构建自己的NAS家庭服务器:省钱、省心、省心事

在这个数字化时代,我们积累了大量的数据和服务需求。无论是照片、视频还是文档,数据的存储和访问对于每个人都至关重要。然而,云存储和订阅服务的费用逐渐攀升,使人们陷入了昂贵的存储解决方案和复杂的订阅费用之中。如果你正寻求一种方法来摆脱这一困境,那么自己构建一个便宜的DIY NAS家庭服务器可能是一个更好的选择。

DIY NAS与购买现成产品的对比

在决定是否走DIY NAS的路线之前,值得考虑一下你对设备的需求。QNAP或Synology等品牌的NAS产品提供了更为简单、不费时的选择。它们提供了预安装的操作系统和全面的软件套件,可以处理云文档、备份等各种任务。此外,它们支持Docker容器、硬件RAID,并且可以扩展到许多NVMe和SATA端口,满足高级用途。但请准备好支付高昂的价格以换取即插即用的便捷性。

相比之下,DIY NAS涉及的步骤更多,不仅包括选择硬件,还包括设置软件。但优势也是显而易见的:DIY路线为你的预算提供更多的性能,具有更大的硬件和升级灵活性,而且你可以通过重新利用旧笔记本电脑、PC或树莓派来节省大量费用。我多年来一直在我的树莓派4上运行家庭服务器,直到最近才升级。

选择适合建造廉价NAS的硬件

要从零开始构建NAS有两种主要方法:一种是使用类似PC的专用外壳,另一种是使用带有直接附加存储(DAS)的迷你PC。前者是重新利用旧CPU的绝佳方式,可以提供大量的NVMe和SATA端口,以实现最佳性能和存储。然而,选择主板、内存、电源和机箱等部件相对复杂,如果没有零件在手,成本可能会迅速超过预制NAS的价格。

如果你从零开始并且不需要特别复杂的配置,我建议选择迷你PC和DAS路线。它们价格便宜,设置简单,而且在需要额外处理能力或可扩展存储时仍然非常容易升级。唯一的缺点是与较大的主板相比,NVMe/SATA硬盘连接数有限。要获得外部存储的良好性能,你需要一个USB 3.0(5Gbps)端口或更高版本,但即使这样,如果打算在同一DAS中在多个SSD之间传输大量数据,这也可能成为瓶颈。你可以通过使用10Gbps USB 3.1 Gen 2端口、电缆和DAS来解决这个问题,但这些更昂贵。但对于存储照片、音乐和文件来说,5Gbps的USB速度已经足够了,特别是与旋转硬盘一起使用时。

选择适用于DIY NAS的CPU/迷你PC

选择合适的CPU/迷你PC是关键决策。由于NAS始终处于开启状态,低待机功耗是一个很大的优点,但这需要与提供的最大性能进行权衡。基本的NAS用例,如文件共享,需要非常少的功率,但如果你想进行AI图像识别或HDR视频转码,需求会迅速增加。

例如,1W的基于Arm架构的Raspberry Pi 3可以用于Plex媒体服务器,但只支持直接播放。而4W的树莓派4型号勉强可以运行低比特率的1080p x265软件转码。但要实现4K转码,通常需要Intel Core i5或i7处理器,伴随着大约60W的系统空闲功耗。幸运的是,现代移动芯片上的Intel Quick Sync或类似的硬件转码效果相当不错,可以大幅降低功耗。我编制了一个大致的硬件指南,以满足特定用例的需求,但不可能涵盖每一种硬件。

芯片组 TDP范围 用例
极低功耗 Raspberry Pi 3 1-3W 文件共享和备份、媒体服务器(仅直接播放)、基本的Minecraft服务器
低功耗 Raspberry Pi 4B、Intel J、AMD Ryzen嵌入式(无GPU) 5-20W 文件共享和备份、媒体服务器、低用户数1080p视频转码、基本的图片机器学习、低玩家数量的Minecraft服务器、家庭助手
平衡功耗 Intel N、AMD Ryzen嵌入式(带GPU) 10-30W 文件共享和备份、媒体服务器、多用户4K视频转码、图片机

器学习、Minecraft服务器、家庭助手
高级 | Intel Core i3、i5、i7、AMD Ryzen 3、5、7 | 45-200W | 文件共享和备份、媒体服务器、高质量多用户视频转码、图片机器学习、Minecraft服务器、家庭助手

在我的最新构建中,我选择了一台新的搭载Intel N100处理器的Trigkey G5迷你PC(来自亚马逊,售价200美元),配备了过剩的16GB LPDDR5内存、双2.5Gbps LAN以及一块性价比较高的500GB NMVe操作系统固态硬盘。这款迷你PC在空闲状态下的功耗仅略低于6W(几乎与树莓派4相当),但却配备了四个3.4GHz的Alder Lake E核心和硬件转码功能。在峰值时可以达到30W的功耗,足以处理广泛的应用程序和我测试过的四个4K HDR HVEC到1080p的转码流。这远远超过了中端NAS市场上充斥着的Intel Celeron J和AMD Ryzen V1000芯片所提供的性能。

