnungstechnik. Manche Laufwerke nutzen Shingled Magnetic Recording (SMR) mit teilweise überlappenden Spuren. Damit drohen Probleme bei der Reparatur von RAID-Verbünden (RAID Rebuild). Also sprich: Das geht erst, aber wenn im RAID-Verbund eine Platte ausfällt, und man dann eine neue mit CMR reinbaut, dann kann es sein, dass das System sagt, dass die Platte zu langsam ist und dann Wiederaufbau verweigert.

Frage 11: Ich möchte einen möglichst kompakten Heimserver, aber trotzdem viel Platz. Kann ich Platten nicht einfach per USB anschließen?

Ganz, ganz kritische Frage. Also ich, nutze seit über zwei Jahren einen Homeserver mit vier 2,5-Zoll-USB-Platten, jeweils 5 Terabyte, zwei von Seagate, zwei von WD. Und was soll ich sagen: Funktioniert problemlos, die schalten ihren Motor ab, wenn sie nicht benötigt werden und sind so komplett unhörbar. Das Hochfahren dauert dann zwar ca. 10, 20 Sekunden, aber das stört mich null. So, das ist meine persönliche Erfahrung.

Meine Kolleginnen und Kollegen bei c’t würden aber offiziell nur eine einzelne USB-SSD empfehlen und keine Magnetfestplatten, vor allem nicht mehrere. Also die empfehlen ganz klar den Einbau von SATA-Platten in ein PC-Gehäuse oder NAS. Der externe Anschluss via USB-Kabel birgt Risiken: Zusätzliche Störstellen, Kompatibilitätsprobleme und die Gefahr, dass jemand versehentlich das Kabel herauszieht oder hochkant stehende Platten umstößt.

USB-Festplatten mit 2,5-Zoll-Laufwerken sind zwar sparsam, viele nutzen jedoch Shingled Magnetic Recording (SMR), das für RAID nicht zu empfehlen ist. Manche externen 3,5-Zoll-Festplatten mit USB-Anschluss haben ineffiziente Netzteile und schlucken bis zu 12 Watt, einige sogar schon mehrere Watt beim Nichtstun. Das macht den größten Vorteil eines sparsamen Mini-PCs oder Raspberry Pi wieder zunichte.

Externe USB-Gehäuse für mehrere 3,5-Zoll-Laufwerke können noch größere Nachteile haben: Laute Lüfter, hohe Leistungsaufnahme, proprietär umgesetzte RAID-Funktionen. Letzteres kann zu Datenverlust führen, wenn das USB-Gehäuse ausfällt und nicht mehr lieferbar ist.

Ja, das waren die häufigsten Fragen zu Homeservern, wie gesagt, wenn ihr noch mehr habt: Gerne in die Kommentare schreiben, Tschüss!

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(jkj)