Ein eigener Home-Server für jedermann

03.10.2022 | Alexander Breitenbauer | ServerNAS

Viele verbinden den Begriff „Server“ mit riesigen Rechenzentren, wie man sie von Tech-Konzernen wie Google, Microsoft oder Apple kennt. Dabei ist ein Server im Grunde genommen nichts anderes als ein logisches oder physisches Gerät, das Funktionen, Daten und Ressourcen anderen physischen oder logischen Geräten über ein Netzwerk bereitstellt. Solche Geräte sind nicht nur für große Tech-Unternehmen interessant, sondern auch für kleine Privatanwender, die ihren Alltag einfacher, komfortabler und effizienter bewältigen wollen. In diesem Artikel zeigen wir auf, welche möglichen Anwendungsfälle es gibt und worauf bei der Hard- und Softwarewahl zu beachten ist.

Ideen für spannende Server-Anwendungen zuhause

Man muss kein absolutes IT-Ass sein, um zuhause verschiedene Serveranwendungen zu nutzen. Wir haben nun ein paar interessante Ideen zusammengetragen, die einen ersten Überblick geben sollen, was alles in den eigenen vier Wänden möglich ist.

NAS macht Daten im Netzwerk verfügbar

Die wohl gängigste Anwendung eines Home-Servers ist ein NAS (Network Attached Storage), also ein Speicher, der innerhalb des Netzwerks zur Verfügung gestellt wird und es anderen Netzgeräten erlaubt, Daten darauf zu speichern, zu lesen und zu löschen. Um Daten zwischen Server und Client auszutauschen, müssen beide Parteien über das gleiche Protokoll kommunizieren. Das gängigste Protokoll für die Kommunikation zwischen Windows- und Mac-Computern ist SMB (Server Message Block) oder CIFS (Common Internet File System, eine bestimmte Implementierung von SMB), in der Linux-Welt werden Daten dagegen häufig über NFS (Network File System) ausgetauscht. Viele NAS-Applikationen bieten auch die Möglichkeit, Daten über SSH (Secure Shell) oder FTP (File Transfer Protocol) zu übertragen.

Es gibt auf dem Markt eine sehr große Auswahl an Open-Source-Lösungen, um ein NAS im eigenen Netzwerk zu realisieren. Die einfachste Möglichkeit ist, die entsprechenden Pakete in einer schlanken Linux-Umgebung zu installieren und somit die gespeicherten Daten im Netzwerk bereitzustellen. Darüber hinaus gibt es noch umfangreichere NAS-Programme wie TrueNAS, FreeNAS oder OpenMediaVault, die auf der entsprechenden Hardware installiert werden können. Außerdem gibt es auch Hersteller, die NAS-Komplettsysteme bestehend aus Hard- und Software verkaufen und ein eigenentwickeltes Betriebssystem bereits auf der Hardware vorinstalliert haben. Dazu liefern sie häufig noch passende Client-Software für Computer und Smartphones, um die Konfiguration des NAS und den Datenaustausch so einfach wie möglich zu gestalten.

Daten in einer eigenen Cloud speichern

Ein NAS bietet die Möglichkeit, Daten lokal im Netzwerk verfügbar zu machen. Doch welche Möglichkeit hat man, wenn man auch außerhalb des Netzwerks auf die eigenen Daten zugreifen möchte? Für diese Fälle eignen sich Cloudlösungen, wie man sie beispielsweise von Apple (iCloud) oder Google (Google Drive) kennt. Speichert man die Daten allerdings in Clouds der großen Anbieter, so liegen die Daten auf deren Servern. Möchte man selbst Herr seiner Daten sein, so könnte eine private Cloud auf Basis von Open-Source-Cloudsoftware wie ownCloud oder Nextcloud eine gute Lösung sein. Die Cloud ist über eine Weboberfläche erreichbar, die zum Login allerdings einen Benutzernamen und ein Passwort erfordert. So kann man die Daten vor unberechtigtem Zugriff schützen und sogar Daten einzeln oder in Gruppen für verschiedene Benutzer der Cloud freischalten.

