Ein NAS ist vom prinzipiellen Aufbau her nichts anderes als ein normaler Computer. Lediglich die funktionalen Anforderungen - also was man damit machen möchte - und die non-funktionalen Anforderungen unterscheiden sich teilweise. Auf die funktionalen Anforderungen bin ich bereits im Artikel Was macht man mit einem NAS? eingegangen, während die non-funktionalen Anforderungen im Artikel Anforderungen an ein (Test-) NAS besprochen werden.
Egal ob man ein fertiges NAS kauft, oder es selbst baut, besteht es im Wesentlichen aus folgenden Komponenten:
Das Mainboard ist das Herzstück eines NAS. Hier werden der Prozessor (CPU), der CPU-Kühler sowie der Arbeitsspeicher montiert. Bei Bedarf werden hier Erweiterungskarten eingesteckt - und für ein NAS sehr wichtig: Es werden die Festplatten angeschlossen. Auf Grund dieser zentralen Aufgaben, fällt der Wahl des Mainboards eine große Bedeutung zu, die wohlüberlegt sein sollte.
Das Mainboard ist durch folgende Eigenschaften von und zu anderen Komponenten abhängig:
- BIOS-Version: Abhängigkeit zu CPU
- CPU-Sockel: Abhängigkeit zu CPU und CPU-Kühler
- Chipsatz: Abhängigkeit zu CPU und Arbeitsspeicher
- PCI/PCIe-Ports: Abhängigkeit zu Erweiterungskarten
- SATA-Ports: Abhängigkeit zu Festplatten, SSDs, Optischen Laufwerken
- USB-Ports: Abhängigkeit zu USB-Peripherie
- Lüfter-Ports: Abhängigkeit zu CPU-Kühler und anderen Lüftern
- Formfaktor: Abhängigkeit zu Gehäuse
- Stromanschlüsse und -verbrauch: Abhängigkeit zu Netzteil
Auf Grund dieser zahlreichen Abhängigkeiten, ist es sinnvoll, das Mainboard für ein Selbstbau-NAS zuerst auszuwählen und danach die Komponenten, die daran angeschlossen, bzw. darauf platziert werden. Hierzu muss immer der Blick in die aktuelle Dokumentation des Mainboard-Herstellers erfolgen. Jeder Mainboard-Hersteller bietet auf seiner Website diese Dokumentation für seine aktuellen Modelle an. Im Artikel NAS Mainboards, in dem ich aktuelle Mainboards vorstelle, verlinke ich auch direkt auf diese Dokumentation.
Ein NAS-Mainboard muss folgende Eigenschaften haben, die es zum Teil von einem PC Mainboard unterscheiden:
- Es muss robuster sein, da es im Zweifel rund um die Uhr laufen muss
- Es benötigt Unterstützung für ECC-RAM
- Es hat soviele SATA-Anschlüsse in der richtigen Norm (SATA 2.0, 3.0, etc.) wie benötigt werden, oder alternativ:
- Es bietet Erweiterungsschächte (PCI/PCIe-Ports) für geplante Erweiterungskarten
- Der Energieverbrauch ist möglichst niedrig
Die CPU ist das „Gehirn" des Computers. Sie ist die zentrale Recheneinheit (CPU = „Central Processing Unit"). In einem NAS ist wie in jedem anderen Rechner eine CPU notwendig. Meistens kommt es in einem NAS allerdings nicht so sehr auf die reine Leistungsfähigkeit einer CPU an. Es spielen andere Faktoren eine Rolle, wie:
- Hohe Effizienz
- Geringer Energieverbrauch
- Stabiler Betrieb
- Wenig Hitzeentwicklung
Aus diesen Gründen sollte man die CPU nicht wesentlich größer dimensionieren, als sie wirklich sein muss. Auf diese Leistung gehe ich an Hand von einigen CPUs im Artikel NAS CPUs nochmals genauer ein.
Man unterscheidet zwischen gesockelten CPUs, die man selbst austauschen kann, wie Xeons, Core-Prozessoren, Pentiums oder Celerons und onboard-CPUs, die mit einem Mainboard fest verlötet und somit untrennbar verbunden sind (wie z.B. Atom-CPUs). Für ein NAS kann beides Vor- und Nachteile haben und es ist beides möglich.
Die CPU ist durch folgende Eigenschaften von und zu anderen Komponenten abhängig:
- Chipsatz, BIOS-Version und Sockel: Abhängigkeit zu Mainboard
- Speichercontroller: Abhängigkeit zu Arbeitsspeicher
- Wärmeproduktion / Kühlleistung: Abhängigkeit zu CPU Kühler
- Spannungsstabilität, Elektrische Leistung: Abhängigkeit zu Netzteil
Der CPU-Kühler ist eine undramatische, wenn aber auch nicht unwichtige Komponente eines NAS. Er sorgt dafür, dass die Wärme, die die CPU entwickelt, abgeführt wird. Ein CPU-Kühler für ein NAS muss vor allem leise und sparsam sein. Auf Dinge wie manuelle Lüftersteuerungen kann man in einem NAS verzichten. Es muss auch kein HighEnd-CPU-Kühler eingesetzt werden, da in einem NAS meist sowieso sparsame CPUs ihren Dienst verrichten.
Der CPU-Kühler ist dennoch von ein paar Eigenschaften abhängig:
- Wärmeproduktion / Kühlleistung: Abhängigkeit zu CPU
- CPU Sockel, Lüfter Ports: Abhängigkeit zu Mainboard
- Höhe und Breite: Abhängigkeit zu Gehäuse
Arbeitsspeicher
Wie die CPU sollte auch der Arbeitsspeicher dem NAS System angemessen sein. Wo man bei gewöhnlichen PCs die Faustregel kennt „mehr ist besser", gilt das nur eingeschränkt für ein NAS. Denn mehr Arbeitsspeicher benötigt auch mehr Strom. Und wenn das System möglichst energieeffizient sein soll, dann sollte nur soviel Arbeitsspeicher in das System, wie man wirklich benötigt. Was man wirklich benötigt, hängt allerdings vor allem vom Betriebssystem des NAS ab (siehe Betriebssysteme und Server). So gibt sich ein Debian Minimal in Kombination mit einem einsamen Samba-Server durchaus mit 2 GByte RAM zufrieden. Für FreeNAS, das das Dateisystem ZFS verwendet, sollte man unter 8 GByte RAM aber gar nicht erst anfangen.
Teilweise ist es eine Glaubensfrage, wie auch die Diskussion im Artikel ECC RAM im NAS? zeigt, dennoch empfehle ich für ein NAS auf jeden Fall ECC-RAM zu verwenden. Das Risiko von Datenverlust durch gekippte Bits im Arbeitsspeicher sinkt dadurch deutlich!
Der Arbeitsspeicher im NAS ist von und zu folgenden Komponenten abhängig:
- Speichercontroller: Abhängigkeit zu CPU
- Chipsatz: Abhängigkeit zu Mainboard
Weitere Komponenten
Die Architektur der weiteren Komponenten eines NAS wird im folgenden Artikel beschrieben: NAS Hardware Architektur: Weitere Komponenten