5W和60W待机功耗之间的差距可能会带来每年100美元的差异。

搭配一台4盘位的Terramaster DAS(来自亚马逊,售价170美元),可以获得高达80TB的存储容量,这个配置比高端的Synology DS923+(售价600美元)还要强大,成本不到其三分之二。尽管没有硬件RAID支持(我不需要),但你可以为你的DAS添加这个功能,成本相对较低。

这只是高端DIY选项的一个例子。你可以选择一台搭载Intel N5095、8GB内存的迷你PC(来自亚马逊,售价149美元)和一个双盘位外壳(来自亚马逊,售价80美元),价格大致与入门级的Synology DS223相当。但同样,这款芯片的性能显著更强,足以处理数个4K转码流,并从庞大的库中创建图片缩略图。廉价DIY NAS配置的另一个好处是,迷你PC可以自带一个2.5英寸硬盘或两个,如果这正是你所需要的,你可以廉价地将一个2.5英寸硬盘连接到USB硬盘上,或者选择适合你的存储需求并根据需要进行升级的多种两盘、四盘甚至更多盘位的DAS选项。

安装DIY NAS软件的技巧

到目前为止,一切都很容易,但安装软件是为了省钱而进行的努力所需要付出的时间。虽然我不能在这里涵盖所有可能的配置选项,但我可以提供一些初学者友好的简短提示,帮助你入门。

为你的NAS选择操作系统

尽管坚持使用熟悉的操作系统如Windows可能很诱人,但NAS更适合没有显示器的操作系统,比如众多的Linux发行版之一。此外,我们还可以享受到Docker的好处。然而,对于未经培训的人来说,安装和使用Linux命令行可能会感到困难。幸运的是,OpenMediaVault提供了可启动的ISO媒体,使安装过程非常简单,所以我不需要在这里重复步骤。只需将一个USB驱动器刻录成可启动盘,在你的PC上引导它,然后按照步骤在全新硬盘上安装OMV即可。TrueNAS Scale也是一个不错的选择,因为它提供了可启动的ISO媒体,但本文重点介绍了OMV。

但值得注意的是,我的最新设置无法检测到我的迷你PC的LAN硬件,在使用新硬件时可能会出现问题。因此,我安装了最新版本的Debian(包括最新的Linux内核),并确保在安装过程中启用了SSH,以便我可以在启动时访问命令行。如果需要命令行访问,你需要找到你的NAS本地IP地址,并使用像Putty这样的服务进行隧道连接。

然后,我使用了这个非常有帮助的脚本来在其上安装OMV——这与在树莓派上安装OMV的过程相同。一旦安装完成,你需要从路由器的设置中找到NAS/PC的本地IP地址(例如192.168.1.10),然后通过Web浏览器登录到OMV。就是这样,你将不再需要触及命令行。

添加应用程序和服务

OMV默认提供了管理硬盘驱动器、设置网络文件共享、同步备份和监视系统所需的一切。但我们还需要安装一些应用程序来更充分地利用我们的设置。这就是Docker派上用场的地方。首先,你需要在System > omv_extras > Docker-repo下启用Docker,然后在System > Plugins中安装Compose插件(如果尚未安装omv_extras,你也可以在这里找到它)。

现在,你应该能够看到Service > Compose菜单。进入Files开始添加应用程序。OMV提供了

一些示例,你可以添加它们,其中包括Deluge、Plex、Pihole、Syncthing等流行的应用程序。但在保存和启动服务之前,我们需要了解一些关于docker-compose文件的基础知识,特别是volumes参数。

Docker可能令人生畏,但一旦你掌握了它,就能够访问广阔的自托管软件世界。选择太多,因此我列出了一个非穷尽的列表,以便你入门。

媒体服务器

  • Jellyfin — 开源媒体服务器,支持良好的客户端。
  • Plex — 闭源媒体服务器,支持广泛的客户端。
  • Navidrome — 开源音乐服务器。

图片查看器

  • Photoprism — 具有机器学习功能的照片库。
  • Lychee — 开源画廊管理工具。
  • Immich — 早期开发的Google照片替代方案。

办公/文件

  • Nextcloud — 开源的自托管云存储。
  • Owncloud — 半开源的自托管云存储。

有用的工具

  • Home Assistant — 在一个地方管理你的智能家居设备。
  • Nginx反向代理管理器 — 通过你自己的子域名将服务暴露在网上。
  • Pihole — 通过将流量路由通过你的服务器来阻止广告。

从简单的备份到自托管的替代品,以替代昂贵的云服务,构建一个廉价的DIY NAS可以割断与日俱增的昂贵云服务的联系。现成的NAS硬件是入门的好方法,尤其是如果你时间有限。但希望这篇指南能够说服你,自己构建PC或Mini-PC/DAS设置是掌控自己设置的好方法。而且成本要低得多,硬件要多得多,比Synology或QNAP多得多。

如果你对自己的DIY NAS有更多的需求和野心,那么自己动手搭建一个NAS可能是个不错的选择。不仅可以根据自己的需求定制硬件,还可以掌控整个系统,提供更多的性能和灵活性。当然,这需要更多的时间和精力,但最终的结果可能会更加令人满意。

最后,不要忘记备份你的数据,因为DIY NAS虽然强大,但也有风险。无论你选择哪种方式,都要确保你的数据安全,这样你就可以享受到自己构建的NAS带来的自由和性能优势。

本文由作者 王大神 原创发布于 大神网的AI博客。

转载请注明作者:王大神

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