Adblocker sagen Werbung den Kampf an

Werbung auf Webseiten ist mittlerweile sehr lästig geworden. Gut, dass es bereits Browsererweiterungen wie uBlock Origin oder AdBlock gibt, die im Browser sehr wirkungsvoll Werbung entfernen. Allerdings muss diese Erweiterung auf jedem Endgerät installiert werden und für Smartphones gibt es derzeit noch keine allzu gute kostenlose Adblock-Software, sodass Smartphone-Apps häufig weiterhin Werbung anzeigen. Es gibt allerdings Netzwerk-weite Adblocker-Software wie PiHole oder AdGuard, die sehr wirkungsvoll das ganze Netzwerk vor Werbung schützen. PiHole und AdGuard arbeiten im Netzwerk als DNS-Dienst, sodass der komplette Internet-Traffic zunächst über den Adblocker geleitet wird, der Werbung erkennt und diese blockiert. Hierzu nutzt das Programm Listen typischer Werbe-URLs, die stetig aktualisiert werden. Allerdings können PiHole und AdGuard noch mehr als nur Werbung entfernen. Über diese Programme können beispielsweise auch jugendgefährdende Inhalte automatisch blockiert werden. Darüber hinaus können für jedes Endgerät im Netzwerk eigene Black- und White-Lists für bestimmte Internetadressen eingerichtet werden.

Eigener Webserver für eine private Homepage

Eine eigene Homepage zu haben kann durchaus seine Vorteile haben. Sei es um sich selbst zu präsentieren oder eine weitere Möglichkeit der Kontaktaufnahme zu bieten. Hat man einen Home-Server, so kann man diesen direkt als Webserver verwenden, um damit eine eigene Webseite zu erstellen. Rudimentäre Webseiten können beispielsweise innerhalb einer Linux-Distribution über einen Apache-Webserver erstellt werden. Um solche Webseiten allerdings optisch ansprechend zu gestalten, bedarf es entweder sehr guten Programmierkenntnissen oder noch einige zusätzliche Pakete mit bestimmten Funktionen. Einfacher machen es vorgefertigte Website-Konfigurationsumgebungen wie WordPress oder Joomla, mit denen man recht einfach per Click, Drag and Drop eine eigene Webseite erstellen kann. Durch diverse Plugins lassen sich diese auch mit anderen Applikationen verknüpfen.

Mit jedem Endgerät Filme und Musik über Medienserver streamen

Ein NAS kann zwar Daten im Netzwerk zu Verfügung stellen, allerdings in einer typischen Ordnerstruktur, wie man sie beispielsweise aus dem Windows Explorer kennt. Dabei wäre es doch schöner, wenn man seine Medien grafisch aufbereitet, wie man sie in Videotheken wie Netflix oder Amazon Prime vorfinden würde. Eine solche Organisation von Filmen, Musikstücken und Bildern kann durch einen Medienserver wie beispielsweise Plex oder Jellyfin umgesetzt werden. Mithilfe von Metadaten analysieren die Medienserver die Daten und strukturieren sie beispielsweise nach Interpret oder Genre. Die Bereitstellung der Daten für die Client-Geräte erfolgt üblicherweise via DLNA (Digital Living Network Alliance). Hinter DLNA verbirgt sich eine Herstellervereinigung, die sich zum Ziel setzte, die reibungsfreie Kommunikation zwischen Geräten unterschiedlicher Hersteller zu ermöglichen. Heutzutage sind sehr viele Medienendgeräte DLNA-zertifiziert, sodass sie auf Daten des Medienservers zugreifen können. Außerdem kann der Medienserver Transcoding-Aufgaben übernehmen, also Audio- und Videoformate so umwandeln, dass verschiedene Endgeräte diese problemlos abspielen können.

Mit einem TV-Server keine Fernsehsendung mehr verpassen

Auch wenn das „lineare“ Fernsehen heute immer mehr durch VoD (Video on Demand) verdrängt wird, gibt es trotzdem noch sehr viele TV-Sendungen, die nicht in Internet-Videotheken zu finden sind. Durch einen eigenen TV-Server können die empfangbaren Programme über das Netzwerk gestreamt oder sogar auf ein Speichermedium aufgenommen werden. Eine exemplarische TV-Serveranwendung ist TVHeadend, welche problemlos auf Linux-Distributionen installiert werden kann. Voraussetzung ist natürlich, dass der TV-Server ein TV-Signal erhält, um die Daten im Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Im Falle eines Kabel-Internetanschlusses wird das TV-Signal meist über IPTV mitgeliefert, sodass beim entsprechenden Modem mit IPTV-Funktionalität das TV-Signal direkt für TVHeadend bereitgestellt werden kann. Alternativ kann eine TV-Karte in den Server eingebaut und mit dem vorhandenen Kabel- oder Satellitenanschluss verbunden werden.

Mit VPN von extern auf das eigene Netz zugreifen

Manchmal ist es sinnvoll, von extern auf das komplette Heimnetzwerk zugreifen zu können, beispielsweise um aus dem Urlaub heraus Bilder direkt auf dem Home-Server speichern oder Monitoring durchführen zu können. Um einen Zugriff auf das Netzwerk zu bekommen, bietet sich ein eigener VPN-Server (Virtual Private Network) an. Ein VPN baut ein virtuelles, abgesichertes Netzwerk über das Internet auf, sodass es für das Netzwerk scheint, als wäre das externe Client-Gerät direkt mit dem Netzwerk verbunden. Als kostenlose Software haben sich OpenVPN und WireGuard mittlerweile fest etabliert und bieten für alle gängigen Client-Geräte sehr leicht verständliche Software, um sich direkt mit dem Heimnetzwerk zu verbinden.

So findet man die richtige Hard- und Software

Die oben genannten Anwendungsideen sind nur ein sehr kleiner Teil der möglichen Einsatzzwecke eines Home-Servers. Allerdings benötigt jede Software auf Hardware, auf der sie eingesetzt werden kann.

Die eigenen Anforderungen kennen

Im ersten Schritt sollte man sich Gedanken darüber machen, welche Services und Applikationen umgesetzt werden sollen. Je mehr Services gleichzeitig laufen sollen, desto höher ist die benötigte Rechenleistung. Außerdem sollte man sich genau informieren, welche Anwendungen welche Ressourcen (vor allem CPU, RAM und Festplattenspeicher) benötigen. Ein reines NAS auf ZFS-Basis benötigt üblicherweise recht viel RAM und Festplattenspeicher, die CPU-Last ist dagegen sehr gering. Bei einem Medienserver wie Plex, der auch rechenintensives Transcoding übernehmen soll, ist die CPU-Last dagegen deutlich höher einzuschätzen. Außerdem hat die Erfahrung gezeigt, dass Home-Server mit der Zeit „wachsen“, es kommen also immer mehr neue Anwendungen hinzu. Daher lohnt es sich, die Hardware von Beginn an etwas großzügiger auszulegen.

Für einfache Anwendungen: Einplatinencomputer

Für Anwendungen, die generell wenige Ressourcen benötigen, eignen sich kleine Einplatinencomputer wie beispielsweise ein Raspberry Pi. Diese haben den Vorteil, dass sie sehr wenig Platz einnehmen und äußerst stromsparend, günstig in der Anschaffung und sehr flexibel konfigurierbar sind. Gerade Applikationen wie ein Adblocker, ein VPN-Server oder ein über externe USB-Festplatten realisiertes NAS können problemlos auf einem Raspberry Pi umgesetzt werden.

Vorgefertigte NAS-Systeme

Reicht die Rechenleistung eines Einplatinencomputers nicht aus, so wäre ein vorgefertigtes NAS der nächstmögliche Schritt. Hersteller wie Synology und QNAP bieten NAS-Systeme von kleinen 2-Bay-Geräten mit zwei Festplatten bis hin zu Geräten mit über 30 Laufwerkschächten. Bei diesen Geräten sollte man genau darauf achten, welche Prozessorleistung und RAM-Kapazitäten sie bieten und welche weiteren Features mit der Betriebssoftware umgesetzt werden können. Vorkonfigurierte Systeme eignen sich vor allem für Anwender, die sich nicht allzu viel mit Einrichtung und Optimierung des Geräts auseinandersetzen wollen, sondern sich ein Gerät mit solidem Funktionsumfang und einfacher Bedienbarkeit wünschen. Häufig bieten diese Geräte auch die Möglichkeit, darauf weitere Services wie einen Medienserver zu realisieren.

Fertige Home-Server mit noch mehr Power

Möchte man die proprietären Betriebssysteme der NAS-Hersteller nicht nutzen oder benötigt man noch mehr Rechenleistung, so bieten PC-Hersteller wie beispielsweise HP oder Dell sehr gute Server an, die auch für den Heimgebrauch geeignet sind. Diese starten beim normalen Server im Tower-Format und enden bei Servern mit 19-Zoll-Formfaktor, die beispielsweise in Serverschränken eingebaut werden können. Die Server lassen sich hinsichtlich CPU, RAM, Festplattenspeicher und diverser weiterer Features individuell konfigurieren und mit verschiedenen Betriebssystemen bespielen.

Home-Server im Selbstbau

Wer sich seinen Anforderungen sehr bewusst ist und tiefere Kenntnisse zu Hard- und Software hat, der kann sich mit einem selbstgebauten Home-Server eine maßgeschneiderte Lösung in die eigenen vier Wände stellen. Grundlegend unterscheidet sich die Herangehensweise beim Bau eines Servers kaum von der Konfiguration eines PCs. Hierzu haben wir den ausführlichen Blogartikel "Diese wichtigen Tipps sollte man bei Konfiguration und Zusammenbau eines PCs beachten" veröffentlicht, ein Blick lohnt sich. Beim Home-Server sollten jedoch einige zusätzliche Punkte beachtet werden.

Stromverbrauch und Netzteilauslegung

Ein Home-Server arbeitet üblicherweise im 24/7-Betrieb, wird also oft wochen- oder monatelang nicht abgeschaltet. Daher macht der Stromverbrauch des Servers einen nicht unerheblichen Teil des Gesamtstromverbrauchs des Haushalts aus. Daher sollte das Netzteil des Servers so dimensioniert sein, dass es in den üblichen Lastszenarien so effizient wie möglich ist und trotzdem eine Vollauslastung des Servers stemmen kann.

Arbeits- und Festplattenspeicher

Außerdem sollte man sich auch Gedanken über die Kapazität und die Art des Speichers machen, sowohl Festplatten- als auch Arbeitsspeicher. Beim Arbeitsspeicher bietet sich für Serveranwendungen ECC-RAM (Error Checking and Correction) an, der Fehler in der Speicherung und Übertragung von Daten detektiert und korrigiert, um vor korrupten Daten und komplettem Datenverlust zu schützen. In normalen Heim-PCs wird in den seltensten Fällen ECC-RAM verwendet, da dieser nicht immer von Consumer-Hardware unterstützt wird. Misst man seinen Daten auf dem Home-Server allerdings eine hohe Bedeutung zu, so ist die Nutzung von ECC-RAM sowie einer ECC-kompatiblen Plattform sehr sinnvoll. Neben der Frage nach dem richtigen RAM sollte auch die Frage nach der richtigen Festplatte gestellt werden. Da große SSDs aktuell noch recht teuer sind, bietet ein System aus mindestens einer schnellen SSD für die Serverapplikation und mindestens einer HDD für die Datenablage ein gutes Preisleistungsverhältnis. Möchte man mehrere Festplatten verbauen, so sollte man sich auch über die Festplattenkonfiguration und das Dateisystem Gedanken machen. Natürlich können Festplatten unabhängig voneinander betrieben werden, wodurch jedoch jede Applikation genau wissen muss, welche Datei auf welcher Festplatte liegt. Daher haben sich Festplattenverbünde (Raids) etabliert, die aus mehreren physischen Festplatten eine logische Speichereinheit bilden. Dadurch können außerdem die Übertragungsgeschwindigkeit gesteigert und die Ausfallsicherheit erhöht werden. Aber Achtung: Auch wenn sich hinter einem Raid 1 eine Festplattenspiegelung (also die identische Datenablage auf beiden Festplatten) verbirgt, ist ein Raid 1 kein Backup! Ein Raid 1 erhöht ausschließlich die Ausfallsicherheit und schützt nicht vor korrupten Daten. Darüber hinaus sollte man bei der Wahl der Festplatten darauf achten, dass sie für den Dauerbetrieb geeignet sind. Im Consumer-Bereich werden solche Festplatten meist als NAS-Festplatten bezeichnet, alternativ dazu kann man auch zu Festplatten für professionelle Enterprise-Anwendungen greifen.

Fernwartung

Während an einem normalen PC meistens Peripherie wie Monitor, Maus und Tastatur dauerhaft angeschlossen sind, ist dies bei einem Home-Server nicht der Fall. Um nicht bei jeder Administrationsaufgabe die komplette Peripherie anschließen zu müssen, unterstützen einige Server-Mainboards IPMI (Intellingent Platform Management Interface), das über einen dedizierten LAN-Port mit eigener IP-Adresse angesprochen wird. Dadurch kann man über einen anderen Rechner die volle Kontrolle über den Home-Server erlangen und die Administration vornehmen.

Software-Umgebung

Während ein normaler Rechner in den meisten Fällen mit Microsoft Windows, MacOS oder einer Linux-Distribution mit ansprechender Oberfläche betrieben wird, sind für einen Home-Server andere Betriebssysteme vorteilhafter, optimalerweise auch noch kostenlos in der Nutzung. Die einfachste und schlankste Möglichkeit ist eine einfache Linux-Distribution ohne grafische Benutzeroberfläche, beispielsweise Ubuntu Server. In diesem Betriebssystem werden alle Einstellungen über die Konsole vorgenommen, daher ist eine entsprechende Vertrautheit mit Linux vorteilhaft. Etwas intuitiver lassen sich kostenlose NAS-Betriebssysteme wie FreeNAS, TrueNAS oder OpenMediaVault bedienen, da diese ein gut durchdachtes Webinterface zur Administration bieten. Außerdem erlauben sie es, weitere Services direkt über Plugins oder Docker-Container zu betreiben. Allerdings kommen NAS-Betriebssysteme bei vielen verschiedenen Applikationen an ihre Grenzen, in diesem Fall sollte man sich Virtualisierungssoftware wie beispielsweise das für Privatanwender kostenlose Proxmox genauer anschauen. Mit dieser Software ist es möglich, viele Server als virtuelle Maschine zu erschaffen, die unabhängig voneinander agieren und trotzdem auf der gleichen Hardware laufen. Die Virtualisierung der Server-Umgebung bietet den Vorteil, dass Wartungsarbeiten an einzelnen Applikationen durchgeführt werden können, ohne die Dienste in anderen virtuellen Maschinen zu beeinträchtigen. Allerdings benötigen virtuelle Maschinen insgesamt mehr Ressourcen im Vergleich zur Nutzung aller Services in nur einer logischen Serverumgebung.

Diese Voraussetzungen sollten im Vorfeld für externen Zugriff geschaffen werden

Einen Home-Server nicht nur innerhalb, sondern auch außerhalb des eigenen Netzes über das Internet nutzen zu können, beispielsweise für Cloudspeicher oder eine eigene Webseite, bedarf noch einiger zusätzlicher Aktivitäten, die über die reine Hardwarekonfiguration hinausgehen.

Feste IPv4 oder DynDNS-Dienst einrichten

Nach wie vor ist IPv4 ein wichtiger Standard, um Verbindungen über das Internet herzustellen. IPv4-Adressen bestehen aus insgesamt vier Ziffernblöcken mit jeweils bis zu drei Ziffern, wobei die Ziffernblöcke durch einen Punkt getrennt sind. Jeder Block erstreckt sich von 0 bis 255, somit sind ungefähr vier Milliarden unterschiedliche IPv4-Adressen möglich. Während früher jedes Modem seine eigene, feste IPv4-Adresse erhielt, werden heute dynamische IPv4-Adresse durch die Internetprovider vergeben, da die Anzahl der IPv4-Adressen nicht mehr reicht, um weltweit alle Modems abzudecken. Das wiederum bedeutet, dass sich die IPv4-Adresse des eigenen Modems zuhause in unregelmäßigen Abständen ändern kann. Dadurch wäre der Home-Server über diese IPv4-Adresse bzw. über eine mit dieser IPv4-Adresse verknüpften URL nicht mehr erreichbar. Aus diesem Grund ist die sicherste Möglichkeit, sich durch den Internetprovider eine persönliche, feste IPv4-Adresse einrichten zu lassen. Einige Provider bieten dies allerdings nur in Verbindung mit einem Business-Tarif an, der etwas teurer ist als ein normaler Privat-Tarif. Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung eines DynDNS-Diensts (dynamische DNS). Bei diesem Dienst installiert man einen Service auf dem Server, der dem DynDNS-Dienst zyklisch seine aktuelle IPv4-Adresse mitteilt und diese mit einer festen URL verknüpft.

In Zukunft wird man durch den Wechsel auf IPv6 vermutlich keine Probleme mehr mit zu wenigen IP-Adressen haben, da IPv6 insgesamt etwa 340 Sextillionen verschiedene Adressen umfasst, sodass jedes Endgerät eine eigene, feste IPv6-Adresse bekommt. Allerdings unterstützen noch nicht alle Endgeräte IPv6, sodass IPv4 für den Home-Server noch immer die beste Wahl ist.

Proxy-Manager implementieren und Firewall öffnen

Möchte man verschiedene Services aus dem Internet erreichen, so müssen zunächst die entsprechenden Ports in der Firewall freigeschaltet werden. Ein typischer Webserver benötigt beispielsweise die Ports 80 und 443, die in der Firewall für die IP-Adresse des Webservers freigegeben werden müssen. Allerdings kann ein Port immer nur für eine IP-Adresse freigegeben werden. Doch wie geht man damit um, wenn mehrere virtuelle Maschinen über das Web erreicht werden sollen, beispielsweise eine Webseite und ein Cloudspeicher? Das Stichwort ist hier „Reverse Proxy“ bzw. ein Proxy-Manager. Dieser wirkt als Vermittler zwischen verschiedenen URLs, die auf unterschiedliche Webserver zielen. Sehr bewährt hat sich beispielsweise der Nginx Proxy Manager, der darüber hinaus zusätzlich die Möglichkeit einer SSL-Verschlüsselung über Let’s Encrypt bietet.

Bestens beraten bei Ecom Trading

Ein Home-Server ist gewiss nicht nur eine Idee für IT-Geeks, sondern kann in jedem Haushalt für mehr Komfort und Funktionalität sorgen. Dabei ist es jedem selbst überlassen, ob man lediglich einen kleinen Werbeblocker auf einem Einplatinencomputer realisiert oder eine umfassende virtuelle Serverfarm mit Proxmox aufbaut. Mit dem Ecom Trading Hardware Großhandel haben Sie einen starken Partner an der Hand, der Sie individuell bei der Auswahl der Hardware für Ihren Home-Server berät. Ob ein vorkonfiguriertes NAS-Gerät oder ein Selbstbau-Server – bei den kompetenten und freundlichen Server-Spezialisten von Ecom Trading sind Sie in besten Händen.